李 爽，田斌斌，徐 青，徐 斌，陳 立

1 海軍裝備部，北京100071

2 中國(guó)艦船研究設(shè)計(jì)中心，湖北武漢430064

0 引 言

武器系統(tǒng)的研制通常是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。水面艦船作為武器系統(tǒng)的代表，在有限的空間內(nèi)集成了具有各種功能、性能而又相互影響的設(shè)施、系統(tǒng)和分系統(tǒng)，既組成有機(jī)的整體，也存在各種矛盾［1］。水面艦船的研制包括論證、設(shè)計(jì)、建造和試驗(yàn)等一系列階段，其綜合作戰(zhàn)能力的發(fā)揮是上述各階段共同作用的結(jié)果，其中，方案論證及設(shè)計(jì)階段對(duì)艦船綜合作戰(zhàn)能力的影響最為顯著。

根據(jù)水面艦船所承擔(dān)的使命任務(wù)，其綜合作戰(zhàn)能力一般可分解為獲取及傳遞信息的能力、機(jī)動(dòng)能力（包括快速性、操縱性、續(xù)航力及自給力等）、打擊能力和防御能力。在水面艦船論證及總體設(shè)計(jì)階段，艦船綜合作戰(zhàn)能力的最大化與艦船資源（包括空間、排水量、能量及信息等）的稀缺性是永恒的矛盾。對(duì)此，必須通過(guò)持續(xù)更新艦船設(shè)計(jì)理念、優(yōu)化艦船設(shè)計(jì)方法和提高艦船設(shè)計(jì)手段來(lái)予以解決。集成優(yōu)化設(shè)計(jì)正是在此背景下提出的解決艦船需求與現(xiàn)實(shí)之間矛盾的方案。

在歐、美發(fā)達(dá)國(guó)家的水面艦船設(shè)計(jì)中，普遍應(yīng)用了集成優(yōu)化設(shè)計(jì)思想，主要體現(xiàn)在：

1）由自下而上的非集成系統(tǒng)設(shè)計(jì)方式轉(zhuǎn)化為自上而下的集成化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方式［2］，增強(qiáng)了系統(tǒng)的整體性和關(guān)聯(lián)性；

2）注重提高系統(tǒng)、設(shè)備的自動(dòng)化、智能化及標(biāo)準(zhǔn)化，加大了信息化技術(shù)的應(yīng)用；

3）同時(shí)采取優(yōu)化作業(yè)流程、加大新技術(shù)的集成等技術(shù)手段與改革制度和政策、改進(jìn)維修及保障體系等非技術(shù)手段［3］；

4）通過(guò)大量采用成熟商用技術(shù)及大力度的演示驗(yàn)證，化解新的設(shè)計(jì)思想以及新技術(shù)、新材料的應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)［4］；

5）在不影響艦船作戰(zhàn)效能的前提下提高艦船性能，減少人員編制，節(jié)約艦船全壽期費(fèi)用。

近年來(lái)，隨著我國(guó)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，新的材料和器件、新的工藝和流程、新的手段和途徑以及新的技術(shù)策略和信息化技術(shù)的開(kāi)發(fā)，為艦船集成優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了可能及強(qiáng)有力的支撐。在我國(guó)水面艦船的研制過(guò)程中，依據(jù)科學(xué)的觀點(diǎn)和方法，運(yùn)用現(xiàn)代科技手段分析、處理復(fù)雜系統(tǒng)的各種問(wèn)題和矛盾，不斷優(yōu)化艦船總體及艦載系統(tǒng)、設(shè)施的設(shè)計(jì)，是艦船綜合作戰(zhàn)能力提升的需要，也是技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)的必然。

1 集成優(yōu)化設(shè)計(jì)的概念與原則

系統(tǒng)學(xué)定律指出：“在保證實(shí)現(xiàn)環(huán)境所允許的系統(tǒng)功能的前提下，使整個(gè)系統(tǒng)對(duì)時(shí)間、空間、物質(zhì)、能量和信息的利用率最高。”［5］該定律說(shuō)明在艦船設(shè)計(jì)過(guò)程中，無(wú)論是系統(tǒng)和分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)或艦船總體設(shè)計(jì)，其集成優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)應(yīng)向著“五最高”趨近。

