时间：2023-06-20 17:05:34
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇船舶优化设计，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
一、引言
在船舶结构直接计算中，外载荷(包括波浪压力、砰击载荷、货物压力、晃荡载荷、波浪弯矩、剪力和扭矩等)[1]的计算都依赖于经验公式，不管是采用全船的计算模型还是采用舱段的计算模型，目前情况下很难得到一个完全平衡的外载荷力系。由于船舶结构是一个复杂的空间结构，直接计算时，有限元模型中节点数、单元数十分庞大，载荷计算的累计误差使得寻求一个完全平衡的外载荷力系的工作更加困难。在这种情况下，施加合理、合适的边界条件变得十分重要，因为约束点产生的很大的反力严重地影响(改变)了结构的实际受力状态。边界条件对于计算的结果有重大的影响，而边界条件的确定取决于对结构受力和变形状态的判断以及分析者的经验，其中人为的因素较多。也许可以认为根据StVenant原理，由于约束点距离我们最关心的部位较远，对应力分布的计算结果的影响有限，但是这样得到的结果毕竟是不甚合理的。因此用有限元方法计算船舶结构强度时，为了得到比较准确的变形和应力结果，可能需要特殊的处理方法。目前的研究中有采用惯性释放的方法[2]，此方法用结构的惯性力来平衡外力，由于人为的施加外载荷，虽然在大多数情况下，都经过了节点力的调整，但作用在船体的力系仍然不是平衡力系，根据达朗贝尔原理，利用惯性力使整个力系达到平衡。也有研究整船有限元模型自动加载技术的[3]，这些研究都需要经过节点力的调整和惯性平衡力计算的多次叠代，对船舶要进行浮态调整，实现起来，比较繁琐。
本文基于优化设计的思想，提出了一种应用ANSYS优化设计分析功能进行船舶浮态的自动调整及加载的方法，使得施加在有限元模型的整个外载荷几近于平衡力系，约束点的支反力接近于零，通过算例证明了该方法的可行性。
二、ANSYS优化设计理论及其应用于船舶浮态自动调整及加载
ANSYS优化设计分为目标优化设计和拓扑优化设计两种。目标优化设计是一种通过迭代试算以确定最优化设计方案的技术[4]。所谓“最优设计”，指的是该种方案可以满足所有的设计要求（如应力低于许用应力，长度小于临界长度），而且目标量的支出（如重量、面积和费用等）最小。一般来说，设计方案的许多方面都可以优化，如尺寸、形状、制造费用、自然频率等。所有可以参数化的ANSYS选项几乎都可以做优化设计。ANSYS优化设计实际就是程序提供了一系列的分析―评估―修正的循环过程，这一循环过程重复进行直到所有的设计要求都满足为止。ANSYS优化模块中的三大变量是设计变量、状态变量和目标函数，设计变量为自变量，优化结果的取得就是通过改变设计变量的数值来实现的，而实际上设计变量就是需要真正的进行设计的变量。状态变量是约束设计的数值，为因变量，是设计变量的函数。目标函数即为最后用以评估设计是否最优设计的量，一般来说是要尽量减小的量，它必须是设计变量的函数，也就是说目标函数的数值也必须随着设计变量的改变而改变。
本文的思路是基于ANSYS优化设计理论，我们将船舶首尾吃水定义为设计变量，也就是说将船舶模型的舷外水压力载荷作为我们设计的变量，再将单元的应力定义为状态变量，约束点处的支反力定义为目标函数，通过优化迭代设计，ANSYS优化设计程序将通过迭代试算自动寻找到船舶合理的也就是实际的吃水状态，使得目标函数值即约束支反力的大小接近于零，此时整个外载荷几近于平衡力系，得到的设计变量的解最接近船舶实际的吃水及浮态，这个解也就是我们所要寻找的最优解，寻找到最优解的这次迭代实际上也完成了船舶有限元模型合理的加载与计算。
整个优化程序设计的主要步骤为（1）用命令流参数化建立船舶有限元模型，船舶的吃水等设计变量用参数化的形式输入，并指定初始值，为了提取必要的状态变量以及目标函数，需要进行一次求解且用命令流提取并指定状态变量和目标函数，将船舶的吃水指定为设计变量，单元的应力指定为状态变量，约束处的支反力定义为目标函数，然后生成循环所用的分析文件，该文件包括整个分析的过程；（2）进行优化分析的设置，进入OPT，指定分析文件，声明优化变量，选择优化工具和优化方法，指定优化循环控制方式等。（3）运行优化程序，进行优化分析并查看设计序列结果和后处理。
三、算例
为了说明该方法的的可行性，本文对一柱体进行了基于优化设计的浮态调整。如图1所示，柱体的横截面为正方形，柱体上表面0-3000mm范围内的均布载荷为1/375 N/mm2，3000-7000mm范围内的均布载荷为3/800 N/mm2，7000-10000mm范围内的均布载荷为7/3000 N/mm2，首吃水的初始值B=300mm，尾吃水的初始值A=500mm，整个分析计算过程的APDL程序如下：
图1 柱体模型尺寸及载荷示意图（尺寸单位：mm）
/BATCH ASEL,A,LOC,X,10000
*SET,A,500! 定义设计变量初始值 ADELE,ALL,1
*SET,B,300 ASEL,S,LOC,Y,0
/PREP7！进入前处理建立有限元模型 ASEL,A,LOC,Y,1000
ET,1,SHELL63 ASEL,A,LOC,Z,1000
R,1,10, , , , , , AREVERSE,ALL
ET,2,LINK8 ESIZE,50,0
R,2,500, , MSHAPE,0,2D
MPTEMP,,,,,,,, MSHKEY,1
MPTEMP,1,0 ASEL,ALL
MPDATA,EX,1,,2.1E5 AMESH,ALL
MPDATA,PRXY,1,,0.3 N,0,-500,500
BLC4, , ,10000,1000 N,10000,-500,500
VEXT,all, , ,0,0,1000,,,, TYPE,2
VDELE, 1 MAT, 1
ASEL,S,LOC,X,0 REAL,2
ESYS, 0 D,NODE(0,0,500),,,,,,UX,,UZ,！施加约束
SECNUM, D,NODE(10000,0,500),,,,,,,,UZ,
