知识工程在船舶结构优化设计中的应用-船舶与海洋结构物设计制造专业毕业论文.pdf

· 60· 舰 船 科 学 技 术 第 34卷 0 引 言 1 基本原理 船舶结构优化设计是一个涉及多个设计变量 、多 1．1 基于知识工程 的结构优化设计 种类型和多种约束条件的复杂过程，造成优化设计的 知识工程是一种将某领域知识重复利用于新型 高度非线性 、多峰性等特点 ，解决 问题 的关键是提高 设计的工程学理论 ，其核心是一种将某领域的相关设 离散型变量的有效性 。针对船舶结构设计具有很强 计经验和设计标准 、规范等知识嵌入设计软件中，通 的综合性 、经验性、模糊性等特点 ，将结构工程特点 、 过知识推理实现逻辑判断和推理进一步实现产品的 现代数学优化理论 以及计算机技术结合起来应用于 智能化设计 。 船舶结构设计有着广 阔的前景。国外把研究 的重点 基于知识工程的结构优化设计是指通过捕捉 、优 放在优化算法的开发上 ，而忽略了对设计过程 中积累 化设计意图，如成本 、面积 、体积和时间等 ，使用户可 的设计规范 、设计数据和专家经验等知识的应用 ，若 以按 目标 函数进行优化设计的一种优化方法 ，并利用 通过知识工程 (Knowledge—basedEngineering，KBE)技 参数 的变化和约束条件来得到设计的最佳结果 。 术实现知识应用于结构优化设计过程中，减少结构优 1．2 知识库的建立 化计算量和降低优化设计对用户知识和经验 的要求 ， 知识库就是经验 、规则、案例等知识 的集合 。 促进结构设计能力 的提高 。程远胜等 基于神经网 将专家的知识 、经验和各种文献资料所包含的知识进 络与遗传算法对潜艇舱壁结构优化设计 ；蒋如宏 行收集 、整理、归纳成若干规则 、分析方法和解决问题 等 采用多 目标模糊优化设计方法结合 多种船舶主 的策略，以一定的形式放置在特定 的数据库 中，并为 用户提供检索和利用知识 的方法。知识库的主要功 尺度方案选择 出合适 的方案 ；黄海燕等 以结构尺 能包括知识库的创建 、获取 、更新 、检索 、查询与维护 寸 、稳定性 、许用应力和疲劳强度等方面作为约束条 以及知识的一致性 ，完整性维护等。 件 ，对船舶主机机座结构进行优化设计 ；柳存根等 在遗传算法机理的基础上提出遗传进化算法 ，提高优 2 知识工程的结构优化设计流程 化算法寻求最优解效率 ；杨和振等 将知识工程应 船舶是典型的复杂空间大型结构物 ，其优化设计 用于船舶局部构件的智能化设计 ，促进 了设计效率和 量多而且涉及骨材间距等连续变量 以及板材厚度 、型 能力的提高 ；LaRocca等 将 知识工程技术应用于 材样式等离散变量 ，设计变量要涉及各种设计要求和 飞机结构的多学科设计优化分析过程中；Curran等H 多种约束条件 ，造成结构优化设计 问题 的高度非线 提 出以知识工程基础 的框架下 的多学科工程知识的 性 、多峰性等特点 。通过知识工程技术将设计规范和 融合 ，对现有结构优化算法进行改进并应用于当前工 专家经验等知识保存构建知识库 ，并应用于结构优化 程设计过程 ；Zhou等 提 出知识工程为基础