第３４ 卷第３期２ ０ １２ 年３ 月舰船科学技术Ｓ Ｈ Ｉ Ｐ Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ Ｎ Ｃ ＥＡ Ｎ ＤＴ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ ＹＶ ０ １． ３ ４ ． Ｎ ｏ ． ３Ｍ ａ ｒ ． ， ２ ０ １２知识工程在船舶结构优化设计中的应用陈金峰１’ ２， 杨和振１， 蒋如宏１， 马宁１（ １． 上海交通大学海洋工程国家重点实验室， 上海２０ ０ ２４ ０ ；２． 中国船级社青岛分社， 山东青岛２６ ６ ０ ７ １）摘要：针对船舶结构设计变量是涉及多种设计和约束条件的离散变量， 造成结构优化的高度非线性、 多峰性等问题， 而且设计过程中需要设计规范和专家经验等知识支持， 结合其具有很强的综合性、 ：缘忍氐， 提出了基于知识工程的船舶结构优化设计方法。 该方法利用知识工程与结构优化相结合， 将获取的设计知识构建知识库应用于船舶结构优化设计， 并通过知识工程技术实现参数化结构模型与优化数学模型的相互转化， 降低结构优化设计对用户知识水平的要求。 水密横舱壁结构的优化设计算例表明， 满足约束要求的情况下， 其结构重量在优化后比优化前降低了， 保证了结构性能合理的同时实现重量最轻的目标； 将结构参数化模型和数学优化模型结合在一起， 为设计经验少的设计者提供了一种结构设计的捷径； 实现了从不同资源中获取知识并应用于优化设计过程， 促进设计能力的提高， 降低优化设计过程对知识和经验的依赖。关键词：知识工程； 船舶结构优化； 知识库； 模拟退火算法中图分类号：Ｕ ６ ６ ３ ． ４文献标识码：Ａ文章编号：１６ ７ ２—７ ６ ４ ９ （ ２０ １２）０ ３—０ ０ ５９ —０ ６ｄ ｏ ｉ： １０ ． ３４ ０ ４ ／ｊ． ｉｓｓｎ ． １６７ ２－ ７ ６４ ９ ． ２０ １２． ０ ３． ０ １２Ａ ｐ ｐ ｌｉｃ ａ ｔｉｏ ｎｏ ｆｋ ｎ ｏ ｗ ｌｅ ｄ ｇ ｅ － ｂ ａ ｓｅ ｄ ｅ ｎ ｇ ｉｎ ｅ ｅ ｒ ｉｎ ｇｆ ｏ ｒｓｈ ｉｐｓｔｒ ｕ ｃ ｔｕ ｒ ｅｏ ｐ ｔｉｍ ｉｚ ａ ｔｉｏ ｎ ｄ ｅ ｓｉｇ ｎＣ Ｈ Ｅ ＮＪｉｎ —ｆ ｅ ｎ ９ １一， Ｙ Ａ Ｎ Ｇ Ｈ ｅ —ｚ ｈ ｅ ｎ ｌ， ＪＩＡ Ｎ Ｇ Ｒ ｕ —ｈ ｏ ｎ ９ １， Ｍ ＡＮ ｉｎ ９ １（ １． Ｓ ｔａ ｔｅ Ｋ ｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔｏ ｒ ｙｏ ｆ Ｏ ｃ ｅ ａ ｎＥ ｎ ｇ ｉｎ ｅ ｅ ｒ ｉｎ ｇ ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ Ｊｉａ ｏ ｔｏ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉｖ ｅ ｒ ｓｉｔｙ ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ２ ０ ０ ２ ４ ０ ， Ｃ ｈ ｉｎ ａ ；２ ． Ｃ ｈ ｉｎ ａ Ｃ ｌａ ｓｓｉｆ ｉｃ ａ ｔｉｏ ｎＳ ｏ ｃ ｉｅ ｔｙ Ｑ ｉｎ ｇ ｄ ａ ｏ Ｂ ｒ ａ ｎ ｃｈ ， Ｑ ｉｎ ｇ ｄ ａ ｏ２ ６ ６ ０ ７１， Ｃ ｈ ｉｎ ａ ）Ａ ｂ ｓｔｒ ａ ｃ ｔ：Ｓ ｈ ｉｐｓｔｒ ｕ ｃ ｔｕ ｒ ａ ｌｄ ｅ ｓｉｇ ｎ ｖ ａ ｒ ｉａ ｂ ｌｅ ｓａ ｒ ｅｄ ｉｓｃ ｒ ｅ ｔｅｖ ａ ｒ ｉａ ｂ ｌｅ ｓｉｎ ｖ ｏ ｌｖ ｉｎ ｇａ ｖ ａ ｒ ｉｅ ｔｙｏ ｆ ｄ ｅ ｓｉｇ ｎｒ ｅ ｑ ｕ ｉｒ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔｓａ ｎ ｄｃ ｏ ｎ ｓｔｒ ａ ｉｎ ｔｓ， ｗ ｈ ｉｃ ｈ ｌｅ ａ ｄ ｓ ｔｏｈ ｉｇ ｈ ｌｙ ｎ ｏ ｎ ｌｉｎ ｅ ａ ｒ ， ｍ ｕ ｈ ｉｍ ｏ ｄ ａ ｌａ ｎ ｄ ｏ ｔｈ ｅ ｒｐ ｒ ｏ ｂ ｌｅ ｍ ｓｉｎ ｓｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅｏ ｐ ｔｉｍ ｉｚ ａ ｔｉｏ ｎ ． Ｂ ｅ ｓｉｄ ｅ ｓ， ｉｔｎ ｅ ｅ ｄ ｓｄ ｅ ｓｉｇ ｎ ｒ ｅ ｇ ｕ ｌａ ｔｉｏ ｎ ｓａ ｎ ｄｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｔｓ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉｅ ｎ ｃ ｅｔｏｓｕ ｐ ｐ ｏ ｒ ｔ ｓｈ ｉｐｓｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅｄ ｅ ｓｉｇ ｎ ．Ｃ ｏ ｎ ｓｉｄ ｅ ｒ ｉｎ ｇｉｔｓｈ ｉｇ ｈ ｌｙ ｃ ｏ ｍ ｐ ｒ ｅ ｈ ｅ ｎ ｓｉｖ ｅ ， ｅ ｍ ｐ ｉｒ ｉｃ ａ ｌ， ｆ ｕ ｚ ｚ ｙａ ｎ ｄ ｏ ｔｈ ｅ ｒｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔｅ ｒ ｉｓｔｉｃ ｓ， ｔｈ ｉｓｐ ａ ｐ ｅ ｒｐ ｒ ｅ ｓｅ ｎ ｔｓａ ｐ ｐ ｌｉｃ ａ ｔｉｏ ｎｏ ｆｋ ｎ ｏ ｗ ｌｅ ｄ ｇ ｅ —ｂ ａ ｓｅ ｄ ｅ ｎ ｇ ｉｎ ｅ ｅ ｒ ｉｎ ｇ （ Ｋ Ｂ Ｅ ）ｆ ｏ ｒ ｓｈ ｉｐｓｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅｏ ｐ ｔｉｍ ｉｚ ａ ｔｉｏ ｎ ｄ ｅ ｓｉｇ ｎｍ ｅ ｔｈ ｏ ｄ ． Ｔ ｈ ｉｓｍ ｅ ｔｈ ｏ ｄ ｃ ｏ ｍ ｂ ｉｎ ｅ ｓ ｔｈ ｅｐ ｒ ｉｎ ｃ ｉｐ ｌｅｏ ｆ Ｋ Ｂ Ｅｄ ｅ ｓｉｇ ｎｗ ｉｔｈ ｓｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅｏ ｐ ｔｉｍ ｉｚ ａ ｔｉｏ ｎ ｄ ｅ ｓｉｇ ｎ ． Ｉｔｃ ｏ ｎ ｓｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｓｋ ｎ ｏ ｗ ｌｅ ｄ ｇ ｅｂ ａ ｓｅｉｎ ｃ ｌｕ ｄ ｉｎ ｇ ｄ ｅ ｓｉｇ ｎ ｒ ｅ ｇ ｕ ｌａ ｔｉｏ ｎ ｓａ ｎ ｄｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｔ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉｅ ｎ ｃ ｅｆ ｏ ｒｓｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｉｎ ｉｔｉａ ｌｄ ｅ ｓｉｇ ｎ ． Ｉｎ ａ ｄ ｄ ｉｔｉｏ ｎ ， ｉｔｃ ａ ｎａ ｃ ｈ ｉｅ ｖ ｅ ｔｈ ｅ ｍ ｕ ｔｕ ａ ｌ ｔｒ ａ ｎ ｓｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔｉｏ ｎ ｏ ｆｐ ａ ｒ ａ ｍ ｅ ｔｅ ｒ ｉｚ ｅ ｄｓｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ａ ｎ ｄｏ ｐ ｔｉｍ ｉｚ ａ ｔｉｏ ｎ ｍ ａ ｔｈ ｅ ｍ ａ ｔｉ， ｃ ａ ｌｍ ｏ ｄ ｅ ｌｂ ｙＫ Ｂ Ｅ ． Ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ａ ｍ ｐ ｌｅｏ ｆｗ ａ ｔｅ ｒ ｔｉｇ ｈ ｔｔ ｒ ａ ｎ ｓｖ ｅ ｒ ｓｅ ｂ ｕ ｌｋ ｈ ｅ ａ ｄｏ ｐ ｔｉｍ ｉｚ ａ ｔｉｏ ｎ ｄ ｅ ｓｉｇ ｎｓｈ ｏ ｗ ｓ ｔｈ ｅｏ ｐ ｔｉｍ ｉｚ ｅ ｄ ｗ ｅ ｉｇ ｈ ｔｏ ｆｓｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｉｓ ｌｏ ｗ ｅ ｒ ｔｈ ａ ｎ ｂ ｅ ｆ ｏ ｒ ｅ ｏ ｎ ｔｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉｔｉｏ ｎ ｏ ｆｍ ｅ ｅ ｔｉｎ ｇｃ ｏ ｎ ｓｔｒ ａ ｉｎ ｓｒ ｅ ｑ ｕ ｉｒ ｅ ｄ ． Ｉｔｅ ｎ ｓ ｕ ｒ ｅ ｓ ｔｈ ｅ ｒ ｅ ａ ｓｏ ｎ ａ ｂ ｌｅｓｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｎ ｃ ｅａ ｎ ｄｌｉｇ ｈ ｔｅ ｓｔ ｗ ｅ ｉｇ ｈ ｔ ｇ ｏ ａ ｌ． Ｓ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ ｌｙ ， ｉｔｃ ｏ ｍ ｂ ｉｎ ｅ ｓ ｓｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅｐ ａ ｒ ａ ｍ ｅ ｔｅ ｒ ｉｚ ｅ ｄｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｗ ｉｔｈｍ ａ ｔｈ ｅ ｍ ａ ｔｉｃ ａ ｌｏ ｐ ｔｉｍ ｉｚ ａ ｔｉｏ ｎ ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ， ｗ ｈ ｉｃ ｈ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉｄ ｅ ｓａ ｓｈ ｏ ｒ ｔｃ ｕ ｔ ｆ ｏ ｒｄ ｅ ｓｉｇ ｎ ｅ ｒｗ ｉｔｈ ｌｅ ｓｓｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉｅ ｎ ｃ ｅｏ ｆ ｓｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅｄ ｅ ｓｉｇ ｎ ． Ｉｎ ｃ ｏ ｎ ｃ ｌｕ ｓｉｏ ｎ ， ｉｔ ｇ ｅ ｔｓ ｋ ｎ ｏ ｗ ｌｅ ｄ ｇ ｅｆ ｒ ｏ ｍ ｄ ｉｆ ｆ ｅｒｅｎ ｔ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ａ ｎ ｄａ ｐ ｐ ｌｉｅ ｓｆ ｏ ｒ ｓｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅｏ ｐ ｔｉｍ ｉｚ ａ ｔｉｏ ｎ ｄ ｅ ｓｉｇ ｎ ，ｉｍ ｐ ｒ ｏ ｖ ｅｔｈ ｅｄ ｅ ｓｉｇ ｎｌｅ ｖ ｅ ｌ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｔｈ ｅｄ ｅ ｓｉｇ ｎ ｅ ｒ ｓ’ ｄ ｅ ｐ ｅ ｎ ｄ ｅ ｎ ｃ ｅｏ ｎ ｔｈ ｅｋ ｎ ｏ ｗ ｌｅ ｄ ｇ ｅａ ｎ ｄｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉｅ ｎ ｃ ｅ ．Ｋ ｅ ｙｗ ｏ ｒ ｄ ｓ：ｋ ｎ ｏ ｗ ｌｅ ｄ ｇ ｅ —ｂ ａ ｓｅ ｄ ｅ ｎ ｇ ｉｎ ｅ ｅ ｒ ｉｎ ｇ ； ｓｈ ｉｐｓｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅｏ ｐ ｔｉｍ ｉｚ ａ ｔｉｏ ｎ ； ｋ ｎ ｏ ｗ ｌｅ ｄ ｇ ｅ ｂ ａ ｓｅ ； ｓｉｍ ｕ ｌａ ｔｅ ｄａ ｎ ｎ ｅ ａ ｌｉｎ ｇ收稿日期： ２０ １ １—０ ５—２３； 修回日期： ２０ １１－ ０ ７ 一１９基金项目： 188宝金博页面版部、 财政部重大专项资助（ ２０ ０ ５１２）； 国家自然科学基金项目资助（ ５１０ ０ ９ ０ ９ ３）作者简介： 陈金峰（ １９ ８ ５一）， 男， 硕士研究生， 从事船舶结构智能化设计研究。万方数据
