船舶

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    船舶工业是为航运业、海洋开发及国防建设提供技术装备的综合性产业。中国造船业在全球市场上所占的比重一直处于较高水平，中国已经成为全球重要的造船中心之一。

    船舶从用途上分类，可分为军用船舶和民用船舶两大类。在军船的研发过程中常涉及到强度、刚度、振动与噪声、抗爆性、疲劳、总体性能、快速性、操纵性与耐波性、稳性等多方面的技术问题，民船的设计往往更偏向于提高结构强度、载重量和快速性等方面，所以民船设计的主要技术问题集中于结构强度与水动力性能方面。

近15年来，船舶行业飞速发展，新的设计规范对设计提出新的要求。所有的这些变化都表明船舶设计进入创新为主流的时代，这使传统的、基于工程回归分析和经验的船舶设计方法越来越无能为力。目前，新型船舶大量出现，结构设计以及多种型线设计方案的优化需要进行大量船模实验，如何减少实验次数，减小费用开支，缩短周期是船舶设计急需解决的问题。

    船舶行业设计过程中遇到的突出矛盾和问题，从应用领域来分主要有以下四个方面：

1.军用船舶 主要考虑在战争中的生存能力，如水下爆炸的时候抗击冲击波的能力；提高舰船的隐蔽性，消音，有效的躲避各类探测装置；

2.游艇和客运船舶 对于小型的船只和游艇，主要是降低船舶的噪声和振动，以及制造成本；对于大型客船，主要也是降低船舶的噪声和振动，同时还要缩短设计周期；对于赛艇，主要是提高它的性能和减轻重量，所以大量会使用新型复合材料的设计；

3.商用货运船舶 主要是提高船舶的质量，提高承载能力，尤其是近年来一些新型船舶的出现，如LNG船，LPG船，对设计的要求越来越高；

4.发动机等船舶辅助设施的要求是提高能效，减轻重量，减振降噪。

    同时，船舶作为一个涉及多个行业、需要大量人员共同参与的复杂产品，其产品开发不再是某个部门利用某一分析工具对某一系统进行研究就可以完成的，而需要不同部门间使用多种工具软件和方法对多个学科进行协同设计。在这种情况下，传统产品开发模式已经不能满足企业的需求，一些问题越来越突出：

1.各学科独立设计、难以协调，各级模型相互关系松散，各专业设计人员工作相互独立、缺乏协同。因此，很难完成船舶总体综合性能的提高和优化。

2.现有的工具，无论是商用软件还是自有程序虽然在设计各环节中得到了广泛的应用，但是不能按设计流程进行集成并形成有机的整体系统，这些工具的效能最多只能发挥30~40%，难以通过它们的应用实现综合设计能力的真正提升。

3.设计工具的应用还需大量依赖设计人员的使用经验，商用软件投资的效益很难短期实现和得到保证。此外，由于这些设计工具的使用经验直接掌握在个人手中，难以积累和继承，造成比较高的知识风险。

4.设计方案的改进和优化主要依靠设计人员的经验，对于越来越高的设计要求和越来越复杂的飞行器产品，这种设计模式存在先天的局限性。

5.设计流程不够清晰和规范，设计过程和结果难以重现；项目的执行和监控仍主要依赖人际协调的原始模式；项目协调和沟通主要依靠会议这种低效方法，没有充分利用当代先进的计算机技术，研制和设计的流程效率很低，这也制约了整个设计的进程。

涉及到的具体领域包括但不限于以下方面：

专用元部件设计

液压操纵系统设计

动力装置建模

其他系统模型

有限元模型创建

工程计算及数据管理

船舶结构参数随机统计分布

雷达系统建模与数字仿真

强度、刚度分析

动力学分析

噪声数据采集及分析

抗爆性分析

疲劳耐久性分析

流体阻力分析

动力与推进分析

稳性与耐波性分析

通信设备电磁场分析

优化设计分析

电子设备热分析

多物理场耦合分析

结构搁浅损伤分析

加工工艺