TSHAP,LINE D,NODE(0,-500,500),,,,,,,UY,,
E,NODE(0,0,500),NODE(0,-500,500) D,NODE(10000,-500,500),,,,,,,UY,,
E,NODE(10000,0,500),NODE(10000,-500,500) ALLSEL,ALL
NSEL,S,LOC,X,0,3000 SOLVE ！第一次求解
NSEL,R,LOC,Y,1000 FINISH
FINISH /POST1！进入后处理
/SOL！进入求解器 SET,LAST
ANTYPE,STATIC ETABLE,STR,LS,1！提取状态变量值
SF,ALL,PRES,8000/(1000*3000) ！定义载荷 *GET,STR1,ELEM,ENEARN(NODE(0,-500,500)),E
TAB,STR
NSEL,S,LOC,X,3000,7000
NSEL,R,LOC,Y,1000 *GET,STR2,ELEM,ENEARN(NODE(10000,-500,50
0)),ETAB,STR
SF,ALL,PRES,15000/(1000*4000)
NSEL,S,LOC,X,7000,10000 *SET,C,ABS(STR1)
NSEL,R,LOC,Y,1000 *SET,D,ABS(STR2)
SF,ALL,PRES,7000/(1000*3000) *SET,W,500*（C+D） ！提取目标函数值
ALLSEL,ALL FINISH
*DIM,P1,TABLE,2,3,1,X,Y, LGWRITE,'OPT','lgw', ！生成优化分析文件
*SET,P1(0,1,1) , 0 /OPT ！进入优化处理器
*SET,P1(0,2,1) , B OPANL,'OPT','lgw',' '！指定分析文件
*SET,P1(0,3,1) , A OPVAR,A,DV,300,700, , ! 定义设计变量
*SET,P1(1,0,1) , 0 OPVAR,B,DV,200,600, ,
*SET,P1(1,1,1) , A/100000 OPVAR,C,SV,0,100, , ！定义状态变量
*SET,P1(1,2,1) , (A-B)/100000 OPVAR,D,SV,0,100, ,
*SET,P1(2,0,1) , 10000 OPVAR,W,OBJ, , ,10, ！定义目标函数
*SET,P1(2,1,1) , B/100000 OPSAVE,'OPT',' ',' '
NSEL,S,LOC,Y,0,1000 OPTYPE,FIRS！定义一阶方法
NSEL,U,LOC,Y,1000 OPFRST,8, , , ！最大8次迭代
SF,ALL,PRES,%P1% ！定义水压力载荷 OPEXE！开始优化分析
ALLSEL,ALL
程序在第3次迭代计算的时候，找到了最优解，此时设计变量A=320.84mm，B=279.07mm，目标函数W=4.2832 N，本次迭代同时也完成了模型合理的加载与计算。设计变量A、B对迭代次数的函数曲线见图2所示，目标函数W对迭代次数的函数曲线见图3所示。
理论计算结果为A=321.001mm，B=278.999mm，优化程序计算表得到的A值的相对误差为0.519%，B值的相对误差为0.025%，误差非常小，可见程序的计算是有效的。
图2A、B对迭代次数的函数曲线 图3W对迭代次数的函数曲线四、结论
有限元方法在船舶结构分析中已经得到广泛应用，由于船舶结构的复杂性，浮态的调整和舷外水压力的计算及加载要花费大量的精力，从算例可见，基于ANSYS优化设计分析可以用来自动处理这些工作，并能较好地接近理论计算的结果，因此该方法在船舶结构的直接计算中，具有一定的实用性。
参考文献
[1]王杰德，杨永谦. 船体强度与结构设计[M].北京：国防工业出版社，1995.
[2]张少雄，杨永谦. 船体结构强度直接计算中惯性释放的应用.中国舰船研究，2006，1（1）：58~61.
[3]朱胜昌，陈庆强. 整船准静态分析的有限元模型自动加载及载荷修正技术.船舶力学，1999，3（5）：47~54.
【关键词】 船舶消防水系统 消火栓间距 优化
对于船舶消防水系统而言，水的获取相对容易（主要使用海水），可是称得上是海上消防最廉价的材料。水的灭火原理就是冷却，当水与火接触时就会长生大量的水蒸气，水蒸气可以阻止氧气与火源的继续接触，从而抑制火的蔓延；而且强大的水柱会产生较大的机械压力，对易燃物体的燃烧部分起到驱散与扑灭的作用；水还可以进一步的渗透到易燃物的内部，以限制火源的继续蔓延。消防水系统，是船舶消防制度中严格规定的必备系统。其工作原理是通过消防水系统中的消防泵从海底阀泵入舷外水，然后经消防总管分入各个支管，输送到系统中的每个消火栓等出水端以供灭火所需。
1 船舶消防水系统的概述
船舶消防水系统主要由消防泵、系统管网、消火栓、消防水带、水枪和国际通岸接头等组成。消防水泵是消防水系统的主要给水升压设备，是整个消防水系统的核心所在。从其工作原理来讲，与其他用途的水泵没有什么本质的区别，只是消防水泵是专门用于消防水系统的标准设备。系统管网，就是水从消防泵输送至各个消火栓的管道网，主要由消防总管与各支管组成。根据水的输送距离长短和输送方向的集散程度，管道上一般还会设置各种附件、管件、组件等简单的设备。消火栓即消防水系统的出水终端，由快捷接头和截止阀组成。消防水带的制作材料一般有棉织涂胶、尼龙涂胶和麻织三种。水枪就是为了改变水流形式和获取射程而设计的工具，可分为水雾/水柱型、水柱型和喷雾型三种。国际通岸接头一般有两部分组成，一端为适合于与本船舶消火栓和消防水带连结的快速接头，另一端是标准法兰接头，两个接头组合工作，而且国际通岸接头在不用时应放于规定位置，以便于随时可取。
2 消火栓间距
消火栓的间距主要包括消火栓的规格及在相关规定下规格的选取，还包括消火栓的射程等数据，只有结合以上两点才能更好的做到消火栓的有效优化。
2.1 消火栓水枪的口径确定
消火栓的标准规格一般可以分为、与三种。
根据相关规定，在外部场所和机器处所，水枪尺寸应该是在满足规定要求压力之下的水柱中，并能从最小的水泵获得较大限度出水量，但是规定水枪规格应尽量控制在19mm以下，根据这一规定选取使用19mm的水枪并不违反规格要求。
