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中圖分類號：F407.474 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）15-0355-02
在船舶設計領域，針對船舶的穩性、快速性、操縱性及耐波性等分別具有一套理論完善、實用有效的設計方法。因此，隨著航運業的高速發展，船舶的經濟性、環保及安全性日益受到重視，對船舶的綜合性能提出了更高的要求。螺旋槳作為主要的船舶推進裝置，其綜合性能直接影響著船舶的快速性、安全性與舒適性。同時，隨著船舶向高速化、大型化發展，螺旋槳負荷日益加重，而豐滿型船尾容易導致伴流場的不均勻程度增加，使得單純考慮效率的螺旋槳設計方法無法滿足現代螺旋槳的性能要求，必須發展新的設計方法，從推力、效率、空泡及激振等多方面對螺旋槳進行綜合優化。
1 優化設計方法
1.1 優化問題
螺旋槳螺距與拱度的優化設計問題主要是在給定槳葉負荷的面分布形式時對螺距與拱度的配合進行優化設計。優化過程中，槳葉徑向負荷的分布形式被指定的歸一化形式限制，葉剖面采用 NACA a=0.8 拱弧線或其他形式，通過調整螺距與拱度的匹配，使槳葉負荷的弦向分布形式與給定形式的方差最小。采用升力面理論渦格法程序計算槳葉負荷及水動力，優化問題的提法如下：
其中：Γmn、Γ0mn分別為槳葉附著渦強度的計算值和要求值，依次根據計算得到的負荷弦向分布及給定的負荷弦向分布形式來確定。M、N 分別為槳葉徑向和弦向渦格數，本文取 M=15，N=10。
限制條件式（2）中，Tσ為推力系數計算值TK與設計要求值T0K 之絕對誤差，Tε為誤差限，本文取Tε=0.025%。另外
式（5）中Γ0m為給定的槳葉負荷徑向分布形式，歸一化方法同Γm。rε為rσ的允許誤差，本文取rε=0.05%。
選擇槳葉各半徑剖面的螺距比PDi和最大拱度與相應的弦長的比值0Mif為優化變量，為了減少計算量，可根據設計條件限定優化變量的取值范圍，本文取DLP=0.5、DUP=1.3，0ML
f=0.0、0MUf=0.1。在優化過程中，發現槳葉梢部對徑向載荷的變化特別敏感，而負荷徑向分布很難在葉梢部完全與指定負荷分布形式保持一致，所以優化得到的螺距比在葉梢部極易出現突變，這在螺旋槳設計中是不允許的，因此，根據螺旋槳設計經驗引入式（7）作為限制條件，以控制葉梢附近螺距沿徑向的變化趨勢：
其中：LPD=-0.05，UPD=0.0，該限制條件用來使葉梢部的螺距比沿徑向遞減。
螺旋槳設計中，首先必須滿足推力要求，限制條件（2）的第1式即為此而設；第2式用于限制負荷的徑向分布形式，這是影響效率的一個主要因素，本文僅考慮負荷的徑向分布形式給定的情況，并不進行效率優化，也就是說，保持原槳負荷徑向分布不變，改變其弦向分布，通過優化槳葉螺距比與拱度的配合，使槳葉表面壓力分布趨于均勻，從而改善槳葉的空泡性能。需要說明的是，上述誤差限的取值是為了使相應誤差盡可能小，在優化過程中實際的誤差常常大于誤差限，如限制條件中要求σr≤εr=0.0005，在實際優化計算中常常不能嚴格滿足這一限制要求，而相應的最終優化結果卻達到了設計要求，因此這種情況下可認為此限制條件是滿足的。同樣，σT≤εT的限制出現類似情況時，也不做嚴格要求。
2 優化案例
2.1 優化對象及其性能分析