1.1 艦船集成優(yōu)化設(shè)計(jì)的概念

在漢語(yǔ)百科詞典中，對(duì)集成的解釋是：“一些孤立的事物或元素通過(guò)某種方式集中在一起，產(chǎn)生聯(lián)系，從而構(gòu)成一個(gè)有機(jī)整體的過(guò)程。”由此，集成設(shè)計(jì)是一種思想和觀念，它的本質(zhì)是最優(yōu)化的綜合統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，所要達(dá)到的目標(biāo)是系統(tǒng)整體性能最優(yōu)。集成設(shè)計(jì)不僅包含技術(shù)成分，而且還包含管理成分。

優(yōu)化作為科學(xué)研究及工程技術(shù)等領(lǐng)域的重要研究工具，在艦船設(shè)計(jì)中的應(yīng)用已非常成熟，如對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行分析和權(quán)衡，使艦船總體或系統(tǒng)方案滿足或優(yōu)于研制要求等，在此不再贅述。

對(duì)艦船而言，集成優(yōu)化設(shè)計(jì)就是以提高艦船綜合作戰(zhàn)效能為目標(biāo)，在保證艦船功能要求的前提下，通過(guò)運(yùn)用系統(tǒng)工程思想及現(xiàn)代技術(shù)創(chuàng)新，將艦船分散的設(shè)施、功能和信息等集成到相互關(guān)聯(lián)的、統(tǒng)一和協(xié)調(diào)的系統(tǒng)之中，并采用適當(dāng)?shù)姆椒?、工具及?zhǔn)則對(duì)艦船系統(tǒng)進(jìn)行綜合分析和權(quán)衡，使全艦裝備對(duì)艦船重量、空間、能源及信息等的利用率最高。

1.2 艦船集成優(yōu)化設(shè)計(jì)的原則

艦船集成優(yōu)化設(shè)計(jì)的對(duì)象是艦船總體綜合性能，表征為優(yōu)化裝艦系統(tǒng)規(guī)模、合理規(guī)劃總體布置、減少人員編制、提高艦船資源的利用率及降低艦船全壽期費(fèi)用等。在水面艦船集成優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)遵循的基本原則包括：

1）集成優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)以提升艦船的綜合作戰(zhàn)效能為出發(fā)點(diǎn)；任何情況下，集成優(yōu)化設(shè)計(jì)不能降低艦船的綜合作戰(zhàn)效能。

2）艦船總體應(yīng)加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，合理規(guī)劃和分解系統(tǒng)功能；艦船系統(tǒng)應(yīng)優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，保證系統(tǒng)結(jié)構(gòu)高度有序。

3）集成優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)確保提高系統(tǒng)整體性能，注重技術(shù)手段與非技術(shù)手段的綜合應(yīng)用。

4）集成優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)處理好新技術(shù)應(yīng)用與技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)之間的關(guān)系，既要提高新技術(shù)在艦船系統(tǒng)中的集成力度，又要通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證等方法化解相關(guān)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。

5）應(yīng)做好集成優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程的協(xié)調(diào)、控制及監(jiān)督和管理工作。

2 集成優(yōu)化設(shè)計(jì)面臨的問(wèn)題

目前，我國(guó)艦船研制中的條塊分割現(xiàn)象依然存在，艦船總體及系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的集成優(yōu)化力度不夠，存在以下主要問(wèn)題。

2.1 艦船總體頂層設(shè)計(jì)力度不夠

根據(jù)艦船型號(hào)研制頂層設(shè)計(jì)的內(nèi)涵［6］，目前，艦船總體沒(méi)有體現(xiàn)出艦船“大系統(tǒng)”的概念及龍頭作用，主要表現(xiàn)在：