2.2 消火栓水枪的最大射程
消火栓的水枪在喷水时，在全部消火栓处应维持的的最低压力如表1所示。
关键词：船舶管理系统；弹性支撑；位置优化设计
在战争中，船舶经常会受冲击作用造成内部部件损坏，进而产生严重的故障问题。随着科学技术的发展，加强了船舶管路系统的研究力度，主要利用随机输入对弹性支撑参数及位置等进行了分析，但没有对冲击荷载及位置优化等进行分析。本次主要采用直梁模拟船舶管路系统，并利用模型计算、控制等一系列操作，对不同位置的弹性支撑进行了验算，可以得到各种动态响应参数，确定了弹性支撑位置。
一、构建数学模型
本次主要对船舶弹性支撑管路系统进行研究，结合弹性支撑情况，将管路系统中的一部分作为了直梁模型。通常可以将管路系统划分为两个阶段进行分析：第一阶段，受冲击荷载影响，系统可得到初始速度。但是此阶段冲击荷载作用的实践较短，产生的冲击较大，所以可忽略不计。第二阶段是冲击后阶段，该阶段中获得的冲击初始速度，在周期与随机作用下会发生强迫运动，产生的振动强度较大。
本次分析中将其运动分为三步，第一，运动方程：
其中ρ表示航渡，E表示拉压弹性模量，I表示断
面关心矩，x表示激振位移，y（x，t） v表示梁挠度， 为激振位移，Cm为粘性系数，lci表示弹性支撑位置。
第二，冲击运动方程。船舶受到较大冲击力之后，可以将运动时间曲线表示成：
其中参量V表示衡量攻击强
度的速度；T1表示冲击运动非振荡与风量衰减时间，一般随着船舶运动、类型等情况变化；时间T2为主震荡衰减时间；时间T3为主震运动分量周期，随着船位置变化变化，t表示冲击所耗费的时间。
第三，冲击完成后进行的运动方程：
，其中， 是标准白噪声。
对系统冲击后实施控制时，必须从四种情况进行分析：第一种，进行自由振动，d2=d3=0；第二随机振动，d2=1，d3=0；第三，周期振动，d2=0，d3=1；第四一般情况，d2≠0，d3≠0。
二、探索最优控制问题
（一）制定最优控制方程
一般采用模态分析可以将运动方程表示为状态方程，此时梁应力就可以表示为：
，其中 。
（二）了解目标函数
为了了解系统在冲击后的振动控制，本次研究中主要将其分为四种不同状态下，分被是自由振动、纯随机输入、纯周期输入与一般情况四种情况。
（三）控制方程的解
将运动过程进行模态分析后，将其表示为 ，其中 为振向量矩阵，q=[q1，q2，q3…qN]T。
第一，如果不计冲击状态影响，可得到冲击阶段运动解为
，位移与速度为qi0=qi0（t）、qi0=qi0（t）。位移与速度均为初始位移速度。第二冲击后阶段。冲击后主要分为两部分求解，一种为连续梁所读初始速度是自由振动在随机输入与周期输入下所进行的强迫运动，一般从自动振动、纯随机输入与纯周期输入等三方面进行计算。
三、实例分析
本次将系统参数设置为E=2×1011Pa，Cin=2×108NS/m2，l=10m，Z Zb=5×10-6m3，I=5.1×10-7m4，ρ=8.34kg/m。进行管路系统弹性支撑布置时，必须要对各种运输情况进行分析，在不同输入下设置1、2、3个弹性支承，采用对称方法设置。上述均为梁冲击后在不同情况下所产生的弹性支承位置减振变化，图中横坐标是lc/l0，纵坐标是σ/σ0。l0表示梁长；c为弹性支撑位置；当设置1到2个弹性支撑时，σ0是系统不加载弹性支撑时承受荷载下的平均弯曲应力，当布置知三个弹性支撑时，σ0只表示加一个弹性支撑所受荷载的平均弯曲应力；σ表示加载弹性支撑系统后，在荷载作用下所产生的平均弯曲应力。
第一，分析自动振动情况。如上图1所示，当布置一个弹性支撑时，形成的最佳位置恰好在管路终端；布置两个弹性支撑时，恰好在0.33l0和0.67l0位置；布置三个弹性支撑时，最优位置在0.25l0、0.50l和0.75l0三个位置。
第二，随机振动情况。耐2可知，对于弹性支撑的最优位置，一般布置一个弹性支撑时，恰好在管路中点；布置两个时恰好在0.35l0、0.65l0；布置三个弹性支撑时，最佳位置是0.27l0、0.50l0和0.73l0。
第三，了解周期运行情况。从图3可知，一个弹性支撑时，最佳位置恰好在管路中点；布置两个弹性支撑时恰好位于0.37l0、0.63l0；布置三个是最佳位置是0.00l0、0.50l0和1.00l0。
第四，分析随机与周期联合运行状况。图4展示了周期输入及书记输入情况下弹性支撑位置变化的减振图，在此种操作中充分考虑了两种不同参数的位置变化。布置一个弹性支撑时，恰好为管路中点；布置两个时，最佳位置是0.37l0，0.63l0与0.39l0，0.61l0；布置三个弹性支撑时，最佳位置是0.00l0，0.50l0，1.00l0与0.33l0，0.50l0与0.67l0。
四、结果分析
结合上述分型与计算结果等分析可知，第一，弹性支撑位置影响着减振效果，图中所表示的最小值为弹性支撑最佳位置；第二，但弹性支撑参数相同时，弹性支撑位置的合理布置不仅影响系统振动及随机振动，而且减振效果较好，但对系统周期减振效果影响较大；第三，使用不同参数弹性支撑，所得的最优位置也会发生很大变化。第四，同一个系统中，一旦谈弹性参数给定，就必须对弹性支撑个数进行选择。从图例可知，随着弹性支撑数量的增加，不一定可得到较好的弹性支撑减振效果。以上结论在管路系统设计弹性支撑时，具有较大作用，可以及时进行考虑分析。
结束语
随着科学技术的发展，爆炸量与冲击持续时间不断延长，危害性也不断增加，造成了严重的设备损害问题。经过分析可知，设备冲击隔离与抗冲击能力影响着船舶的使用寿命。因此本次利用构建模型方式系统全面的分析了弹性支撑冲击下位置优化设计问题，得到的实际应用效果较理想。在今后分析中，还要从数据计算精确性、计算方法等进行探究，选择一种高效、便利的方式保证船舶安全，减少不良损害。
参考文献：
[1]盛世伟. 管路支撑参数对液压管路系统振动特性影响研究[J].燕山大学，2015，（03）.
[2]王朝.典型管路系统抗冲击性能分析方法新型抗冲击元器件设计研究[J].江苏科技大学，2013，（04）.
[3]白欢欢.基于变刚度弹性支承的液压管路流固耦合振动的数值分析[J].燕山大学，2014，（02）.