本章以某集裝箱船五葉螺旋槳為原型，在保持或提高原槳的敞水效率的前提下，以改善槳葉負荷分布為目標，對槳葉螺距與剖面最大拱度的徑向分布進行優化。五葉槳的主要參數見表1。
按照上述螺旋槳優化設計流程，得到的優化結果需要通過SPROP（VLM方法）及FLUENT（
CFD 方法）軟件從數值計算的角度進行驗證，以確定優化目標是否實現。表2比較了原槳在設計工況下的敞水性能的試驗結果與數值計算結果。
從表2可知：SPROP 軟件預報值的相對誤差為：推力-1.5%、扭矩-5.0%、效率+3.7%；FLUENT
預報值的相對誤差為：推力+1.0%、扭矩+0.4%、+0.6%。SPROP 軟件預報的扭矩與試驗差別較大，可能是由其尾渦模型對葉梢卸載槳的適用性差以及粘性阻力估算誤差較大引起；而 FLUENT 軟件預報值與試驗值非常吻合。假定SPROP 軟件的計算誤差在優化過程中不S設計方案的改變而改變，在優化設計中，設定推力目標值時需按原型槳的預報誤差預先給與補償。
3 優化結果
表3為A槳與B槳的目標函數及限制條件的滿足情況。可以看出：與負荷徑向分布相比，在整個拱弧面上滿足給定的負荷弦向分布相對比較困難；因為B槳負荷的弦向分布形式不同于A槳，而拱弧線形式與A槳相同，所以σs、σr的誤差均比A槳大；控制葉梢螺距變化的限制條件則有效地使葉梢的螺距沿徑向呈遞減趨勢，限制了葉梢部螺距的數值波動，使之具有工程實用性。
螺距與拱度的優化結果與原槳之比較分別如圖3.1、3.2所示。螺距與拱度的分布趨勢表明：當螺距與拱度作為離散變量各自獨立變化時，最終得到的螺距與拱度分布難以保持光順。其原因可能是：負荷徑向分布無法精確滿足給定值，負荷弦向分布形式與給定的形式也存在一定的誤差，以及數值計算的隨機誤差。因此本章從工程的實用性要求出發，在保持優化結果的分布趨勢及滿足推力要求的前提下，對優化結果進行光順處理，并以光順后的結果為最終優化設計方案，利用FLUENT 對其進行CFD計算分析。
優化設計中，A、B 槳及原槳負荷的徑向分布形式保持不變，原槳通過增加葉梢拱度，以彌補葉梢螺距卸載（指葉梢螺距相對于0.7R處螺距的減小量）所損失的負荷。根據圖3.1、
3.2中對螺距與拱度分布的定性分析可知A、B槳的螺距與拱度配合能夠產生與原槳相同的負荷徑向分布形式。
圖3.3、3.4分別為SPROP軟件計算的A、B槳的負荷弦向分布與A槳相比，B槳負荷的弦向分布在導邊附近有所卸載，但卸載程度遠小于原槳。與三種負荷弦向分布對應的螺距與拱度配合如圖 3.1、3.2所示，其中A槳螺距最大、拱度最小，原槳的螺距最小、拱度最大，
B 槳螺距與拱度均居于A槳與原槳之間。這一結果充分說明負荷的弦向分布形式對螺距與拱度配合的影響。在設計工況下，從三種螺距與拱度配合下的槳葉性能進行分析，A、B 槳各半徑處的剖面比原槳剖面更接近翼型的設計狀態，可能對槳葉效率有利；但原槳剖面的工作狀態更接近于面空泡界限，而A、B 槳偏向背空泡界限，因此原槳在輕載工況下應該容易發生面空泡。
4 結語
通過對弦向負荷分布形式的比較，認為常用的a=0.8的負荷分布形式不太適合于高速、重載的現代船舶螺旋槳設計，該形式使槳葉導邊附近的負荷過重，容易在葉背側的導邊附近形成負壓峰，進而誘發槳葉背空泡。導邊卸載的負荷分布形式（如 a=0.8 & b=0.1）可能是一種更好的選擇。
參考文獻：
[1] 干洪： 計算結構力學[M].合肥：合肥工業大學出版社，2004.