1）缺乏全面的艦船資源統(tǒng)計(jì)、分析、規(guī)劃及統(tǒng)籌；

2）缺乏對(duì)艦船系統(tǒng)功能定位、分配及耦合關(guān)系的綜合考慮；

3）缺乏自上而下的對(duì)艦船系統(tǒng)、設(shè)備研制的牽引及監(jiān)督機(jī)制。

上述頂層設(shè)計(jì)力度不足使艦船作戰(zhàn)能力需求與艦船資源之間的矛盾更加突出。

2.2 艦船系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念落后

目前，艦船系統(tǒng)設(shè)計(jì)先進(jìn)性的理念更新不夠，主要表現(xiàn)在：

1）系統(tǒng)內(nèi)部及系統(tǒng)之間的功能統(tǒng)籌與集成力度低；

2）新材料、新工藝在艦船系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用水平低；

3）系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化及信息化程度低。

艦船系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念的落后導(dǎo)致系統(tǒng)效率低、能耗大、臺(tái)（柜）多，需要的操作人員多，進(jìn)而影響艦船資源的合理配置。

3 艦船集成優(yōu)化設(shè)計(jì)建議

針對(duì)艦船總體和系統(tǒng)在集成優(yōu)化設(shè)計(jì)中存在的主要問(wèn)題，提出了艦船總體和系統(tǒng)集成優(yōu)化設(shè)計(jì)建議。

3.1 艦船總體集成優(yōu)化設(shè)計(jì)建議

艦船總體設(shè)計(jì)包括能力集成、相互作用集成和空間集成［7］，應(yīng)從做好型號(hào)總體頂層設(shè)計(jì)、落實(shí)總體設(shè)計(jì)優(yōu)化工作及加強(qiáng)對(duì)總體和系統(tǒng)的監(jiān)督管理等方面加強(qiáng)集成優(yōu)化設(shè)計(jì)工作。

1）做好艦船總體頂層設(shè)計(jì)。

從艦船總體集成與優(yōu)化設(shè)計(jì)角度，艦船總體頂層設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：

（1）完成全艦集成體系結(jié)構(gòu)規(guī)劃。

艦船總體應(yīng)從艦船具體使命任務(wù)分析出發(fā)，按照層次關(guān)系完成系統(tǒng)功能與性能、全艦系統(tǒng)集成、分系統(tǒng)集成直至具體設(shè)備的清理和分析，形成全艦集成體系結(jié)構(gòu)規(guī)劃，如圖1 所示。

（2）開(kāi)展系統(tǒng)功能分配及優(yōu)化。

艦船總體應(yīng)依據(jù)任務(wù)剖面、能量及信息傳遞、控制流程等分析結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)功能的分配和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)艦船總體性能指標(biāo)，并使各組成系統(tǒng)對(duì)艦船資源的利用率最高。

圖1 全艦集成體系結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Naval ship integration architecture

（3）建立集成設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和約定。

艦船總體應(yīng)從艦船分系統(tǒng)的集成設(shè)計(jì)保證系統(tǒng)的整體性能最優(yōu)、系統(tǒng)的集成設(shè)計(jì)保證艦船總體的性能最優(yōu)的原則和從分系統(tǒng)、系統(tǒng)、總體之間能量及信息傳遞的開(kāi)放性、互聯(lián)性、可靠性、高效率、經(jīng)濟(jì)性及標(biāo)準(zhǔn)化等方面建立集成設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和約定，來(lái)指導(dǎo)和規(guī)范總體及系統(tǒng)的集成設(shè)計(jì)工作。

（4）權(quán)衡和分解艦船研制指標(biāo)。

艦船總體應(yīng)對(duì)艦作戰(zhàn)能力、可靠性、維修性、測(cè)試性、安全性、保障性及環(huán)境適應(yīng)性等研制指標(biāo)進(jìn)行綜合分析和權(quán)衡，并對(duì)相關(guān)指標(biāo)按照重要程度、使用頻率和技術(shù)成熟度等進(jìn)行合理分解。