众所周知，人们对社会的诸多感知80%通过视觉来传达，眼睛能让人欣赏并感知各种事物。特别是目前，随着社会的日益发展和人们生活水平的提高，更多的人在高强度的工作压力下对精神层面的享受也有了更强烈的需求。因此旅游业的发展如雨后春笋顺势而发，让人们在工作学习之余舒缓心情、陶冶情操、交流感情，是人们对精神需求的集中体现。伴随着旅游业的发展，旅游文化也成为诸多文化体系之一，供学者研究。概念通过对资料的整理分析，我们可以得出以下概念，“旅游文化主要是指旅游活动过程中所体现的、具有民族特色的感性形象状貌以及与此相关的人际关系特征和心理反映特征。总的来说，是因旅游活动而引起的一种文化现象。”旅游文化文化是一个整体概念，是多种物质融合并提炼出精神层面的东西。因此旅游文化也必须是多种文化要素在旅游活动的相互碰撞中产生力量。在形成旅游文化的诸多要素中，游客始终起着主导作用，是旅游文化形成与发展的核心，而其它要素则构成旅游文化形成与发展的其他作用。良好旅游文化的体现，必须对旅游地旅游资源的优势进行挖掘，为游客营造一个舒适、有文化内涵的旅游环境，一个景点、一个指路牌，都可以较好地反映出文化。当然在其中对旅游文化最好的体现就是以实物呈现给游客的旅游纪念品。因为旅游纪念品是旅游地的各种文化状态的挖掘和体现，也是文化传播的载体。
二、旅游纪念品设计在文化传播中的意义
促使人文精神内涵渗透人文精神体现的是对人的尊重，关心人需要什么，追求什么。“现代设计的核心思想就是确立了以‘人’为本的设计理念，强调设计的目的是人而非产品。因为设计的受益者是人，如果忽略了人在商品社会中对设计的影响力的话，现代设计作品会成为无根之木。”旅游纪念品蕴藏着一定的文化观念和文化价值，包含着当地的地域文化、生态文化、历史文化，这些文化价值和文化观念对人起着潜移默化的教化功能。因此，旅游纪念品的设计要来源于生活，立足于文化，而不能盲目追求“高大上”，失掉了设计的本质，也不能刻意迎合某一市场需求对泸州旅游纪念品进行设计，必须了解泸州人的生活状态和城市特点。以人文历史为切入点，寻找泸州的特色街或城市景点进行设计。比如商业的代表“白塔商业圈”、夜市文化的代表“大北街”、休闲文化的代表“百子图广场”等。也可以把泸州的土地产、特色小吃进行梳理，提炼视觉形象，做成一套名为“印象泸州”的挂历，这也是对城市旅游推广的好方法。上述旅游纪念品设计形象鲜明突出、地域性明显、同时又包含了人文因素和历史情结。促使历史文化内涵交融旅游纪念品作为旅游文化传播的载体，里面必然蕴含着旅游地的历史，这样的旅游纪念品才会让人爱不释手，在把玩中加深对旅游地的印象，同时旅游者会互相赠送纪念品，在这种情感传播中各地的历史文化潜移默化地得到了渗透，不同地方历史文化的交融有利于社会的良性发展。在泸州名酒文化旅游纪念品设计中可以把泸州老窖国宝窖池的酿酒流程设计成精美的图文并茂的纪念册或明信片，因为享誉全球的泸州老窖“1573”便是从国宝窖池中酿出来的，只闻其香，不解其史，难免美中不足。如果让游客在品尝美酒的同时了解佳酿的历史，更有利于美名远扬，也能与周边城市的同类型旅游产品中凸显自己的特色。促使旅游者人文素质的提高旅游者是整个旅游市场的核心，设计师要根据景区的文化特色和游客的特点有针对性地开发游客喜欢的纪念品同时优秀的旅游纪念品设计会唤起游客的情感，引起游客的兴趣，最终影响游客的选择。当前各地的旅游纪念品市场纪念品质量参差不齐，很多游客在选择中会更多地考虑价格等问题，而忽略了纪念品本身潜在的价值。这种现象对设计师提出了较高的要求，如何设计出能打动游客的作品让他们把更多的目光放在纪念品独特的价值上，这就要求设计师必须从生活中取素材，从社会、自然中获得设计灵感纪念品市场的繁荣会带给旅游者更多的选择，正是这种选择行为指导旅游者重新阅读和认识旅游纪念品，从而了解旅游地的各种文化，丰富自己的视野，提升自己的人文素质增加与之相关的知识。让人在愉悦地欣赏大自然美好风光的同时，也促使自己得到了进步和发展。促进民族文化的发展有人说“艺术无国界”，也有人说“越是民族的就越是世界的”，民族语言是设计中重要的组成部分，也是形成设计特色的关键。合理运用民族语言会产生独特的文化魅力。今天的中国日新月异，悠久的历史、古老的建筑、优美的自然风光、纯朴的人文风情以及多种民族文化交融的社会面貌让世界游客为之倾倒。每年到中国的游客络绎不绝，他们在欣赏美景留下足迹的同时也带走了各种旅游纪念品以作纪念。外国在纪念品的选择上他们特别注重纪念品民族性和文化特色，我们认为一些极其普通的东西在他们眼中往往被视为珍宝。因此设计师们思考的最佳设计应该是把民族特色和世界元素有效融合，这里的融合一是指对古老的中国元素的传承与创新，另外也是指对西方设计精髓合理的“拿来”而非机械模仿。通过精心设计的旅游纪念品可以让中国民族文化走向世界，让世界认识中国。这就是传播的力量。泸州油纸伞旅游纪念品的设计就有着浓厚的民族文化和地方特色，其被誉为“中国民间伞艺的活化石”，中央电视台曾专题采访报道，具有较高的收藏价值和传承性。泸州油纸伞具有400多年的油纸伞生产制作历史，制作工艺特殊，伞骨选用蜀南竹海等地海拔800米以上的深山老楠竹，并经防霉、防蛀等工序处理，伞面选用拉力强的特制手工绵纸，在上面手工精绘泸州的各大美景或风俗人情，最后伞面上会刷上绿色环保的特制熟桐油，经久耐用，生态环保。油纸伞极具中国民族文化特色，就象戴望舒诗里描写的一样“撑着油纸伞，独自彷徨在悠长、悠长又寂寥的雨巷……”，眼前仿佛浮现出“穿着旗袍撑着油纸伞丁香般的姑娘”的画面，把民族风情演绎得荡气回肠。
三、结语
关键词：混合式教学；船舶分油机；信息化教学设计
中图分类号：G434 文献标志码：B 文章编号：1673-8454（2016）24-0030-03
一、引言
2011年《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020 年）》以来，随着互联网的飞速发展，我国愈加重视教育信息化工作。在传统教学模式中，教师是教学活动的主体，是知识的传授者，而学生则处于被动接受老师灌输知识的地位。这种教学模式忽视了学生的认知主体作用，不利于培养学生的创新思维和创新能力。混合式教学的概念最早由国外的培训机构提出，指的是网络线上与线下的混合，通过引进面对面教学来改进E-Learning教学的不足。随后，混合式教学模式被引入到高校教育领域，并得到高度关注。
本文主要探讨在高职《船舶柴油机》课程教学实施过程中，以“船舶分油机”这一教学单元为例，使用信息化手段，进行一系列教学活动，更好地将理论知识与实际操作紧密结合，融“教、学、做”为一体，充分挖掘学生的创新潜能，培养和提高学生的职业素质，强化学生自主学习和创新能力的培养。
二、信息化教学分析
1.内容分析