一、引言
在船舶結構直接計算中，外載荷(包括波浪壓力、砰擊載荷、貨物壓力、晃蕩載荷、波浪彎矩、剪力和扭矩等)[1]的計算都依賴于經驗公式，不管是采用全船的計算模型還是采用艙段的計算模型，目前情況下很難得到一個完全平衡的外載荷力系。由于船舶結構是一個復雜的空間結構，直接計算時，有限元模型中節點數、單元數十分龐大，載荷計算的累計誤差使得尋求一個完全平衡的外載荷力系的工作更加困難。在這種情況下，施加合理、合適的邊界條件變得十分重要，因為約束點產生的很大的反力嚴重地影響(改變)了結構的實際受力狀態。邊界條件對于計算的結果有重大的影響，而邊界條件的確定取決于對結構受力和變形狀態的判斷以及分析者的經驗，其中人為的因素較多。也許可以認為根據StVenant原理，由于約束點距離我們最關心的部位較遠，對應力分布的計算結果的影響有限，但是這樣得到的結果畢竟是不甚合理的。因此用有限元方法計算船舶結構強度時，為了得到比較準確的變形和應力結果，可能需要特殊的處理方法。目前的研究中有采用慣性釋放的方法[2]，此方法用結構的慣性力來平衡外力，由于人為的施加外載荷，雖然在大多數情況下，都經過了節點力的調整，但作用在船體的力系仍然不是平衡力系，根據達朗貝爾原理，利用慣性力使整個力系達到平衡。也有研究整船有限元模型自動加載技術的[3]，這些研究都需要經過節點力的調整和慣性平衡力計算的多次疊代，對船舶要進行浮態調整，實現起來，比較繁瑣。
本文基于優化設計的思想，提出了一種應用ANSYS優化設計分析功能進行船舶浮態的自動調整及加載的方法，使得施加在有限元模型的整個外載荷幾近于平衡力系，約束點的支反力接近于零，通過算例證明了該方法的可行性。
二、ANSYS優化設計理論及其應用于船舶浮態自動調整及加載
ANSYS優化設計分為目標優化設計和拓撲優化設計兩種。目標優化設計是一種通過迭代試算以確定最優化設計方案的技術[4]。所謂“最優設計”，指的是該種方案可以滿足所有的設計要求（如應力低于許用應力，長度小于臨界長度），而且目標量的支出（如重量、面積和費用等）最小。一般來說，設計方案的許多方面都可以優化，如尺寸、形狀、制造費用、自然頻率等。所有可以參數化的ANSYS選項幾乎都可以做優化設計。ANSYS優化設計實際就是程序提供了一系列的分析―評估―修正的循環過程，這一循環過程重復進行直到所有的設計要求都滿足為止。ANSYS優化模塊中的三大變量是設計變量、狀態變量和目標函數，設計變量為自變量，優化結果的取得就是通過改變設計變量的數值來實現的，而實際上設計變量就是需要真正的進行設計的變量。狀態變量是約束設計的數值，為因變量，是設計變量的函數。目標函數即為最后用以評估設計是否最優設計的量，一般來說是要盡量減小的量，它必須是設計變量的函數，也就是說目標函數的數值也必須隨著設計變量的改變而改變。
本文的思路是基于ANSYS優化設計理論，我們將船舶首尾吃水定義為設計變量，也就是說將船舶模型的舷外水壓力載荷作為我們設計的變量，再將單元的應力定義為狀態變量，約束點處的支反力定義為目標函數，通過優化迭代設計，ANSYS優化設計程序將通過迭代試算自動尋找到船舶合理的也就是實際的吃水狀態，使得目標函數值即約束支反力的大小接近于零，此時整個外載荷幾近于平衡力系，得到的設計變量的解最接近船舶實際的吃水及浮態，這個解也就是我們所要尋找的最優解，尋找到最優解的這次迭代實際上也完成了船舶有限元模型合理的加載與計算。
整個優化程序設計的主要步驟為（1）用命令流參數化建立船舶有限元模型，船舶的吃水等設計變量用參數化的形式輸入，并指定初始值，為了提取必要的狀態變量以及目標函數，需要進行一次求解且用命令流提取并指定狀態變量和目標函數，將船舶的吃水指定為設計變量，單元的應力指定為狀態變量，約束處的支反力定義為目標函數，然后生成循環所用的分析文件，該文件包括整個分析的過程；（2）進行優化分析的設置，進入OPT，指定分析文件，聲明優化變量，選擇優化工具和優化方法，指定優化循環控制方式等。（3）運行優化程序，進行優化分析并查看設計序列結果和后處理。
