在工业4.0背景下智能设计对船舶的运用外文翻译资料

 2022-07-29 15:40:41

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在工业4.0背景下智能设计对船舶的运用

Joo Hock ANG

胜科海洋公司，新加坡；格拉斯哥大学，英国joohock.ang@sembmarine.com

Cindy GOH

格拉斯哥大学工程学院，英国

Cindy.Goh@glasgow1.ac.uk

Yun LI

格拉斯哥大学工程学院，英国

Yun.Li@glasgow.ac.uk

摘要：随着世界变得更加紧密，并且客户会根据需求和愿望定制相应不同产品，船舶的设计和制造方式必须相与之适应。随着工业4.0（i4）在全球迅速增长，这被认为是未来制造业价值链的主要驱动力。i4设计的关键推动因素之一以实现规模制造的定制生产品是基于智能化的计算机自动化设计（CAutoD）。本文演示了CAutoD如何实现智能化的工业4.0概念下未来船舶和智能船舶的设计。文章将概述以i4和CAutoD为切入点，在整个船舶设计过程中，智能船舶设计技术被引入以形成自动化闭环系统。并且，讨论了系统中的关键挑战及该路线图的未来方向。最后,一个框架变形的概念和自由

变形的概念将以一种进化算法嵌入到开发自动化的设计和优化过程船体形式。

关键词：船舶设计；工业4.0；电脑自动化设计；智能设计；进化算法

  1. 引言

这个世界正在越来越紧密，无论是网络虚拟还是现实生活。同时，客户的“需求和愿望”正在演变，从大量的产品制造变为相应的定制产品。1990年代互联网的出现和普及推进人与系统之间的相互作到用前所未有的方式。工业4.0（i4）这个概念，既第四次工业革命出现在德国政府旨在革新产品建造和制造计划中[1]。它包含的概念有网络物理系统，物联网，大数据等。 工业4.0旨在设计和制造能得到更高的创造力，更低的成本以及更好的响应客户需求，同时满足需求生产最优和智能化的解决方案[2]。

CAutoD，俗称虚拟快速原型是传统计算机辅助设计（CAD）的扩展[3]。它从生物仿生的灵感让机器学习技术如进化算法（EA）智能搜索和评估设计空间以找到创新和最优解决方案。结合强大的评估工具，这将形成一个闭环，以完全自动化设计过程。

造船是一个高度复杂的过程，这其中涉及许多学科和利益相关者，有许多都处于不同领域之中。它也是一个昂贵和冗长过程，新的船只成本几十到数百万，需要许多人数月工作量。 最近燃料价格波动和严峻的环境法规正在改变船只的设计和建造方式。这些宏观因素和市场压力呼吁船舶以最具成本效益的方式建造更加节能的产品。船舶设计通常包括四个阶段----概念设计，合同设计，初步设计和详细设计。这些设计过程是高度迭代的，在最终设计之前它需要许多人数月重新设计以求达到“最佳”。传统上，设计改进或设计

优化是由船舶设计人员手动进行的，依靠他们的经验和传统的CAD以及基于仿真的设计（S

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