课程：船舶分油机是《船舶柴油机》课程的重要内容，也是学生学习的难点之一。依据国际海事组织2010年在马尼拉修正的《1978年海员培训、发证和值班标准国际公约》（International Convention on Standards of Training、Certification and Watch-keeping for Seafarers ，简称“STCW公约”）、课程标准等要求，确定了本项目的教学内容。
教材：选用“十二五”职业教育国家规划教材。
学时：2学时。
2.学情分析
授课对象：高职水上运输类轮机工程技术专业二年级学生。通过对2012级学生该课程学习效果的调查与分析，发现他们有想法、有创新，渴望成功，网络、智能终端使用熟练，之前已经学习了分油机的结构和工作原理，为定期维护的学习提供了理论支持。
3.教学目标
依据人才培养方案要求，结合当前学情分析，将知识目标、技能目标、素质目标的培养融入教学过程当中。
知识目标：深化理解分油机的结构和工作原理；充分掌握分油机拆装步骤与维护保养方法。
技能目标：熟练完成分油机的拆装；掌握疏通、清洁、检查、更换等常规维护技能。
素质目标：提高安全意识；规范操作行为；加强合作精神。
4.教学重、难点
教学重点：掌握分油机的正确拆装。
教学难点：掌握分油机的维护方法。
5.教学策略
由于分油机是高精度的、由众多零部件互相嵌套并高速回转的设备，内部结构相当复杂，而且价格昂贵，对维护保养的要求极高，传统的教学模式，学生难以获得直观认识，费时费力费财，非常适合采用信息化手段教学来呈现。
为此，采用线上线下、虚实结合的混合式教学理念，依托课程教学平台以及具有自主知识产权的三维虚拟拆装系统和教学资源库等教学资源，把教学过程分为以下几个阶段（具体如图1所示）：
三、信息化教学实施过程
1.课前准备――激发学生学习兴趣，培养自主学习的能力
课前，学生登录课程教学平台，选择教学单元，动手操作Flas，回顾上节课的内容――分油机的结构、工作原理等相关知识点，然后领取任务单，明确本次课的学习目标、重难点，自主学习微视频（教师录制）等相关资源，初步了解船舶分油机定期维护的流程，完成课前测试。老师根据统计分析，不仅可以了解学生对基础知识的掌握情况，还可以按层次和个体差异进行分组，实现学生间的优势互补，为课中学习的分组合作做准备。
2.课中学习――突出学生主体地位，发挥教师引导作用，帮助学生探究新知
环节1：情境创设
老师结合自己在远洋船舶上的工作经历，引导学生思考：为什么要对分油机进行拆装维护呢？结合企业工程师的情境解读――依据SOLAS国际公约和船舶设备维护保养计划的要求，强调了职业船员对分油机应具备的能力与责任，让学生明白了远洋船舶分油机拆装维护的重要性。
环节2：知识学习
在教学平台上，学生结合分油机拆装步骤的排序游戏，画出分油机定期维护的拆装流程图，在趣味的学习中，熟悉了拆装维护流程；通过观看微视频（企业工程师参与录制），学习常规的维护方法；接着，老师与学生共同讨论，共同总结出拆装的注意事项和常规的维护方法。
环节3：仿真演练
如何高效地完成分油机的正确拆装呢？启动仿真软件，进入虚拟拆装环境。老师先演示讲解，然后学生对照演示开展虚拟拆装练习，观看一步，操作一步，如果出现错误操作，软件将自动提示及时更正，犹如给每名学生配备了一位专业老师手把手地指导，解决了过去教学中因缺乏及时纠正而使学生容易学到错误操作的问题。
软件设计均按照分油机拆装规范制定，从专用工具的选择到专用工具的使用，从拆装位置到拆装顺序，从关键零件的标记定位到精密零件的摆放与保护，学生充分领会了分油机拆装的四大注意事项。
学生反复练习，完成虚拟拆装考核；在愉快的仿真练习中逐渐掌握了分油机的正确拆装步骤，突破了教学重点，并为后面的维护保养做好了准备。
环节4：实践操作
本环节在实训场所完成。按照实际工作岗位要求，进入该场所之前，学生先在教学平台上学习安全注意事项，然后佩戴安全帽和防护手套，老师在操作现场再次对学生进行安全教育。Y合任务单要求，各小组在组长的指挥协调下，分工配合，团结合作依次完成拆装前的工具准备、拆卸、维护保养与装复等步骤。
在维护保养过程中，学生对泄水孔、排渣孔等细小通道要逐一清通，不能有脏堵；对分离盘片、分离盘架等易脏污部件要先浸泡再清洗；对活动底盘、立轴等高速运动件要仔细检查是否有异常磨损和裂纹；对易老化的密封圈、塑料堵头等要及时更换。
如有疑问，可以随时查看微视频、查阅英文说明书或小组讨论，自主寻求解决之道；老师巡回指导，实时记录典型操作行为，并上传课程平台，同时确保实践操作安全。
通过实践操作让学生深刻掌握分油机的拆装及维护方法，充分领会定期维护、预防为主的重要性，有效解决了教学中的难点，提升了学生对船员职业的认同感。
环节5：总结评价
实践操作完毕，各小组上传任务单，进入总结评价环节。老师根据巡回检查情况和任务单的完成情况进行综合点评和评分，并对分油机的拆装要点及维护方法进行总结。课后，学生结合自己对本项目的掌握情况，在教学平台上及时进行自我评价。
3.课后拓展――培养学生交流能力，提升个人综合素养
课后，学生在教学平台上，观看学习老师上传的典型视频，并针对学习上的困惑，在交流空间进行讨论，并提交学习心得；点击查看多元评价成绩，了解自己对本任务的掌握情况；链接轮机工程技术专业教学资源库，进一步扩大学习范围。同时，预习下节课的学习内容。
四、信息化教学效果
针对“船舶分油机”这一教学单元，进行了信息化教学效果调查。调查对象为授课教师和学生，调查内容主要有： 对信息化教学的认识和感悟；对小组协作学习的认同和建议；在教学实施中，学生课前学习的主动性和课中学习的创造性等表现；以及对解决问题的能力、对内容掌握的程度、团队情感体验的情况、信息化教学的效果等。 从调查问卷收集整理后的数据分析可以看出，“船舶分油机”单元的信息化教学取得十分显著的效果。
1.认同感
95%的调查对象都表示喜欢信息化教学的教学方式和氛围。在学习过程中，不仅可以更好地提高自己的动手操作能力，而且在得到组员和教师承认时，会有较大的满足感和愉悦感，增强了学习的兴趣和信心。
2.主观能动性
学生学习的主观能动性较信息化教学活动实施前有显著提高，学生在自主学习的过程中，基本上能够积极主动地参与到课前准备、课中实施、课后拓展等各环节。
3.团队合作
在实践操作环节，团队合作的过程能够培养学生的集体观念和团队意识，小组长在教学开展中发挥了较大的协调与领导作用，学生相互之间也增强了合作的责任感。同时，这种教学形式还有助于师生之间、同学之间沟通，协作能力提升明显，教师也能做到因材施教。
4.创造性思维
在信息化教学实施过程中形成了一种热烈切磋讨论的气氛，将学生的思维引向深化，在碰撞中产生智慧的火花，在一定情境下，引起了联想与想象，从而产生超越传统课堂教学的创造性思维。
综上所述，信息化教学在“分油机”单元教学中取得了较好的成效，学生对“分油机”相关的知识和各项操作技能等都得到了不同程度的提高，对知识的掌握更加全面系统，很大程度上提高了学生的职业素养，为今后走上工作岗位打下了扎实的基础。