三、算例
為了說明該方法的的可行性，本文對一柱體進行了基于優化設計的浮態調整。如圖1所示，柱體的橫截面為正方形，柱體上表面0-3000mm范圍內的均布載荷為1/375 N/mm2，3000-7000mm范圍內的均布載荷為3/800 N/mm2，7000-10000mm范圍內的均布載荷為7/3000 N/mm2，首吃水的初始值B=300mm，尾吃水的初始值A=500mm，整個分析計算過程的APDL程序如下：
圖1 柱體模型尺寸及載荷示意圖（尺寸單位：mm）
/BATCH ASEL,A,LOC,X,10000
*SET,A,500! 定義設計變量初始值 ADELE,ALL,1
*SET,B,300 ASEL,S,LOC,Y,0
/PREP7！進入前處理建立有限元模型 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,！施加約束
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！進入后處理
/SOL！進入求解器 SET,LAST
ANTYPE,STATIC ETABLE,STR,LS,1！提取狀態變量值
SF,ALL,PRES,8000/(1000*3000) ！定義載荷 *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） ！提取目標函數值
ALLSEL,ALL FINISH
*DIM,P1,TABLE,2,3,1,X,Y, LGWRITE,'OPT','lgw', ！生成優化分析文件
*SET,P1(0,1,1) , 0 /OPT ！進入優化處理器
*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, , ! 定義設計變量
*SET,P1(1,0,1) , 0 OPVAR,B,DV,200,600, ,
*SET,P1(1,1,1) , A/100000 OPVAR,C,SV,0,100, , ！定義狀態變量
*SET,P1(1,2,1) , (A-B)/100000 OPVAR,D,SV,0,100, ,
*SET,P1(2,0,1) , 10000 OPVAR,W,OBJ, , ,10, ！定義目標函數
*SET,P1(2,1,1) , B/100000 OPSAVE,'OPT',' ',' '
NSEL,S,LOC,Y,0,1000 OPTYPE,FIRS！定義一階方法
NSEL,U,LOC,Y,1000 OPFRST,8, , , ！最大8次迭代
SF,ALL,PRES,%P1% ！定義水壓力載荷 OPEXE！開始優化分析
ALLSEL,ALL
程序在第3次迭代計算的時候，找到了最優解，此時設計變量A=320.84mm，B=279.07mm，目標函數W=4.2832 N，本次迭代同時也完成了模型合理的加載與計算。設計變量A、B對迭代次數的函數曲線見圖2所示，目標函數W對迭代次數的函數曲線見圖3所示。
理論計算結果為A=321.001mm，B=278.999mm，優化程序計算表得到的A值的相對誤差為0.519%，B值的相對誤差為0.025%，誤差非常小，可見程序的計算是有效的。
圖2A、B對迭代次數的函數曲線 圖3W對迭代次數的函數曲線四、結論
有限元方法在船舶結構分析中已經得到廣泛應用，由于船舶結構的復雜性，浮態的調整和舷外水壓力的計算及加載要花費大量的精力，從算例可見，基于ANSYS優化設計分析可以用來自動處理這些工作，并能較好地接近理論計算的結果，因此該方法在船舶結構的直接計算中，具有一定的實用性。
參考文獻
[1]王杰德，楊永謙. 船體強度與結構設計[M].北京：國防工業出版社，1995.
[2]張少雄，楊永謙. 船體結構強度直接計算中慣性釋放的應用.中國艦船研究，2006，1（1）：58~61.
