船厂工艺快速布局工具2.0的开发与应用

为实现船厂三维工艺布局方案的快速生成，开发船厂工艺快速布局工具2.0。在该工具的开发中，应用参数化建模技术实现模型的参数化创建和数据关联；应用编码技术创建标准化模型构件库，实现建模程序对模型构件库的快速调用。经实际工程项目测试，该工具可完成车间厂房、生产加工设备、船坞与码头等设施的快速布局功能。该工具可显著提升船厂的规划设计质量与效率，具有较大的应用价值。     

面向船舶智能制造的工艺数字化管理技术

通过梳理智能车间制造执行系统或智能加工生产线对工艺数据的需求,突破工艺数据数字化管理的关键技术,形成多源数据的规范要求,基于数据规范进行数据的提取与组织,并对工艺数据进行应用。通过工艺数据的数字化管理,实现车间制造执行系统的更好落地,同时推动船舶加工智能制造装备船厂的工程化应用。     

船舶制造车间资源数据采集与场地状态信息采集

针对船舶制造车间存在的生产与管理的信息交互不及时、信息采集效率低、生产过程掌控不足等问题，通过条码、射频识别(Radio Frequency Identification, RFID)、超宽带(Ultra Wide Band, UWB)和自动化装置接口集成等技术，进行车间资源数据采集与场地状态信息采集，实现场地、设备、人员、工装等与管控系统间的互联互通，完成车间场地的物流优化和布局优化，为船舶制造智能车间信息感知奠定基础。     

基于邻域培植遗传算法的半潜式平台生活楼肘板优化研究

随着半潜式平台的大型化发展,平台生活楼开始参与平台总体变形,在角隅等不连续位置易产生应力集中现象,从而影响平台结构安全。为改善生活楼与主平台甲板连接角隅处的应力集中问题,本文分析了影响生活楼与甲板连接区域危险的波浪工况及应力水平;在应力集中区域,设置连接肘板,并对肘板的尺寸和形状进行参数化建模,基于领域培植遗传算法进行多目标优化求解,分析不同权重比下的优化结果;结合规范要求的典型设计波工况,对优化后的肘板在不同工况下的应力集中改善效果进行评价。本文的相关的优化流程和分析方法可为海洋平台局部结构的优化设计提供一定的参考     

船舶管子加工智能车间研究与应用

主要针对船舶碳钢管加工智能车间进行研究,简要概述管子加工智能车间的概念、总体架构及数据流通机制。应用中间产品分类成组、中间产品流程重组技术,对管子加工智能车间总体布局进行设计。重点介绍管子智能加工生产线和生产线管控系统。展示管子加工智能车间的特点及优势,为提高船舶及海洋工程管子加工效率及质量提供有效支撑。     

浅析某工业厂房重型钢结构设计的特点

随着我国经济的发展,重型钢结构工业厂房在各领域的应用越来越广泛。结合某工业厂房工程重型钢结构设计的实践,就厂房钢结构的主要设计理念、结构形式的特点和典型节点的结构处理方法等内容作简要介绍,可供同类型工业厂房的结构设计参考。     

基于虚拟仿真技术的船体分段制造计划管理研究

为使编制的计划具有良好的可执行性,利用虚拟仿真技术建模和优化,对编制的计划作出预测评估和可行性分析。通过Plant simulation仿真工具,参照车间实际布局,从车间层到单元设备,逐层次建模,根据设计输出BOM所确定的中间产品物量及工艺流向,结合场地资源、设备资源和劳动力资源等约束条件,把船厂生产信息完整的映射到仿真平台。通过仿真所得到的可视化分析结果,利用GA遗传算法优化仿真结果,评价计划编制的合理性和可执行,为计划编制提供基于可动态实时调整的参考方案。     

载人潜水器驾驶舱三维布局优化研究

驾驶舱三维布局在载人潜水器设计中占有举足轻重的地位。在分析传统舱室布局方式局限性的基础上,提出利用优化算法实现空间布局的求解。通过对驾驶舱设计要求的分析,结合人机工程的基本思想,建立了驾驶舱空间布局的多目标优化模型。利用遗传算法,结合并列选择策略,实现了该优化模型的求解。计算结果表明,算法有较好的收敛性,从而反映了提出的求解方法的可行性。     

新模式下的船舶管件生产方法研究

讨论在虚拟设计和信息化条件下推进船厂管件生产流程重组、车间布局优化、作业计划信息化、工程并行等先进的现代生产管理模式,提出实行管工车间流程再造的办法,以达到降低生产成本、提高质量及速度等目标。     

船体分段车间指标采集系统开发及应用

为验证船体分段车间智能制造执行管控系统（Intelligent Manufacturing Execution System，IMES）软件在多家船厂的应用效果，开发船体分段车间指标采集系统（Index Collection System，ICS）。该采集系统可对船体分段车间的生产效率、车间库存减少百分比、停工待料缩短百分比、船体分段无裕量制造率和品质报验差错率等5项指标按周期进行数据采集和处理，进行指标验证。根据验证结果，可不断完善优化IMES，以利推广。     

遗传算法的改进及其在超大型油船结构优化中的应用

遗传算法是一种基于适者生存理念的随机搜索算法,它具有极强的全局搜索能力,且不需要知道问题的导数信息.然而,简单遗传算法局部搜索能力差以及易于早熟.文章编制了一种基于实数编码的适用于连续型变量的遗传算法,比较适合于多峰函数的全局寻优,且对之略作改进,也可用于离散型变量优化.采用大量经典数学测试函数对该遗传算法的优化能力进行测试,取得了很好的优化结果.在此基础上,选用经典10杆桁架结构对该算法的寻优能力进行了验证.最后,以一艘超大型油船的典型中横剖面作为研究对象,选取396个设计变量,所有变量在优化过程中都进行了离散化处理,应用JTP规范[1]作为校核依据,采用该遗传算法进行优化设计.经过优化后,船中剖面面积下降了2.6%.     

造船厂钢板入库作业优化研究

分析钢板入库作业流程及堆放原则,建立钢板入库决策模型,以优化堆场空间利用率及电磁吊行驶时间为目标,针对该问题寻优过程的复杂性特征,采用遗传模拟退火算法求解。与传统人工决策方案相比,该优化结果可以提高堆场利用率,缩短入出库作业时间。     

基于CFD的船舶球首型线自动优化

在满足排水量及航速要求情况下设计出性能优良的船体型线,降低船体阻力、节能降耗是造船界一直所追求的目标。船舶球首的大小、位置和形状对船体兴波影响非常大,因此文章通过船型参数化融合方法,生成一系列球首型线,并以兴波阻力最小为目标,采用遗传算法实现球首型线的自动优化。将上述方法应用于某集装箱船球首型线的自动优化,并进行船舶静水阻力实验,实验表明优化船型在设计航速附近总阻力降低明显,说明文中采用的基于CFD船型自动优化方法是可行的。     

近岸深水联排灌注桩施工工艺优化

采用传统的冲孔灌注桩施工工艺进行海上灌注桩施工时,往往会面临适用条件限制、环境污染、施工成本增加等问题。针对三亚凤凰岛项目海上冲孔灌注桩施工特点,介绍通过优化钢平台结构形式及布局设计、泥浆循环系统优化设计、结构稳定性计算、"四新设备"创新应用等措施,有效降低施工成本、提高施工效率、减少环境污染、提高施工质量。结果表明采取的工艺优化和平台改进措施效果良好、实用性强。     

基于均匀法的风雨载荷下折叠式舱口盖拓扑优化设计研究

本文以48500DWT散货船舱口盖为研究对象,提出改变传统折叠式舱口盖设计方法,引入拓扑优化的方法对舱口盖横梁腹板、纵桁腹板进行优化设计。通过ANSYS模拟仿真分析,找出最佳力传递路径的结构布置形式,根据优化结果提取节点信息,经过对拓扑优化后的模型进行二次优化,完善了拓扑优化的结果,使其材料布局形式更合理,研究结果表明,基于均匀法的拓扑优化方法运用于折叠式舱口盖的设计中,可改善舱口盖横梁腹板、纵桁腹板结构,保证其强度并且达到轻量化设计的目的,为舱口盖横梁腹板、纵桁腹板的结构设计提供参考依据。     