（5）權(quán)衡并決策艦船總體技術(shù)方案。

艦船總體應(yīng)從艦船綜合作戰(zhàn)效能的內(nèi)涵及影響因素出發(fā)，開(kāi)展平臺(tái)性能與作戰(zhàn)性能之間的權(quán)衡以及平臺(tái)和作戰(zhàn)效能內(nèi)部的權(quán)衡；設(shè)定決策準(zhǔn)則，依照艦船綜合作戰(zhàn)效能最優(yōu)的原則進(jìn)行艦船總體技術(shù)方案的決策。

2）落實(shí)總體設(shè)計(jì)優(yōu)化工作。

艦船總體在具體的型號(hào)總體設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)落實(shí)以下幾方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作：

（1）艦船資源的統(tǒng)籌設(shè)計(jì)。

應(yīng)分別從強(qiáng)化系統(tǒng)之間的統(tǒng)籌，優(yōu)化系統(tǒng)之間的資源配置、促進(jìn)系統(tǒng)內(nèi)部統(tǒng)籌，優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)部資源配置及加強(qiáng)公共資源的統(tǒng)籌，做到艦船資源的充分利用等方面對(duì)艦船空間、排水量、能量及信息等資源進(jìn)行統(tǒng)籌設(shè)計(jì)。

（2）主尺度與船型的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

應(yīng)選取合理的主尺度，控制艦船排水量；開(kāi)展船型及附體的權(quán)衡及優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高快速性及適航性；開(kāi)展螺旋槳推進(jìn)效率與螺旋槳噪聲之間的權(quán)衡及優(yōu)化設(shè)計(jì)；根據(jù)船型及附體優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果，結(jié)合推進(jìn)主機(jī)特性曲線、螺旋槳優(yōu)化設(shè)計(jì)開(kāi)展船-機(jī)-槳匹配優(yōu)化工作，正確、合理地確定主機(jī)運(yùn)行點(diǎn)，以追求動(dòng)力運(yùn)行的高效率、低油耗，減少運(yùn)行成本［8-9］。

（3）總布置的集成優(yōu)化設(shè)計(jì)。

應(yīng)通過(guò)合理規(guī)劃各類艙室布局，確保艙室之間的相互干擾最?。慌撌铱臻g的分配應(yīng)確保在對(duì)艦船性能影響最小的前提下具有最大的使用效率；優(yōu)化作業(yè)流程、縮短作業(yè)線路，減輕艦員勞動(dòng)強(qiáng)度等方面開(kāi)展總布置的集成優(yōu)化設(shè)計(jì)。

（4）船體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

通過(guò)開(kāi)展直接計(jì)算及采用模型試驗(yàn)等手段優(yōu)化各類板材及型材規(guī)格，減輕結(jié)構(gòu)重量；合理選用結(jié)構(gòu)材料，減小構(gòu)架對(duì)艦船空間及重量的占用；優(yōu)化船體結(jié)構(gòu)振動(dòng)設(shè)計(jì)，減小振動(dòng)對(duì)工作及生活的影響等方面開(kāi)展船體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

（5）人員編制的優(yōu)化配置。

通過(guò)優(yōu)化艦員配置結(jié)構(gòu)來(lái)整合戰(zhàn)位、分析任務(wù)剖面，以兼顧戰(zhàn)位、提高自動(dòng)化和信息化程度并改變維修和保障策略以減少戰(zhàn)位等措施來(lái)進(jìn)行人員編制的優(yōu)化配置。

3）加強(qiáng)對(duì)總體和系統(tǒng)的監(jiān)督管理。

加強(qiáng)對(duì)艦船總體和系統(tǒng)集成優(yōu)化設(shè)計(jì)的監(jiān)督和管理可促進(jìn)總體和系統(tǒng)最優(yōu)方案的落實(shí)，保證艦船總體集成方案的最終實(shí)現(xiàn)，主要包括：