中圖分類號：U664 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）5-0079-01
船舶滑油系統一般包括：滑油輸送系統，滑油凈化系統，滑油日用系統、滑油泄放系統等。滑油的作用主要包括以下幾個方面：
①減磨作用――在相互運動的表面形成油膜，減小摩擦；
②冷卻作用――帶走因摩擦而產生的熱量；
③清潔作用――沖洗運動表面的金屬磨粒；
④密封作用――產生的油膜有密封作用，如活塞與缸套間的油膜起密封燃燒室作用；
⑤防腐作用――油膜阻止空氣與金屬表面的接觸，防止金屬銹蝕；
⑥減噪作用――油膜起緩沖作用，避免運動面直接接觸，減輕振動和噪音；
⑦傳力作用――提供動力油壓。
任何一個相關滑油系統的設計都需要預先考慮全船的所有設備狀態、船舶狀態等因素，因為每一個系統均不是單獨存在的，全船的所有系統包括其它設施均是一個整體，缺一不可，每一個系統的故障都有可能導致整個船舶的災難。
1 概述
船舶柴油機作為船舶動力和發電機的原動力是船舶的核心裝置。為了保證主機、輔機及其它機械設備的安全運行，滑油系統的設計必須嚴格按照柴油機廠家提供的系統圖作為基準進行設計，而且各種設備的配置也應按照柴油機廠家提供的參數進行配套。由于柴油機廠家以及運行速度和往復運動的不同，因而需配不同的滑油系統。各柴油機廠均有自己獨立的系統原理圖供設計參考。
2 設計布置原則要求
①滑油艙與下列艙柜相鄰布置時，一般應設隔離空艙：與滑油艙/淡水艙/鍋爐水艙。
②滑油循環艙：在雙層底船殼上，如若滑油循環艙延伸至外板時，需要在柴油機泄放至循環艙的泄放管路上設置截止閥，并且該閥的操作要延伸至花鋼板上易于操作的地方；若循環艙用隔離空艙與外板隔開，則可不設置該閥。滑油循環艙的進油管應布置在最低液位以下，并遠離出油口。而且應保證船舶在橫傾15 ?和縱傾5 ?的時候不影響柴油機的運行。對于主機滑油循環艙容量柴油機廠家都有推薦，最終選配的容量務必滿足此要求。
③滑油的儲藏、輸送和使用的布置，應保證船舶和船上人員的安全。在A類機器處所以及（在可行情況下）在其他機器處所內所作的布置，應至少符合4個條件：其一，滑油艙柜不得設在從滑油艙柜溢出或滲漏的滑油可能落于熱表面而構成火災或爆炸危險的地方。其二，對于如有損壞會使滑油從設在雙層底以上的及容積500 L以上的儲存柜、沉淀柜和日用柜溢出的滑油管，應為其在油柜上直接裝設一個旋塞或閥門，且一旦此種油柜所在處所失火，應能在有關處所之外的安全位置加以關閉。其三，應設有確定任何滑油艙柜內存油量的安全有效裝置，如測深管和液位計，液位計為平板玻璃帶自閉閥式，不可為玻璃圓管液位計。其四，滑油儲存/沉淀/日用艙柜應設置能從柜底泄水的自閉式閥或旋塞，并應采用適當措施收集泄放出來的油污水。
④油柜、泵、濾器下面設置集油盤，并將污油泄放至泄放柜（一般為滑油泄放柜），如若滑油泄放柜布置在雙層底，應在泄放總管上設置相應閥件，一般設有止回閥，一方面防止底層破損后海上倒灌，另一方面還阻止油氣上溢。 同時帶壓力泄放和重力泄放應單獨分開布置，以防壓力泄放倒灌至其它泄放口。
⑤任一油艙柜或滑油系統的任何部分，包括由船上油泵供油的注入管在內，應設有防止超壓的裝置?？諝夤芎鸵缌鞴芤约鞍踩y應排向不會由于油和蒸氣的存在而導致失火或爆炸危險的位置，且不得排向船員處所和乘客處所，也不得排向特種處所、閉式滾裝處所、機器處所或類似處所。