五、结束语
在互联网+时代背景下，信息化教学在高职教育教学中将会发挥不可替代的作用，它改变着以往传统课堂教学中过于注重知识灌输的倾向，调动了学习积极性，提高了学生课堂活动的参与度。信息化教学的实施，授之自主学习的方法，使课堂信息量充足、生动活泼，使学生能够更好地理解并掌握学习的知识和技能，培养了学生的职业素养，使其更加注重团队合作，成为综合素质较高的专门人才。真正体现了教是为了不教，学是为了创造的教学理念。
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关键词：优化设计；六维力/力矩传感器；非线性解耦；神经网络
中图分类号：TP212.12 文献标识码：A
Optimal Design of a Thin Six-dimensional F/T Sensor and its Nonlinear Decoupling
LIANG Qiaokang1,WANGYaonan1，GE Yunjian2, GE Yu2
(1. College of Electrical and Information Engineering, Hunan Univ, Changsha, Hunan 410082, China;
2. Institute of Intelligent Machines, Chinese Academy of Sciences, Hefei, Anhui 230031, China)
Abstract:The height dimension of the F/T sensors always causes additional moment to the bases and actuators of intelligent robots and industrial manipulators. Therefore, an excellent F/T sensor should be highperforming, weakdecoupling and thin. Aiming at providing highperformance sixdimensional force/torque information for intelligent robots and industrial systems, a new thin sixD F/T sensor with its height dimension below 15 mm is designed based on strain measurement. The SDO of the elastic body is performed. The nonlinear decoupling and calibration of the sensor based on Artificial Neural Network is used to eliminate the coupling among components. The results of the calibration experiment have shown that this sensor possesses high performances, the design and optimization are rational, and its maximum nonlinearity error and the maximum coupling error are 0.15%F.S. and 1.6%F.S., respectively.
Key words:optimal design; sixdimensional force/torque sensor; nonlinear decoupling; artificial neural network
多维力/力矩信息感知是智能机器人和工业自动化等应用场合最重要的感知之一.因能同时获取三维空间直角坐标系下的两个或者两个以上方向的力和力矩信息，已被广泛应用于各种场合为机器人和自动化系统的反馈控制提供实时力/力矩信息，如轮廓跟踪、零力示教、柔性自动装配、机器人远程操作、机器人多手协作、机器人外科手术和康复训练等.目前，机器人多维力/力矩传感器生产产家主要有美国的AMTI，ATI，JR3，Lord等,瑞士的Kriste，德国的Schunk，HBM等公司.东京工业大学机械工程与科学系设计了一种基于光学检测的六维力/力矩传感器［1］.瑞士苏黎世联邦高等工学院研制了第一台成功应用的基于MEMS的电容式六维力/力矩传感器［2］.美国代顿大学研制了一种基于磁致伸缩原理的力传感器［3］.印度科学研究院设计了一种高灵敏度基于近奇异构型的Stewart平台的六维力/力矩传感器［4］.由于应变检测方法的原理和方法都比较成熟，因此大多数的多维力/力矩传感器都采用了这个方法，其敏感元件――弹性体有三垂直筋结构、双环形结构、盒式结构、圆柱形结构、双头形结构、三梁结构和八垂直筋结构等［5-9］.目前，虽然各种力传感器功能齐全、种类繁多，但是传感器高度尺寸都比较大，一般为40~80 mm之间，大大制约了传感器在各个领域的应用.此外，大部分的多维力/力矩传感器都是一体化设计，这就势必引起传感器在各维之间存在一定的互相干扰――维间耦合，传统的多维力/力矩传感器的线性解耦方式已不能满足越来越多的应用环境对精度的要求.本文提出了一种新型的超薄六维力/力矩传感器，其高度尺寸可以在15 mm以内，配合多目标优化设计方法和非线性神经网络解耦方法，研制的传感器具有高灵敏度、高精度和各向同性等特点.
1 传感器设计
如图1所示，设计的传感器由上盖板，弹性体，下盖板组成.其中，上下盖板安装在传感器的顶部和底部，作为转接板与应用环境相连；弹性体将传感器受到的力信息转换为电信号输出；装配完成后，在弹性体与下盖板之间预留有一个空腔，用于安放传感器的信号处理电路.其中上下盖板选用不锈钢材料1Cr13；弹性体选用硬铝材料LY12.根据一般场合对传感器的要求，拟定三维力量程为300 N，三维力
图1 传感器爆炸示意图
Fig.1 An exploded view of the designed sensor
湖南大学学报(自然科学版)2012年
第4期梁桥康等：超薄六维力/力矩传感器优化设计及其解耦
矩量程为10 Nm.
传感器的高度尺寸是影响传感器应用的一个重要因素，当机械手实际操作时，作为腕力传感器的高度几何尺寸越大，机械手后续部件所受到的力矩因为力臂的增大而成比例的增大，这将影响机械手所需的额定功率及其最大工作空间.因此，传感器弹性体在设计时，除了考虑其耦合、结构复杂度、刚度、灵敏度、线性度等性能指标外，还应该考虑传感器的高度尺寸.
