知識工程在船舶結構優化設計中的應用

摘 要：知識工程在船舶設計制造中的應用，有利于提高船舶生產制造企業在船舶設計制造中的競爭和創新能力，具有積極作用和意義。本文將結合船舶設計制造流程與知識工程在船舶設計制造中的作用優勢，對其在船舶結構優化設計中的具體應用進行分析研究。

關鍵詞：知識工程；船舶；設計制造；競爭力；結構；優化設計；應用；分析

隨著船舶制造行業的不斷提升發展，船舶設計制造中對于設計制造質量越來越重視。將知識工程原理應用于船舶設計制造中，能夠有效縮短船舶設計制造的周期和時間，提高船舶設計制造質量，具有積極作用和意義。其中，對于船舶的設計制造來講，船舶結構的優化設計由于過程相對復雜，并且包含的設計變量以及影響因素比較多，因此，導致船舶結構優化設計本身具有比較突出的非線性與多峰性設計特征，針對這一情況特征，在進行船舶結構的優化設計中，只有通過對于船舶結構優化設計中離散型變量有效性進行提升，以實現船舶結構的優化設計，保證船舶設計制造質量。將知識工程應用于船舶結構優化設計中，通過知識技術的應用，對于船舶結構優化設計中的計算量以及對于用戶的知識經驗要求進行減少和降低，以提升船舶結構優化設計能力，促進船舶結構的優化設計，提高船舶設計質量，具有較大的可行性。

一、知識工程在船舶設計制造中的應用分析

（一）船舶設計制造中知識工程應用研究概述

知識工程本身是一種通過知識繼承以及繁衍、集成、管理等手段，進行各個領域異構知識系統以及多種描述形式知識集成的分布式開放設計環境，實現面向工程開發全過程，將市場競爭力提升作為目標，以進行具有創新能力的工程設計的技術方式。隨著船舶設計制造技術的提升以及船舶制造行業市場競爭的越來越激烈，進行知識工程的應用以實現船舶設計制造質量的提升和市場競爭能力的提高，成為船舶制造企業共同關注的內容問題。

目前，對于知識工程在船舶設計制造中的應用研究，不僅取得了一定的發展，并且其內容相對較多。比如，在對于軍用艦船的設計制造中，就有人對于軍艦設計制造資料與信息轉化成為設計制造所需要的知識經驗的研究，最終在軍艦設計制造中起到了很好的指導與控制作用和意義；還比如，還有在對于知識工程進行船舶設計制造應用研究中，通過知識工程技術與理論的應用，實現船舶建模系統以及船舶知識建模系統的構建，與船舶設計制造中的資料信息進行相互交換，以知識方法進行船舶結構的分析，結合知識結構體系對于相關設計基準進行確定，以用于船舶設計制造，在很大程度上提高了船舶設計制造的質量效率，對于船舶設計制造具有較為突出的指導作用和意義。總之，隨著船舶設計制造的發展，將計算機技術與知識工程應用于船舶設計制造中，促進船舶設計制造的發展將成為一種必然趨勢。

（二）船舶設計制造與知識工程作用分析

船舶設計制造本身是一個循環發展的過程，其設計制造的實現不僅需要花費較多的時間，并且各結構部分之間的設計聯系比較密切，一旦某一結構部分出現設計問題，將會對于其他結構部分以及船舶設計制造整體產生相應的作用和影響，針對這一情況，在船舶設計制造中，相對成熟的設計制造經驗與知識的指導作用，對于船舶設計制造的作用意義非常突出。應用知識工程進行船舶的設計制造，能夠實現對于船舶設計制造中所需的規范知識與經驗進行方便的獲取，同時還能夠進行船舶設計制造經驗的保存，以用于今后的設計制造中，這樣一來很大程度上縮短了船舶設計的周期，對于船舶設計制造的質量提升也有很大的保障。如下圖1所示，為船舶設計制造的流程示意圖。

結合當前船舶設計制造行業的實際情況，在進行船舶設計制造中，不僅對于船舶設計制造相關的工程知識缺少歸納和整理，并且設計制造技術與經驗的共享性比較差，容易出現相同錯誤重復出現的情況，導致船舶設計制造的周期時間比較長，同時由于知識經驗與技術支持的缺乏，導致船舶設計制造的規范性不夠，對于船舶設計制造技術經驗的保存和保留質量也不高，嚴重影響了船舶的設計制造提升和發展，迫切需要進行改進與完善。

二、知識工程在船舶結構優化設計中的應用分析

應用知識工程進行船舶結構的優化設計，主要就是通過對于船舶結構優化設計的目的進行把握基礎上，按照船舶結構優化設計的目標，對于船舶結構設計過程進行把握控制，以實現優化設計的一種方法手段。因此，應用知識工程進行船舶結構優化設計，首先需要進行船舶結構優化設計所需要的知識庫系統的設計建立。其中，知識庫系統是對于船舶結構設計的經驗以及規范要求、設計案例等知識內容進行集成的一個系統，通過這一系統的設計構建，將船舶結構設計相關的設計知識與經驗、資料信息等進行統一的收集和整體歸納，在設計過程中進行參考應用，不僅能夠保證設計過程的規范化，同時還能夠有效縮短船舶結構設計的周期，在一定程度上也能夠對于船舶結構設計質量進行保障。需要注意的是，所設計建立的知識庫系統需要包含船舶結構設計中應用到的資料信息以及技術經驗的搜索、查詢、獲取、維護、更新、保存等作用功能。

其次，應用知識工程進行船舶結構的設計中，由于船舶本身的結構相對復雜，因此在進行優化設計過程中，不僅設計內容比較多，并且還具有較多的離散變量，像船舶結構骨材的間距以及板材厚度、型材樣式設計等，并且不同設計變量的設計要求與規定內容之間也有區別，因此就導致船舶結構優化設計具有突出的非線性與多峰性特征。針對這一情況，通過知識工程應用進行船舶結構優化設計，能夠有效的解決船舶結構優化設計中的離散變量問題，實現設計模型之間的相互轉換，以此保證船舶結構優化設計效果。

三、結語

總之，知識工程在船舶及其結構的優化設計中，具有較為突出的作用優勢，不僅能夠減少船舶設計制造的周期，提高設計制造質量，同時對于提升船舶設計制造發展競爭力也有積極作用，值得在實際設計應用中進行推廣。

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