⑥對滑油艙柜（一般指澄清艙）、分油機加熱器進行加熱的介質溫度不超過220 ?，加熱的最高溫度小于其閃點10 ?，需要設置顯示溫度指示的裝置，盡可能避免使用電加熱。
3 設計系統原則要求
3.1 管系設計布置符合
①遠離熱源，盡可能直管布置，減少接頭數量。②鑄鐵閥件可應用于壓力小于7 bar，溫度小于60 ?的管路上，安裝在油柜上的承受靜壓力的閥可使用球墨鑄鐵。③滑油儲存/澄清/日用艙柜上直接布置出口閥件，或CCS規定在長度為L=0.8 D+80撓性短管上布置閥件（D為管子外徑），而且該閥件能就地操作和艙柜處所之外進行遙控，艙柜容量≤0.5 m3的可以不遙控，但日用艙除外。④注入管路上應設有防止超壓裝置，例如安全閥，該閥的溢流要到專用溢流柜或其他安全處所。滑油管系獨立于其它管系，滑油管系需設置濾器，并保證在設備滿負荷運行時能對濾器進行清洗，低速機滑油系統一般設自清濾器，中速機一般為機帶濾器。一般滑油輸送泵排出端應設有安全閥，安全閥排出油液回至泵的進口端，以便有效地將泵的排出壓力控制在管系設計壓力之內。
3.2 管材的選擇
滑油管路的流速吸入管一般為0.4～1.2 m/s，排出管路一般為0.8～2.0 m/s，管材的選用時要考慮流速的影響，流速高，管徑小，管材省，成本低，但流阻增大，腐蝕加快；流速低，管徑大，管材費，成本高，但流阻減少，同樣也能造成腐蝕加快。所以要根據規范規格書的要求并結合通用慣例合理選用管材。
3.3 閥及附件的選擇
一般情況下所有的管路（通常情況下，透氣管和溢流管除外）都必須有閥以便于檢修。如果管路交叉，則所有的支路上也必須有閥件。但是主機滑油循環艙如果位于雙層底，且下面沒有隔離空艙與船體外板隔離的話，則這個主機滑油循環艙的透氣管就要加閥。閥件的型式同樣根據規范和規格書選取，如果規范和規格書無特殊說明，一般我們可以根據通用慣例來進行選擇，但對于通徑較大的閥（一般為大于DN80），則盡量選用外形較小的蝶閥代替截止閥，對于其它特殊閥件等都要根據廠家標準進行選用。管路附件如儀表、傳感器等可按通用慣例進行選用，對規范及規格書特別的要求的要特殊對待。
4 結 語
系統設計是一個復雜的工程，牽一發而動全身。任何船舶系統原理圖的設計均要綜合考慮，對于設計員來說，做系統設計時不僅要滿足相關規范規則要求，還要考慮系統的優化設計、施工的難易程度、設備的布置和維修方便等因素，只有這樣才能準確有效的設計出一個合格、合理的系統圖，合理的設計能有效地促進船廠的造船精度和進度的提高乃至成本的減少。
煙草是什么時候傳入中國的呢?據史料記載,中國真正開始風行煙草及吸煙習慣,還是在明朝萬歷年間,煙草從海外傳入以后,才為世人共知.(摘自《吸煙的歷史》52頁)由此可知中國人吸煙的歷史已經五百年了。悠長的歷史使廣大吸煙者對煙具的喜好也是多種多樣。其中有“煙嘴”、“煙斗”、“旱煙桿”、“鼻煙壺”、“水桶煙”、“煙袋”等等。這些都是輔助吸食煙草的工具。那么包裝貯存煙草的煙具又有那些呢？天津中和煙鋪(又稱五甲子老煙鋪)，是一家歷經明、清、民國三朝的老字號。那么最初的煙草包裝主要是白紙包包即可。到了近代隨著煙制品的種類并沒有增加多少，只是吸煙的方式發生了一些變化。煙具出現了一個明顯的特點：注重實用性的同時，更注意其裝飾性和藝術性。出現了角質、骨質、玉石、金屬、塑料、陶瓷等煙盒制品。