设计的传感器弹性体如图2所示，弹性体底座与传感器的下盖板通过8个螺栓相连为传感器提供刚性支撑作用；中空支柱连接上、下E型膜；上部的传力环与传感器的上转接板通过8个螺栓连接；4片薄矩形片连接上E型膜与传力环.下E型膜用来检测法向力Fz和切向力Fx，Fy；上E型膜用来检测绕切向方向的力矩Mx与My；4片薄矩形片用于检测绕法向的力矩Mz.由于上、下E型膜的合理布置，传感器的弹性体高度几何尺寸仅为10 mm.
图2 传感器弹性体结构
Fig.2 A partially cutaway perspective
view of the elastic element
使用有限元分析软件ANSYS的SDO (Simulationdriven Development and Optimization) 方法，将传感器弹性体重要几何尺寸E型膜厚度h，E型膜内径d1，E型膜外径d2，薄矩形片厚度d3设为设计变量.综合考虑传感器的结构和尺寸，将各变量的初始条件限定为：0.45 mm≤h ≤ 1.5 mm,2 mm≤ d1 ≤ 4.5 mm,6 mm≤d2 ≤10 mm,0.5 mm≤ d3≤ 2 mm.弹性体上发生的应变直接决定着传感器的灵敏度.为了保证传感器有高的灵敏度，一般采用弹性体上应变最大和最小的位置来粘贴应变片.只有弹性体工作在其材料的比例极限内，才能保证弹性体上的应变和应力有比例关系.因此还确定弹性体上发生的最大应变emax，最小应变emin和最大变形dmax作为优化设计的设计目标分别为：emax ≤1 000 με，emin ≥ －500με，dmax ≤ 0.05 mmemax 和emin 确保弹性体工作在材料的比例极限范围内，同时确保弹性体有足够的应变即传感器有一定的灵敏度，dmax 可以保证传感器有良好的线性度和可靠性.
用ANSYS软件中的DesignModeler 对弹性体进行参数化建模，并对模型进行划分网格、指定边界条件和负荷情况等处理，软件根据Screening法则确定各设计变量的选择，确定了样本点.程序自动将各样本点按一定方法进行组合,并计算出每种组合相应输出变量的值，最后，根据预先设定好的设计目标，软件自动选择了3组最优解，如表1所示.从优化过程可知，相对另外3个设计变量，E型膜的厚度尺寸为传感器最灵敏尺寸.
表1 优化设计结果
Tab.1 Optimal design results
组序
h/mm
d1/mm
d2/mm
d3/mm
SymboleA@max
SymboleA@min
dmax
/mm
1
0.9758
3.4951
8.1325
1.1285
6.3e4
-6.31e4
0.0019
2
0.9801
3.5155
7.9657
1.1638
6.4e4
-6.35e4
0.0019
3
0.9795
3.6521
8.2347
1.2563
6.2e4
-6.29e4
0.0021
2 应变片布片及组桥
本设计采用半导体应变片作为检测元件，全桥检测电路作为测量电路.根据ANSYS软件对弹性体静力学的分析结果，弹性体上选择在最大和最小应变发生的位置放置应变片，每一维使用4个应变片构成全桥检测电路，最后将六路检测电路的输出通过弹性体中间的小孔引到底座的空腔中的数据采集处理电路.其应变片位置和组桥方式如图3所示，其中Ri为第i个应变片，Uj为第j维的电桥输出电压.
(a)应变片在弹性体上的布置示意图
(b)变片组桥方式
图3 应变片布片和组桥方式
Fig. 3 Strain gauges arrangement
传感器的各维输出为：
ΔUFxΔUFyΔUFzΔUMxΔUMyΔUMz=1/4UK(ε13－ε14－ε15+ε16)1/4UK(ε17－ε18－ε19+ε20)1/4UK(ε21－ε22－ε23+ε24)1/4UK(ε5－ε6－ε7+ε8)1/4UK(ε9－ε10－ε11+ε12)1/4UK(ε1－ε2－ε3+ε4).（1）
式中，εi为第i片应变片的应变值，U为桥路的激励电压，K为应变片的灵敏系数.
传感器输出的力/力矩信息一般为传感器本地坐标系下表示的信息，为了便于控制系统使用，把所获得的力/力矩信息转换成机器人手爪坐标系如下：
FcMc=Rcs0S(rccs)RcsRcsFsMs.（9）
其中：Fc为在手爪坐标系下的三维力；Mc为在手爪坐标系下的三维力矩；Rcs为方向转变矩阵；rccs为在手爪坐标中表示的，起点在传感器坐标系原点，终点在手爪坐标系原点的矢量.Fs为在传感器坐标系下的三维力；Ms为在传感器坐标系下的三维力矩信息；S为斜对称算子.
3 传感器非线性解耦
维间耦合极大地限制了多维力/力矩传感器精度的提高，因此有效地解耦方法是高精度多维力/力矩传感器的一个重要手段［11］.非线性模型真实地反映了多维力/力矩传感器的实际情况，从理论上说可以彻底解决静态解耦问题［12］.采用隐层为单层神经元的三层BP神经网络模型，神经元的个数通过实验得到.如图4所示，将6维力/力矩传感器六个桥路的输出电压组成的列向量U=UxUyUzUMxUMyUMzT作为神经网络的输入向量，将对应的作用在传感器坐标系原点上的六维力/力矩等效信息所组成的列向量F=FxFyFzMxMyMzT作为神经网络的输出向量.对传感器进行加载，记录每次加载时的各路输出电压，每次加载的输出电压和相应的加载力作为一个样本点，用基于MATLAB的BP神经网络训练程序对神经网络模型进行训练，以获得合适的网络权值和阈值，使神经网络输出与样本输出的均方误差满足给定的条件，得到传感器的神经网络模型参数.
图4 六维力/力矩传感器神经网络解耦模型
Fig.4 Neural network model for
calibration and decoupling
在解耦模型的训练过程中，采用5~20个神经元数分别对网络进行训练，从得到的训练曲线中可知，当隐层的单元数为7时，不论从误差、收敛速度和网络复杂程度等分析，都比较合适，其训练误差曲线如图5所示.从图中可知在训练步数为360步时，均方误差小于0.01，已达到了精度要求.
训练次数图5 神经网络训练误差曲线
Fig.5 Error curve of the neural network training
4 传感器精度性能分析
通过上述的解耦方法，并经过一定的信号处理，我们最终获得了超薄六维力/力矩传感器的输入和输出曲线如图6所示.图中横坐标表示加载的标准法码重量，纵坐标表示A/D采集模块的输出数字量.