（1）對(duì)系統(tǒng)方案技術(shù)層面的監(jiān)督管理。

從系統(tǒng)論證開(kāi)始，從其裝艦的必要性、設(shè)計(jì)原理、使用流程、集成優(yōu)化方案等方面參與系統(tǒng)設(shè)備的研制，責(zé)成系統(tǒng)責(zé)任單位要強(qiáng)化系統(tǒng)的頂層設(shè)計(jì)，對(duì)系統(tǒng)提出合理控制設(shè)計(jì)裕度的具體要求，加強(qiáng)在系統(tǒng)研制全過(guò)程中監(jiān)督執(zhí)行的力度。

（2）對(duì)系統(tǒng)方案風(fēng)險(xiǎn)控制層面的監(jiān)督管理。

對(duì)系統(tǒng)方案從技術(shù)、進(jìn)度和經(jīng)費(fèi)等風(fēng)險(xiǎn)控制角度責(zé)成系統(tǒng)責(zé)任單位開(kāi)展充分的仿真計(jì)算和試驗(yàn)驗(yàn)證，并進(jìn)行技術(shù)先進(jìn)性與風(fēng)險(xiǎn)控制的綜合權(quán)衡和決策。

（3）對(duì)總體方案風(fēng)險(xiǎn)控制層面的監(jiān)督管理。

對(duì)總體方案從技術(shù)的可實(shí)現(xiàn)性、計(jì)劃和經(jīng)費(fèi)的可控性等方面進(jìn)行分析和權(quán)衡，并按研制階段開(kāi)展研制周期內(nèi)的技術(shù)、進(jìn)度和經(jīng)費(fèi)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、分析及控制活動(dòng)。

3.2 艦船系統(tǒng)集成優(yōu)化設(shè)計(jì)建議

艦船系統(tǒng)應(yīng)從優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、提高“四化”（自動(dòng)化、智能化、信息化及標(biāo)準(zhǔn)化）程度及提高系統(tǒng)效率等方面開(kāi)展集成優(yōu)化設(shè)計(jì)工作。

1）優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

從建立系統(tǒng)集成體系結(jié)構(gòu)開(kāi)始，通過(guò)清理系統(tǒng)組成要素之間的相互關(guān)系，形成不同系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案并進(jìn)行比較和分析，最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。具體包括：

（1）建立艦船系統(tǒng)集成體系結(jié)構(gòu)。

與全艦集成體系結(jié)構(gòu)類似，艦船系統(tǒng)責(zé)任單位應(yīng)從系統(tǒng)的具體功能和性能分析出發(fā)，按照層次關(guān)系進(jìn)行細(xì)致的系統(tǒng)組成分析和分解，直至具體的元、器件單元，建立系統(tǒng)集成體系結(jié)構(gòu)。

（2）清理系統(tǒng)組成之間的相互作用關(guān)系。

應(yīng)開(kāi)展艦船系統(tǒng)組成元素之間空間位置、時(shí)間序列、能量與信息、指揮與控制等方面的相互作用關(guān)系清理，建立艦船系統(tǒng)組成元素相互作用影響關(guān)系圖或表，以便于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化工作的開(kāi)展。

（3）優(yōu)化艦船系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

通過(guò)對(duì)艦船系統(tǒng)內(nèi)各組成元素相互作用關(guān)系的分析，進(jìn)行艦船系統(tǒng)組成元素的各種組合并形成各種可行的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案，從提高空間及時(shí)間利用率、提高能量與信息傳遞效率、簡(jiǎn)化指揮與控制流程等方面對(duì)各種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行比較和分析，確定優(yōu)化的艦船系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

2）提高“四化”程度。

提高艦船系統(tǒng)的“四化”程度是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)先進(jìn)性，減輕艦員勞動(dòng)強(qiáng)度，減少操作戰(zhàn)位的必要條件，具體包括：

