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摘要：随着社会经济的不断发展，船舶工业得到了极大的发展，其设计越来越受到人们的重视，特别是动力系统的设计。在船舶动力系统配置设计过程中，首先要明确系统配置设计的概念，然后制定设计流程和内容，以满足船舶动力系统的运行要求。确保整个动力系统正常运行。基于此，本文对船舶动力系统配置设计及优化方法进行分析。
关键词：船舶动力系统；配置设计；优化方法探讨
导言：
船舶动力系统是船舶航行的核心部分，主要有船舶主机、轴系、轴系附件、传动设备和推进器（螺旋浆）组成。做为船舶主要构成部分，关系到船舶的稳定、安全运行。鉴于此，要想确保船舶的高效运行，必须要科学设计船舶动力系统。船舶制造业的不断发展，使得人们对船舶提供了更高的性能要求，需要提高船舶动力系统的智能控制能力，同时充分考虑船舶动力系统的主要影响因素，及时对其复制性和非线性等因素进行科学分析和探讨，从而实现对船舶动力系统配置的合理优。
1船舶动力系统的概念阐述
船舶动力系统包含主推进系统、电力系统、热源系统、侧推系统、辅助动力系统等。主推进系统主要设备包含主机（可能是柴油机、燃气轮机、蒸汽轮机、核动力等等）、轴系、螺旋桨等，电力系统包括主发电机（一般是柴油机）、应急发电机等，热源系统包含锅炉、废气经济器等，辅助动力系统包含燃油系统、滑油系统、冷却水系统、启动空气系统、控制空气系统、排气系统等等。
船舶动力系统是船舶的重要组成部分，是保证船舶正常航行、运行、靠泊、船员和乘客正常工作和生活所必须的设备综合体。船舶动力系统设计是一项涉及多学科的复杂系统工程。它具有系统设计的模块化、系统设计的参数化、系统设计的标准化、用户需求的多样化和个性化、设计过程的复杂性等特点。将产品配置设计的理论和方法应用于船舶动力系统的设计中。根据不同的用户功能和个性化的需求，选择不同性能的组件进行配置，实现用户的多样化。对个性化需求反应迅速，设计效率高，产品质量和竞争力强。
船舶经过长时间的人力和风力作为航行动力，直到200年前才进入以机械能作为航行动力的阶段。随着汽轮机、柴油机、燃气轮机的发明和船舶的应用，由多种原动机驱动的推进方式越来越多。从19世纪初到20世纪初，蒸汽机是世界上船舶最重要的原动力，并逐渐被汽轮机和柴油发动机所取代。
2船舶动力系统配置设计的关键内容及其流程
2.1设计内容
船舶动力系统设计内容主要概括：在动力系统构成、规范设计前提下，严格遵循设定原则来进行系统设计，从备选方案中找到合适的组件，然后对其进行科学合理的配置与设计，最后对船舶动力系统的配置方案进行合理优化与系统性评价，从而更好的满足了动力系统实际运行需求。在满足各种约束条件的基础上，及时对各种方案进行对比分析与评选，选用经济性、科学性更高的配置方案，在此过程中需要注意，船舶动力系统的配置技术标准必须与实际情况一致，在此过程中还要考虑配置方案的可靠性、经济性、安全性与匹配性。
2.2设计流程分析
（1）建立配置模型。船舶动力系统的配置模型主要是对船舶动力系统的详细描述。它是与船舶动力系统有关的配置知识的集合，也是船舶动力系统配置知识的完整、标准和系统的体现。在设置配置模型时，需要对应特定的配置计划和方法。例如，在约束配置模型的基础上，需要将配置知识转化为变量间的约束，将配置解转化为约束满足，这样就可以通过成熟的约束满足来解决问题，在一定程度上提高了求解的效率，但约束表示能力差，重用能力差，通用性受到限制。在资源分配模型的基础上，有必要理解资源抽象概念中各组成部分之间的约束关系。利用资源产生和消费构件之间的相关关系，因此，对专业知识的要求不高，具有很好的通用性，但在构件结构和连接方面有很大的限制，在结构配置模型的基础上，主要目的是使产品对象分层、结构化，并使用产品组织结构和约束来反映。由于配置知识的存在，使得模型結构更加清晰易懂，但在求解过程中，随着产品层次结构的增加，模型结构将变得越来越复杂。
（2）配置模型求解。船舶动力系统配置模型的求解，是指在满足用户需求的基础上，根据船舶动力系统配置知识，对船舶动力系统配置模型进行推理，解决船舶动力系统配置问题。开发满足用户需求的动态系统配置过程。在求解配置模型时，主要是在约束条件和用户实际需求条件下，明确动力系统各组成部分的属性值。系统配置约束的最佳组合状态是配置的最终结果。配置模型的求解主要是为了满足用户对动力系统的实际需求，但在某些特殊情况下，可能会出现无解或多重解的现象。针对这种不解决的现象，必须保证船舶动力系统的性能，结合用户的实际需求，进行一定的调整，明确主需求的权重，减少次要需求的重量。为了最大限度地满足用户的实际需求。针对多解现象，必须针对一个或多个目标情况进行相应的配置优化，实现最优配置。