Study on the automatic optimization design of the cross-sectional layout of an umbilical with layers based on the GA-GLM

Marine umbilical provides the remote control function for offshore oil and gas exploitation, which is usually integrated by different functional components that vary widely in their mechanical properties. Under the action of external load, unreasonable cross-sectional layouts may lead to large cross-sectional deformation and contact pressure between components thus affecting the service life of an umbilical. Therefore, how to design the cross-sectional layout is a very necessary research work in order to improve service life of the umbilical to withstand various loads during operation. At present, the research on the cross-sectional layout of an umbilical is not sufficient, and there is no standardized design method in the design specification. Considering the mechanical and geometrical properties as the quantitative design objectives, the mathematical optimization model of the cross-sectional layout of an umbilical is proposed. Meanwhile, the layering strategy is introduced because of the processing and manufacturing factors.Then, the genetic algorithm (GA) with good global search performance and the generalized Lagrange multiplier (GLM) with fast convergence speed are combined to solve the above model. Finally, taking an umbilical as an example, the optimal cross-sectional layout is obtained and the effectiveness of the algorithm is verified by the numerical simulation. The results show that the optimization method proposed in this paper can quickly obtain the optimal design cross-sectional layout, and supply a specific way for the fast design of an umbilical, which has the certain engineering application value.     

Efficient optimization design method of jacket structures for offshore wind turbines

With the gradual implementation of offshore wind energy production, the future tendency is to expand into the deeper water. The jacket foundations will take the place of the present monopile foundations when the water depth increases. The foundations account for the majority of the construction cost for offshore wind farms, and the structural optimization of jackets will bring lucrative economic benefits. Structural optimization is a complex iterative process that requires huge computing costs. Therefore, this paper proposes a structural optimization method based on surrogate models to solve this problem effectively and swiftly obtain optimized design schemes of lightweight jackets for offshore wind turbines. The structural responses of jacket wind turbine systems under the equivalent static extreme loads with a recurrence period of 50 years are mainly considered in structural optimization design, and the key optimization variables of jackets are determined by parameter sensitivity analysis. The finite element models of jackets are transformed into surrogate models, and the genetic algorithm is employed to optimize the surrogate models directly. The optimized jackets are additionally verified through coupled dynamic analysis, besides, buckling strength and fatigue life are also checked. And local refined optimizations are carried out for the failure members. According to the optimized design schemes of lightweight jackets for 30 m, 50 m and 70 m water depths, it is demonstrated that the structural optimization design method is adequate and efficient for jackets of wind turbines. Parameter sensitivity analysis can cut the number of optimization variables in half to improve the optimization efficiency. Furthermore, the application of surrogate models can significantly speed up the optimization process by saving about 98.61% of the original time consumed. The optimization design method of the jackets for offshore wind turbines proposed in this paper is suitable for practical engineering, with high precision and efficiency.     

FPSO货油系统管系应力及泵口载荷的分析改进

货油系统作为FPSO最重要的系统之一,一旦出现故障,会使整个海上油田的生产作业陷入停顿或瘫痪的状态,将造成巨大的经济损失,对其进行应力分析,指导管系布置十分必要。本文以30万吨通用型FPSO货油系统为研究对象,应用CAESARII管道应力分析软件建立分析模型,考虑极端工况的加速度、船体变形和风载荷等,对其管系一次应力、二次应力和泵口载荷进行了分析,并对管系的布置进行了优化,提高了管系布置的效率和准确性,为FPSO其他管路系统及其他船型的管系布置提供参考依据。     

基于流水线的船厂管加工车间MES设计与应用

为解决船厂管加工车间流水线生产管理中的问题和需求，开展管加工车间制造执行系统（Manufacturing Execution System，MES）总体设计，构建基于流水线的船厂管加工车间MES。该系统涵盖设计工艺、生产管理和质量管理等方面，整合各流程节点之间的数据与信息，实现管生产过程的综合监管和全局分析，可有效提升船厂管加工车间流水线的生产效率。