（1）提高系統(tǒng)自動(dòng)化、智能化程度。

應(yīng)通過(guò)采取對(duì)艦船系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)字的監(jiān)控，自動(dòng)采集、整理、分析、評(píng)估并顯示系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行工況或采取應(yīng)對(duì)措施等方法提高系統(tǒng)的自動(dòng)化程度；通過(guò)在艦船系統(tǒng)內(nèi)集成輔助決策系統(tǒng)、專家系統(tǒng)或人工智能技術(shù)等手段提高系統(tǒng)的智能化程度。

（2）提高系統(tǒng)信息化程度。

應(yīng)通過(guò)采用光纖通信技術(shù)、數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、集成化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等技術(shù)提高艦船系統(tǒng)的信息化程度，同時(shí)，應(yīng)注重信息化技術(shù)在系統(tǒng)中的開(kāi)放性及可擴(kuò)展性，以提高系統(tǒng)的互聯(lián)性及維護(hù)性能。

（3）提高系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化程度。

在艦船系統(tǒng)集成優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)注重提高技術(shù)框架、接口（能量及信息）、協(xié)議、硬件、界面等方面的標(biāo)準(zhǔn)化程度，以提高系統(tǒng)的通用性及可替換性。

3）提高系統(tǒng)效率。

艦船系統(tǒng)效率取決于組成系統(tǒng)元器件的功耗、系統(tǒng)規(guī)模、系統(tǒng)流程及系統(tǒng)所用材料等方面。因此，提高艦船系統(tǒng)效率應(yīng)開(kāi)展的主要工作包括：

（1）控制系統(tǒng)規(guī)模，優(yōu)化系統(tǒng)流程。

應(yīng)合理控制艦船系統(tǒng)的設(shè)計(jì)裕量，控制系統(tǒng)規(guī)模；研究系統(tǒng)硬件功能軟件化實(shí)施的可行性，避免因系統(tǒng)功能的擴(kuò)展而帶來(lái)新的硬件；優(yōu)化系統(tǒng)作業(yè)流程及系統(tǒng)內(nèi)能量流和信息流的傳遞路線，以提高系統(tǒng)的整體效率。

（2）選用合適的材料和元器件。

應(yīng)通過(guò)選用合適的材料和元器件，降低艦船系統(tǒng)組成要素的發(fā)熱量，減少能源的消耗；通過(guò)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備外形的優(yōu)化及輕質(zhì)材料的選用等手段節(jié)省系統(tǒng)對(duì)空間和重量的占用等。

4 集成優(yōu)化設(shè)計(jì)效果展望

艦船集成優(yōu)化設(shè)計(jì)將帶來(lái)設(shè)計(jì)理念、能力提升及經(jīng)濟(jì)性等方面的收益。

1）設(shè)計(jì)理念方面。

通過(guò)開(kāi)展艦船集成優(yōu)化設(shè)計(jì)，將促使艦船總體和系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員轉(zhuǎn)變?cè)O(shè)計(jì)理念，建立艦船總體和艦船系統(tǒng)整體性能最優(yōu)的觀念，并將集成優(yōu)化設(shè)計(jì)作為對(duì)設(shè)計(jì)師的基本設(shè)計(jì)要求固化在艦船總體及系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作中。

2）能力提升方面。

艦船總體與系統(tǒng)共同開(kāi)展集成優(yōu)化設(shè)計(jì)，將使艦船資源的配置更加合理，從而化解或減少作戰(zhàn)能力需求與艦船資源現(xiàn)實(shí)性之間的矛盾。

對(duì)艦船組成系統(tǒng)功能及結(jié)構(gòu)的集成優(yōu)化，將提高艦船總體性能，如提高電磁兼容性、減小全艦RCS 等［10］。

通過(guò)精簡(jiǎn)設(shè)備，控制艦員編制，可使有限的艦船資源更好地服務(wù)于艦員生活，提高艦員生活保障水平。

3）經(jīng)濟(jì)性方面。

通過(guò)對(duì)艦船系統(tǒng)功能、性能及結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，將會(huì)帶來(lái)系統(tǒng)功能的高度融合、系統(tǒng)性能的顯著提升及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度有序，從而節(jié)省采購(gòu)費(fèi)用。