3船舶动力系统配置设计优化途径研究
3.1设计优化的概念
船舶动力系统配置优化指的就是在产品配置过程中，对配置模型求解进行深入分析，得到相应的配置结果，并且结合一个或者多个目标展开配置优化，进而得到符合用户需求与配置约束的配置实例。现阶段，产品配置优化大部分都是以一个或者多个目标进行优化，将产品配置优化逐渐转变成多目标组合优化。在进行相应转变的时候，可以体现两个优势：①有助于产品配置知识的表述与理解，实现知识重用；②通过多目标组合优化实现问题的求解，比如，多目标粒子群算法、遗传算法、模拟退火法等，加快了产品配置优化求解。
3.2多个目标的优化方法
目前在我国船舶动力系统配置设计优化过程中，多目标算法得到了广泛应用，同时具有计算精确的主要优势，但是这种算法也存在一定弊端：操作过程复杂。在对多个目标进行求解的过程中必须要提高对求解过程的高度重视，并对多个目标进行一一约束，有效降低了优化目标的维度。积极采用多目标粒子群算法来进行配置求解，从而将多个目标合并为一个优化目标，明确了优化任务，对多个目标都起到了很好的约束作用，因此这种方法现阶段在工程应用领域得到了大力推广和应用。把多个目标合并为一个总的优化目标，这对作业人员专业技能的要求很高，同时要求决策者以最快速度在众多非劣解中找到最佳求解，及时参与到求解过程中，在决策参与和优化的前提下，快速得到了多个目标的最佳求解。在船舶动力系统配置模型的求解环节，有效实现了对单个目标的合理优化，促进了系统配置优化的顺利进行。采用多目标粒子群算法求解的过程中需要制定合理的动力系统配置设计方案，实时优化系统配置目标，利用粒子适应度来对最佳粒子的位置作出科学、准确求解，从而保证了设计优化过程的规范化与科学性。
结语：
船舶消耗了大量能源，因此船舶动力系统成为现阶段研究工作的主要内容，必须要重视动力系统配置设计研究，合理优化并改进船舶的动力系统配置设计。明确船舶动力系统的概念，了解动力系统主要装置和辅助装置的系统性功能，严格遵循设定原则来进行系统设计，考虑配置方案的可靠性与经济性，提高对求解过程的高度重视，从而将多个目标合并为一个优化目标，在众多非劣解中找到最佳求解，实时优化系统配置目标，利用粒子适应度来对最佳粒子的位置作出科学求解。
参考文献：
[1]金梦.船舶油改气安全控制系统设计及软件实现[D].华中科技大学，2015.
[2]朱小辉.基于3600DWT供油船机舱控制系统的研究与应用[D].东北石油大学，2015.
关键词：船舶动力系统；配置设计；优化方法探讨
导言：
船舶动力系统是船舶航行的核心部分，主要有船舶主机、轴系、轴系附件、传动设备和推进器（螺旋浆）组成。做为船舶主要构成部分，关系到船舶的稳定、安全运行。鉴于此，要想确保船舶的高效运行，必须要科学设计船舶动力系统。船舶制造业的不断发展，使得人们对船舶提供了更高的性能要求，需要提高船舶动力系统的智能控制能力，同时充分考虑船舶动力系统的主要影响因素，及时对其复制性和非线性等因素进行科学分析和探讨，从而实现对船舶动力系统配置的合理优。
1船舶动力系统的概念阐述
船舶动力系统包含主推进系统、电力系统、热源系统、侧推系统、辅助动力系统等。主推进系统主要设备包含主机（可能是柴油机、燃气轮机、蒸汽轮机、核动力等等）、轴系、螺旋桨等，电力系统包括主发电机（一般是柴油机）、应急发电机等，热源系统包含锅炉、废气经济器等，辅助动力系统包含燃油系统、滑油系统、冷却水系统、启动空气系统、控制空气系统、排气系统等等。
船舶动力系统是船舶的重要组成部分，是保证船舶正常航行、运行、靠泊、船员和乘客正常工作和生活所必须的设备综合体。船舶动力系统设计是一项涉及多学科的复杂系统工程。它具有系统设计的模块化、系统设计的参数化、系统设计的标准化、用户需求的多样化和个性化、设计过程的复杂性等特点。将产品配置设计的理论和方法应用于船舶动力系统的设计中。根据不同的用户功能和个性化的需求，选择不同性能的组件进行配置，实现用户的多样化。对个性化需求反应迅速，设计效率高，产品质量和竞争力强。
船舶经过长时间的人力和风力作为航行动力，直到200年前才进入以机械能作为航行动力的阶段。随着汽轮机、柴油机、燃气轮机的发明和船舶的应用，由多种原动机驱动的推进方式越来越多。从19世纪初到20世纪初，蒸汽机是世界上船舶最重要的原动力，并逐渐被汽轮机和柴油发动机所取代。
2船舶动力系统配置设计的关键内容及其流程
2.1设计内容
