摘 要：船舶动力系统作为一个复杂化的系统工程，离不开机电设备，在科学技術不断提高的前提下，船舶动力系统配置设计水平也得到了稳步提升。在动力系统优化中将设计理论和实践内容及时结合起来，用理论创新带动设计创新，科学设计船舶动力系统。
关键词：船舶动力系统；配置设计；优化方法探讨
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.081
0 前言
在船舶发展中，动力系统是主要构成部分，同时关系到船舶的稳定、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，因此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化[1]。
1 船舶动力系统的概念阐述
船舶动力系统主要分为主要装置和辅助装置这两个部分，接下来将对船舶动力系统的主要装置和辅助装置进行科学详细的研究。
1.1 主要装置
主要装置又被称为主动力装置，它是船舶动力系统的核心部分，为船舶提供了动力，在船舶运行过程中需要成套设备来作为推动力量，主要装置的组成部分如下所述：主发动机。主发动机主要包括了原动机与其辅助设备结构，其中的原动机还包括了柴油机，燃气轮机，蒸汽轮机，汽轮机等多个部分[2]。主推器。它主要是用来进行能量转换，在日常工作中将原动机中的能量及时转换为船舶航行促进力量，同时它还包括了：推进器，螺旋桨，泵式推进器这三个部分。传动装置。传动装置的主要作用是将原动机内部的动力传递到推进器中，在此过程中发挥出了良好的转向，减速以及减震等作用，并包括了离合器，减速器，管系设备以及轴系设备等。
1.2 辅助装置
辅助装置是由发电机组、辅助锅炉、自动化控制设备这几个部分构成，实现了对动力系统的远程操控，同时还具有自动调节和远程监控等功能，以此方式有效促进了动力系统的稳定、安全运行。
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为两个方面的内容。第一个方面，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[3]。另一方面，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
建立船舶动力系统配置模型是基础，将船舶动力系统配置的操作规范、关键技术、系统性等得到集中体现，在对配置模型进行有效约束的基础上，及时将相关的配置知识转换为各个变量之间的约束，提高求解效率。充分了解资源抽象概念组件之间存在的约束关系，然后利用这种关系来实现对船舶动力系统设计流程的合理规范。将产品对象进行层次化和结构化设计，促进模型结构的清晰化，在此过程中要注意，随着产品层次化程度越来越复杂，对作业人员的要求不断提高。在进行配置求解的过程中必须要明确客户实际需求，保证动力系统的安全性能，将客户需求进行主次、次要的划分，只有这样才能更好的满足用户的实际需求。
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
对配置设计进行优化指的是在产品配置环节能够对系统配置模型的求解进行深入分析从而得到配置结果，以此方式有效实现了对多个目标的合理配置与优化。
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[4]。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。
4 结束语
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]刘爱华.船舶动力系统装置设计及优化方法研究[D].武汉理工大学，2013.
[2]查富祥，刘立军.船舶动力系统设计及性能优化[J].中国机械， 2015（05）：74-76.
[3]孙雅慧.船舶动力系统汽水管网热力水力特性研究及优化设计[D].哈尔滨工程大学，2015.
[4]胡文佳.浅谈内河浅水航道航行船舶动力推进装置设计[J].黑龙江科技信息，2013（24）：68.
作者简介：刘世伟（1982-），男，湖北武汉人，工学硕士，讲师，研究方向：船舶动力设备及动力系统的设计优化。