艦船總體及系統(tǒng)通過(guò)各自的優(yōu)化設(shè)計(jì)，可提高艦船水動(dòng)力性能，控制艦船排水量，從而有效減小艦船對(duì)燃油等的消耗，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。

通過(guò)對(duì)全艦人力資源的統(tǒng)籌，優(yōu)化艦員構(gòu)成，有效控制全艦的人員編制，從而可節(jié)省艦船全壽期的費(fèi)用［11］。

5 結(jié) 語(yǔ)

開(kāi)展艦船集成優(yōu)化設(shè)計(jì)是艦船設(shè)計(jì)的必然趨勢(shì)。在艦船的研制過(guò)程中，艦船總體和系統(tǒng)責(zé)任單位攜手共同推進(jìn)艦船的集成優(yōu)化設(shè)計(jì)工作，全面提高我國(guó)軍用船舶在集成優(yōu)化設(shè)計(jì)方面的廣度和深度，必將共同開(kāi)創(chuàng)先進(jìn)艦船的新局面。

［1］邵開(kāi)文，馬運(yùn)義.艦船技術(shù)與設(shè)計(jì)概論［M］.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2005.

［2］MCLEAN M，CHILDS J，JOHNSTON S. Federation of HM&E systems in a total ship architecture［C/OL］//ASNE Intelligent Ships Symposium，2009［2012-06-03］. https：//www.navalengineers.org/SiteCollection Documents/2009%20Proceedings%20Documents/ISS%202009/Papers/Mclean_Childs_Johnston.pdf.

［3］HAGAN J，CROWE K，QUINTANA V，et al. Human systems integration and crew design process develop?ment in the Zumwalt destroyer program［R/OL］. the Committee on Naval Engineering in the 21stCentury Transportation Research Board，2011.［2012-06-03］.http：//onlinepubs.trb.org/onlinepubs/nec/6810Hagan.pdf.

［4］LORETTA D，JOSEPH B，F(xiàn)AMME A. Total shipcrew model to achieve human systems integration［C］//Interservice/Industry Training，Simulation，and Educa?tion Conference（I/ITSEC），2004.

［5］宋貴寶，沈如松，周文松，等. 武器系統(tǒng)工程［M］. 北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2009.

［6］段宗武，冷文軍，沈汶，等.艦船裝備研制中的頂層設(shè)計(jì)［J］.艦船科學(xué)技術(shù)，2010，32（7）：23-27.DUAN Zongwu，LENG Wenjun，SHEN Wen，et al.Top-level design in the development of warships［J］.Ship Science and Technology，2010，32（7）：23-27.

［7］邵開(kāi)文，張駿.總體者，集大成也［J］.中國(guó)艦船研究，2008，3（1）：1-4，12.SHAO Kaiwen，ZHANG Jun. Warship design and inte?gration［J］. Chinese Journal of Ship Research，2008，3（1）：1-4，12.

［8］WILSON W，HENDRIX D，GORSKI J. Hull form opti?mization for early stage ship design［J］. Naval Engi?neers Journal，2010，122（2）：53-65.

［9］黃勝，郭春雨.船舶推進(jìn)節(jié)能技術(shù)研究與進(jìn)展［J］.艦船科學(xué)技術(shù)，2007，29（1）：27-32.HUANG Sheng，GUO Chunyu. Research and develop?ment of ship propulsion and marine energy saving［J］.Ship Science and Technology，2007，29（1）：27-32.

［10］奚秀娟，李佳偉. 艦艇射頻集成技術(shù)總體設(shè)想［J］.中國(guó)艦船研究，2008，3（4）：1-5.XI Xiujuan，LI Jiawei. General considerations of ship?board RF integration technology［J］. Chinese Journal of Ship Research，2008，3（4）：1-5.

［11］HINKLE J B，GLOVER T L. Reduced manning in DDG51 class warships：challenges，opportunities and the way ahead for reduced manning of all US navy ships［C］//Engineering the Total Ship（ETS）Sympo?sium.Gaithersburg：ASNE，2004.