船舶动力系统设计内容主要概括：在动力系统构成、规范设计前提下，严格遵循设定原则来进行系统设计，从备选方案中找到合适的组件，然后对其进行科学合理的配置与设计，最后对船舶动力系统的配置方案进行合理优化与系统性评价，从而更好的满足了动力系统实际运行需求。在满足各种约束条件的基础上，及时对各种方案进行对比分析与评选，选用经济性、科学性更高的配置方案，在此过程中需要注意，船舶动力系统的配置技术标准必须与实际情况一致，在此过程中还要考虑配置方案的可靠性、经济性、安全性与匹配性。
2.2设计流程分析
（1）建立配置模型。船舶动力系统的配置模型主要是对船舶动力系统的详细描述。它是与船舶动力系统有关的配置知识的集合，也是船舶动力系统配置知识的完整、标准和系统的体现。在设置配置模型时，需要对应特定的配置计划和方法。例如，在约束配置模型的基础上，需要将配置知识转化为变量间的约束，将配置解转化为约束满足，这样就可以通过成熟的约束满足来解决问题，在一定程度上提高了求解的效率，但约束表示能力差，重用能力差，通用性受到限制。在资源分配模型的基础上，有必要理解资源抽象概念中各组成部分之间的约束关系。利用资源产生和消费构件之间的相关关系，因此，对专业知识的要求不高，具有很好的通用性，但在构件结构和连接方面有很大的限制，在结构配置模型的基础上，主要目的是使产品对象分层、结构化，并使用产品组织结构和约束来反映。由于配置知识的存在，使得模型結构更加清晰易懂，但在求解过程中，随着产品层次结构的增加，模型结构将变得越来越复杂。
（2）配置模型求解。船舶动力系统配置模型的求解，是指在满足用户需求的基础上，根据船舶动力系统配置知识，对船舶动力系统配置模型进行推理，解决船舶动力系统配置问题。开发满足用户需求的动态系统配置过程。在求解配置模型时，主要是在约束条件和用户实际需求条件下，明确动力系统各组成部分的属性值。系统配置约束的最佳组合状态是配置的最终结果。配置模型的求解主要是为了满足用户对动力系统的实际需求，但在某些特殊情况下，可能会出现无解或多重解的现象。针对这种不解决的现象，必须保证船舶动力系统的性能，结合用户的实际需求，进行一定的调整，明确主需求的权重，减少次要需求的重量。为了最大限度地满足用户的实际需求。针对多解现象，必须针对一个或多个目标情况进行相应的配置优化，实现最优配置。
3船舶动力系统配置设计优化途径研究
3.1设计优化的概念
船舶动力系统配置优化指的就是在产品配置过程中，对配置模型求解进行深入分析，得到相应的配置结果，并且结合一个或者多个目标展开配置优化，进而得到符合用户需求与配置约束的配置实例。现阶段，产品配置优化大部分都是以一个或者多个目标进行优化，将产品配置优化逐渐转变成多目标组合优化。在进行相应转变的时候，可以体现两个优势：①有助于产品配置知识的表述与理解，实现知识重用；②通过多目标组合优化实现问题的求解，比如，多目标粒子群算法、遗传算法、模拟退火法等，加快了产品配置优化求解。
3.2多个目标的优化方法
目前在我国船舶动力系统配置设计优化过程中，多目标算法得到了广泛应用，同时具有计算精确的主要优势，但是这种算法也存在一定弊端：操作过程复杂。在对多个目标进行求解的过程中必须要提高对求解过程的高度重视，并对多个目标进行一一约束，有效降低了优化目标的维度。积极采用多目标粒子群算法来进行配置求解，从而将多个目标合并为一个优化目标，明确了优化任务，对多个目标都起到了很好的约束作用，因此这种方法现阶段在工程应用领域得到了大力推广和应用。把多个目标合并为一个总的优化目标，这对作业人员专业技能的要求很高，同时要求决策者以最快速度在众多非劣解中找到最佳求解，及时参与到求解过程中，在决策参与和优化的前提下，快速得到了多个目标的最佳求解。在船舶动力系统配置模型的求解环节，有效实现了对单个目标的合理优化，促进了系统配置优化的顺利进行。采用多目标粒子群算法求解的过程中需要制定合理的动力系统配置设计方案，实时优化系统配置目标，利用粒子适应度来对最佳粒子的位置作出科学、准确求解，从而保证了设计优化过程的规范化与科学性。
结语：
船舶消耗了大量能源，因此船舶动力系统成为现阶段研究工作的主要内容，必须要重视动力系统配置设计研究，合理优化并改进船舶的动力系统配置设计。明确船舶动力系统的概念，了解动力系统主要装置和辅助装置的系统性功能，严格遵循设定原则来进行系统设计，考虑配置方案的可靠性与经济性，提高对求解过程的高度重视，从而将多个目标合并为一个优化目标，在众多非劣解中找到最佳求解，实时优化系统配置目标，利用粒子适应度来对最佳粒子的位置作出科学求解。
参考文献：
[1]金梦.船舶油改气安全控制系统设计及软件实现[D].华中科技大学，2015.
[2]朱小辉.基于3600DWT供油船机舱控制系统的研究与应用[D].东北石油大学，2015.