(a)Fx维的标定曲线(Fy维与之相同)
(b)Fz维的标定曲线
(c) Mx维的标定曲线(My与之相同)
(d)Mz维的标定曲线
图6 六维力/力矩传感器的标定实验结果
Fig. 6 Calibration text results
由图6实验结果可知，设计的超薄六维力/力矩传感器线性度好，并且关于零点对称，各向同性，最大线性度误差为0.15%F.S.，最大耦合误差为1.6%F.S.传感器实物图见图7.
图7 传感器实物图
Fig.7 The fabricated sixdimensional force/torque sensor
5 结 论
本文探讨了一种基于应变检测技术的超薄六维力/力矩传感器，对传感器力敏元件进行了多目标优化，根据其力学特性确定了弹性体进行了布片、组桥方式，结合基于神经网络的非线性标定及解耦，使设计的传感器具有灵敏度高、线性度好、维间耦合小等特点.值得注意的是，用神经网络进行传感器标定，传感器的精度很大程序上受制于训练样本的范围，若传感器所受力超出其量程（训练样本通常在量程范围内），神经网络的外延问题极易导致精度衰减，如何解决这类问题有待下一步深入研究.参考文献
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【关键词】应力 自然补偿 优化设计 CAESARII模拟
【中图分类号】TU275.3【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0284-02
前言
在船舶建造、使用过程中，大多数压力管路都是在高于或低于其安装温度下操作的，加之流体介质或周围环境的温度变化影响，压力管路的热胀冷缩现象是普遍存在的。试验证明，以一根2m、外径273mm、壁厚为8mm、两端固定的碳钢直管为例，当温度由安装时的20℃升高到250℃后，由于管子变形受阻，在直管中将受到3536460N的压缩力，相应得压缩应力为531MPa。之所以会产生这样大的热膨胀力和热应力，主要是因为管子的热膨胀受到了阻止。为了保证安装后的管路在热状态下稳定和安全的运行，减少管路受热膨胀时产生的应力，利用管路自身的柔性吸收其位移形变的Ω型自然补偿方法，因其结构简单、运行可靠、投资少被多数管路设计广泛采用。
管路自然补偿的计算比较复杂，本文通过利用理论简化公式和图表，对于Ω型管路进行受力比对分析，总结出适用于实船管路优化布置的设计基准，并运用管路应力解析程序在计算机上进行模拟论证，以证明优化设计具有实际的指导意义和可行性。
1 非补偿管路与补偿管路的差异
1.1 管路伸缩量的设计基准
设计基准：由船体偏差引起的伸缩量+由管路温度变化引起的伸缩量。
船体偏差引起的伸缩率：
K： 经验系数（一般约0.1） D： 管子直径
分析：在固定点间的管长（L）、管径（D）一定时，理论上弯管臂长宽度（B）越长，应力比越小，管路应力越小，补偿的效果越好，而在实船设计过程中，管路的布置受空间限制的条件下，B值应当考虑其合理性。在D、B值一定时，缩短L的长度，即减小固定点的间距也是一种提高管路补偿能力的方法。
2 Ω型管路自然补偿的优化设计计算与分析
Ω型管路自然补偿[4]：又称为方形管路补偿，是由同一个平面内四个
图1 Ω型补偿管路典型图
参照Ω型管路参数（表1），通过方案1和方案2的计算与综合分析，得出Ω型管路：
① U=20000 Ⅰ型 a=2b 普通管路 B普通/液压≥465，蒸汽管路B蒸汽≥2320，计算应力均满足要求且利于管路综合布置；
② 设计许用应力基准[5]：普通、液压管子13Kg/ mm2蒸汽管子10Kg/mm2；
③ B值设计基准：普通/液压管子/蒸汽 10D以上（D：管子公称通径）；
A值设计基准：A=2B-2R （R：弯曲半径）。
3 Ω型管路补偿优化设计最佳方案及软件模拟验证
实船设计模型
（固定点或导架支点对称均布）
4 结束语
通过实船管路的计算分析和模拟验证，本文得出的Ω型补偿管路的优化设计基准兼顾一定的经济性、适用性和可操作性，为今后各种船型船舶上Ω型管路优化设计和实际应用提供了技术支持，对船舶建造质量的提升具有深远的意义。
参考文献
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大会在CYBERNET公司MBD事业部总经理毛力奋先生的致辞下拉开序幕，CYBERNET MBD事业部销售经理康友树向大家介绍CYBERNET的CAE整体解决方案。来自比利时Noesis公司市场销售总监Luc Meulewaeter先生就“仿真及设计优化的前景展望”为主题进行发言， 他指出“中国的制造业正在蓬勃发展，研发力量正在飞速提升，仿真已成为研发过程中必不可少的步骤，而OPTIMUS作为一款多学科集成优化软件，能基于实验数据和仿真流程实现多学科协同优化设计”。他强调中国未来5年在研发道路上面临的机遇与挑战将超过过去的半个世纪。
稍后，Noesis中国市场开发总监蒋技赟先生为大家展示在刚刚结束的OPTIMUS全球用户会上的最新国际应用案例，涉及航空航天，汽车，医疗产品，电子等领域。
在中国，OPTIMUS优化技术也得到了广泛应用。例如，在国内汽车行业里，优化技术在汽车性能开发过程中起着至关重要的作用，来自中国汽车研究中心的谢书港先生在大会上说，CAE优化技术在汽车性能开发中起着指导作用，不仅能建立设计目标，还能发现设计不足并进行优化及改进。
目前，汽车低油耗已成为消费者选购汽车的一个重要指标，因此如何降低油耗成为整车厂迫切需要考虑的问题。中国两大著名的整车厂奇瑞汽车和吉利汽车分别就此问题发表了意见。来自吉利汽车研发中心的彭鸿先生以减轻车身质量为例，通过OPTIMUS软件的优化设计实现车身减重3.14%，达到降低油耗的要求。而来自奇瑞汽车研发中心的瞿元先生则认为改善空气动力性能是降低油耗最好的方法，利用OPTIMUS的优化算法能有效的缩短开发周期，提高改进的效率。
除了整车优化，OPTIMUS还能应用于汽车零部件的优化开发。中国一汽无锡油泵油嘴研究所的王胜利先生演示了OPTIMUS在解决高压共轨燃油喷射系统中， 喷油器针阀动态响应的问题上，对提高响应速度的作用。上海交通大学密西根学院的李冕教授致力于研究发动机系统的优化设计，通过优化轴承性能实现发动机系统的改进。
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