智能船舶发展未来趋势

智能船舶发展可以分为互联互通、辅助决策、远程控制、自主操作等阶段。互联互通、辅助决策是智能船舶的初级阶段,基于系统集成与数据共享实现对船舶的远程监控与优化运营,数据标准以及数据挖掘利用是重要的关键技术。远程控制与自主操作是智能船舶的高级阶段,可实现船舶从少人操作到无人操作的技术革新。

智能船舶研究现状概述

近年来,在物联网、大数据、人工智能(AI)等新科技浪潮的推动下,以数字化为基础、自主化为目标的渐进式船舶智能化已成为船舶工业发展的新趋势、新热点,国际海事组织(IMO)、国际标准化组织(ISO)等国际组织对其高度关注并列为重要议题,国际主要船级社积极开展研究先后发布相关规范或指导性文件,世界主要造船和航运国家纷纷加大了智能船舶研发与应用的投入力度。

基于多层次法的浮箱结构优化设计

对浮箱进行结构优化可减轻结构自重以提高有效载重量,从而能够满足更大吨位的载重要求,改善经济性。针对浮箱的板梁结构形式特点,采用综合应用双向渐进结构优化(BESO)和响应面法(RSM)方法的多层次结构优化设计方法,进行浮箱结构优化设计,涵盖尺度优化、拓扑优化和截面优化3个层次。该方法的核心是使用BESO方法从基结构中获得优化解。在尺度优化层次,根据不同的主要尺度参数建立相应的基结构模型,应用BESO法得到相应优化解,并建立响应面模型进行尺度优化求解。在拓扑优化层次,根据最优尺度参数重新建立基结构模型调用BESO法求解,得到最优拓扑。由于最优拓扑解存在锯齿边,在截面优化层次需要对各截面进行光滑处理。将光滑处理问题转化为对截面参数的求解,建立截面参数与优化目标的响应面模型,最终确定各截面形状。通过某浮箱的结构优化设计实例,验证了多层次结构优化设计方法的可行性和有效性。