◎ 吳英照 山東省濟(jì)南船舶技術(shù)服務(wù)中心濰坊分中心

基于現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)之中智能化科技的應(yīng)用和發(fā)展，現(xiàn)代化船舶制造業(yè)也要朝著智能化的方向轉(zhuǎn)變。就目前的實(shí)際發(fā)展情況分析，配合上未來(lái)的改革，相關(guān)政府部門需要加大投資力度，引導(dǎo)船舶制造業(yè)與現(xiàn)階段的先進(jìn)材料以及高科技結(jié)合起來(lái)，在提升現(xiàn)有水平的同時(shí)促進(jìn)國(guó)際市場(chǎng)地位的全面提高。

1.船舶焊接技術(shù)的優(yōu)化方法

1.1 更新船舶焊接技術(shù)

船舶工業(yè)的發(fā)展依舊需要考慮到技術(shù)條件，并且新型焊接技術(shù)也是現(xiàn)階段需要重點(diǎn)關(guān)注的問題。在船舶生產(chǎn)環(huán)節(jié)，常規(guī)的船舶以及高附加值船舶之間可能會(huì)出現(xiàn)一列的矛盾，需要引起格外的關(guān)注。一般來(lái)說(shuō)，更新焊接結(jié)束后就要極力控制這些影響因素，以此來(lái)推動(dòng)船舶制造業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展。在實(shí)際的船舶生產(chǎn)過程中，需要重點(diǎn)關(guān)注不同船只的功能與類型，在實(shí)施焊接的過程中要將結(jié)合具體的情況開展對(duì)應(yīng)的施工，只有如此才能保證焊接工作的簡(jiǎn)便性，同時(shí)確保船舶工業(yè)能夠朝著自動(dòng)化與機(jī)械化的方向全面發(fā)展。

1.2 使用新的焊接工藝

在船舶制造業(yè)的焊接過程中，由于焊接材料存在單一性，難免會(huì)對(duì)實(shí)際的生產(chǎn)效率產(chǎn)生影響。所以，在船舶的生產(chǎn)過程中不同企業(yè)的需求存在差異，對(duì)于造船的材料以及產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)需求也會(huì)存在差異，使得船舶焊接朝著個(gè)性化與定制化的方向發(fā)展。目前，船舶制造模式已經(jīng)對(duì)焊接技術(shù)帶來(lái)了影響，所以需要格外重視焊接工藝的更新。我國(guó)有很多船廠都選擇先進(jìn)平面分段裝焊流水線的引入，同時(shí)配備了相應(yīng)的新設(shè)備與新工藝，能確保整體能夠朝著半自動(dòng)化和自動(dòng)化的方向發(fā)展，以此提高船舶焊接效率。此外，應(yīng)用立焊工藝技術(shù)，滿足降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度的要求，同時(shí)增強(qiáng)對(duì)于工人的培訓(xùn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接生產(chǎn)操作步驟的簡(jiǎn)化處理，確保焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性。

1.3 加強(qiáng)焊接檢驗(yàn)

焊接檢驗(yàn)作為焊接的最后工序，應(yīng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)焊接之中存在的問題，采取針對(duì)性的措施進(jìn)行合理的改進(jìn)與調(diào)整，以此提高焊接質(zhì)量。在檢驗(yàn)過程中要對(duì)于坡口、間隙等有明確的分析，然后利用實(shí)際的工藝規(guī)定處理，這樣就可以推動(dòng)后續(xù)工作的有效實(shí)施。另外，要做好水壓試驗(yàn)和氣壓試驗(yàn)工作，避免日后出現(xiàn)滲透的情況，以此保證焊接氣密性與標(biāo)準(zhǔn)相互匹配。所以，針對(duì)船舶焊接質(zhì)量而言，需要從各個(gè)環(huán)節(jié)入手，進(jìn)行系統(tǒng)的、全面的焊接檢驗(yàn)，有效規(guī)避焊接問題的發(fā)生。

2.船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用分析

2.1 設(shè)計(jì)方式

2.1.1 數(shù)學(xué)規(guī)劃設(shè)計(jì)方法

在20世紀(jì)70年代，部分學(xué)者針對(duì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化進(jìn)行了準(zhǔn)確的界定，為規(guī)范法的發(fā)展提供了基礎(chǔ)條件。一般來(lái)說(shuō)，其應(yīng)用的方法包含了單目標(biāo)排序、函數(shù)評(píng)價(jià)等。在實(shí)際應(yīng)用中，先規(guī)范諸多目標(biāo)，然后簡(jiǎn)化其單獨(dú)目標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)單個(gè)目標(biāo)的優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)船舶結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

實(shí)施數(shù)學(xué)規(guī)劃法是在規(guī)劃論的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，由于理論全面性，所以其實(shí)際的應(yīng)用非常廣泛。這樣的方法本身帶有收斂性，在實(shí)際的船舶設(shè)計(jì)中存在諸多缺陷，如計(jì)算環(huán)境相對(duì)復(fù)雜。收斂會(huì)有大量時(shí)間被消耗，尤其是在變量較多的情況下會(huì)出現(xiàn)更嚴(yán)重的消耗。此外，在諸多計(jì)算方法之中難免會(huì)有缺陷的存在，成為使用這種方法的限制?；谶@部分問題的分析，需要積極改善此類方法，并且通過準(zhǔn)則法等的引入，與力學(xué)特征結(jié)合起來(lái)實(shí)施，完善其范圍，如連續(xù)變量、導(dǎo)入倒數(shù)等，提升其運(yùn)算速度。

2.1.2 準(zhǔn)則優(yōu)化設(shè)計(jì)方式

使用準(zhǔn)則優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，能讓船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中的物理層作用更加明確，有利于工作的順利開展，并且計(jì)算也非常簡(jiǎn)單。另外，結(jié)構(gòu)分析在實(shí)際計(jì)算之中非常少，并且收斂速度較快，這種方式在最初的船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用是非常廣泛的。但是此類優(yōu)化方式劣勢(shì)也非常明顯，主要是無(wú)法確保計(jì)算結(jié)構(gòu)達(dá)到最優(yōu)化，也很難針對(duì)收斂性進(jìn)行驗(yàn)證分析。在實(shí)際的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，作為設(shè)計(jì)人員就要與實(shí)際情況相互結(jié)合，確保各類設(shè)計(jì)都能妥善完成。因?yàn)檫@種方式的劣勢(shì)，在形狀優(yōu)化設(shè)計(jì)之中使用時(shí)要考慮到實(shí)踐形狀的具體設(shè)計(jì)，避免應(yīng)力過于集中。如果力學(xué)模型出現(xiàn)了太多的變量，在使用這一種方法之后就會(huì)讓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)化，在一般船舶制造中經(jīng)常會(huì)使用到能量準(zhǔn)則法和位移準(zhǔn)則法等。

2.2 設(shè)計(jì)應(yīng)用

2.2.1 智能化軟件的應(yīng)用

隨著船舶市場(chǎng)的不斷變化，現(xiàn)階段的船舶結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)也逐漸朝著智能化、模塊化的三維實(shí)體設(shè)計(jì)方向發(fā)展。所以，通過智能化軟件的應(yīng)用可以讓結(jié)構(gòu)件數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)速度得到進(jìn)一步的加快。傳統(tǒng)模式下的開發(fā)，會(huì)嚴(yán)重影響實(shí)際的研發(fā)效率，但是可以考慮到智能化設(shè)計(jì)軟件的合理使用，這樣有利于優(yōu)化設(shè)計(jì)處理，就可以很好地解決這一問題，并且滿足船舶結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化的目標(biāo)?；贑ATIAV5CAM設(shè)計(jì)系統(tǒng)的使用，可以詳細(xì)地分析與研究造船模塊的功能與使用，然后提出船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化思路以及對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)模型，具體見圖1所示。

2.2.2 模糊原理設(shè)計(jì)方法

圖1 數(shù)據(jù)庫(kù)模型

從20世紀(jì)80年代開始，逐漸開始發(fā)展模糊原理，并且在判決的基礎(chǔ)上，也可以滿足創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)際需求，并且建立對(duì)應(yīng)的限界搜索法，從而在船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中加以應(yīng)用，最終解決結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)之中存在的難題。通過完善模糊目標(biāo)的合理運(yùn)用，就可以直接將閾值看成為變量，屬于能避免在一次求解的情況下的最大水平法。通過求解處理，就可以針對(duì)施工與結(jié)構(gòu)等各種要素進(jìn)行深入的思考，然后通過素權(quán)重集建立，再結(jié)合到亂序，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于模糊評(píng)價(jià)法的建立健全。之后，明確模糊約束容差，如在結(jié)構(gòu)之中，對(duì)于其槽型和剖面進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，然后與工程相互結(jié)合，這樣就可以將具體的模糊要素覆蓋情況加以明確，再通過合理的模糊優(yōu)化方式，在原材料縮減的情況下實(shí)現(xiàn)船舶結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過這種方式的使用，可以滿足復(fù)雜工程的要求，但也存在多個(gè)目標(biāo)問題。此外，適當(dāng)拓展模糊結(jié)構(gòu)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)模糊優(yōu)化的融合性處理，也可以滿足不同層次模糊性的約束

2.2.3 使用遺傳模型

對(duì)于遺傳模型和產(chǎn)生方式，一般是相關(guān)屬性模型在演變之后最終發(fā)展形成的，通過遺傳模型，就可以將船舶設(shè)計(jì)優(yōu)化劃分為連續(xù)變量、離散變量、混合變量等多個(gè)模型?？紤]到傳統(tǒng)船舶設(shè)計(jì)對(duì)于傳統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的選擇上可能會(huì)有不足之處的存在。因此，在設(shè)計(jì)之中就需要考慮到其問題，相關(guān)人員就創(chuàng)造出對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)算法，并且在設(shè)計(jì)過程中基于特性分析，融入多門學(xué)科，實(shí)現(xiàn)對(duì)于遺傳算法的創(chuàng)新，再配合反復(fù)的實(shí)驗(yàn)操作，使用遺傳算法，確保船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠滿足目標(biāo)，并且彌補(bǔ)船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中存在的不足之處。所以，使用遺傳算法就可以利用代碼的編寫來(lái)完成對(duì)應(yīng)的工作，最終將船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中的不足之處加以表現(xiàn)，從而將其解決，最終將實(shí)際設(shè)計(jì)之中的連續(xù)性問題解決，以此開展檢驗(yàn)與實(shí)踐。通過最終的結(jié)果分析來(lái)看，遺傳模型在船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化之中的使用可以在各種惡劣的環(huán)境下完成預(yù)期目標(biāo)，并且獲得良好的使用效果。

3.結(jié)語(yǔ)

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，為了推動(dòng)國(guó)內(nèi)船舶制造業(yè)的不斷發(fā)展，在實(shí)踐中需要針對(duì)船舶制造過程之中的焊接技術(shù)加以優(yōu)化，并且落實(shí)船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化處理工作，再配合具體的軟件、原理、模型應(yīng)用等方式，確保船舶行業(yè)持續(xù)發(fā)展下去。