任何一種文化現象的產生和發展，都與一定社會的歷史條件緊密相關，清代東北滿族煙俗的形成與發展亦然，它與當時滿族身處的自然環境與生活方式有著密切關系。東北地處寒溫帶，煙草自身的生物特性，為人們抵御風寒提供了一種較為理想的選擇。煙草因其所具有的藥物屬性，在滿族生產生活中也扮演著重要角色。滿族人喜吸煙草，在長期吸煙的基礎上，形成了許多與煙緊密相關的生活禮俗。在日常交往之中，敬煙是滿族人迎賓待客的主要方式之一。敬煙也是滿族人尊長敬老的一種表現形式。滿族是有著敬老傳統的民族，在日常生活中，處處體現著對老人的尊重和愛戴。煙在東北滿族的婚姻禮俗中也扮演著重要角色。在滿族婚姻禮儀中，有一項重要的儀式——“裝煙禮”，一般是由女子向男方的長者敬煙，禮畢后，尊長要將事先準備好的錢送給女方作為酬禮，謂“裝煙錢”。由此可見明清時候煙草剛剛傳入中國在遼寧吸煙的風俗已經形成,并且成為遼寧地區百姓生活中不可或缺的習俗。
本文介紹的這款“煙跳”是一款比較新穎的煙盒設計。在保持原有貯存香煙功能的基礎上增加了自動取出香煙的功能。在注重增加新功能吸引消費者的同時不斷加強了對煙盒本身設計的裝飾性和藝術性以及地域的文化性。以提高設計中的情感因素。那么設計中情感因素往往會成消費者購買的重要因素。那么我們來分析一下煙跳設計中的情感因素都有哪些。
二、煙盒設計中情感因素對設計的影響
消費者的情感具有復合性，對于一個產品可能會有幾種不同的感覺。正是因為對于產品的評估我們有著多元的影響因素，產生的情感通常不會是單一的一種。光是在功能的設計中的創新往往是不夠的。在材料的選擇上采用了目前比較昂貴的紅木材料，如：花梨木、紫檀木、紅酸枝木，楠木等珍貴木材。中國是一個木材木使用比較多的國家，對于木器的加工工藝也是歷史悠久?；始业弁鯇Ω邫n的木材的使用選擇也是相當考究。民間對于木料的種類、品種、價值的認知度也是比較高的。那么在煙跳設計材料的選擇大大提高了產品本身的價值，再經過中國傳統的木器加工工藝如榫卯工藝、雕花等工藝的使用以及傳統圖案的運用，在提高產品本身的使用價值的同時也提高了產品的藝術價值以及產品的的收藏價值。
二、旅游紀念品設計在文化傳播中的意義
促使人文精神內涵滲透人文精神體現的是對人的尊重，關心人需要什么，追求什么?！艾F代設計的核心思想就是確立了以‘人’為本的設計理念，強調設計的目的是人而非產品。因為設計的受益者是人，如果忽略了人在商品社會中對設計的影響力的話，現代設計作品會成為無根之木?！甭糜渭o念品蘊藏著一定的文化觀念和文化價值，包含著當地的地域文化、生態文化、歷史文化，這些文化價值和文化觀念對人起著潛移默化的教化功能。因此，旅游紀念品的設計要來源于生活，立足于文化，而不能盲目追求“高大上”，失掉了設計的本質，也不能刻意迎合某一市場需求對瀘州旅游紀念品進行設計，必須了解瀘州人的生活狀態和城市特點。以人文歷史為切入點，尋找瀘州的特色街或城市景點進行設計。比如商業的代表“白塔商業圈”、夜市文化的代表“大北街”、休閑文化的代表“百子圖廣場”等。也可以把瀘州的土地產、特色小吃進行梳理，提煉視覺形象，做成一套名為“印象瀘州”的掛歷，這也是對城市旅游推廣的好方法。上述旅游紀念品設計形象鮮明突出、地域性明顯、同時又包含了人文因素和歷史情結。促使歷史文化內涵交融旅游紀念品作為旅游文化傳播的載體，里面必然蘊含著旅游地的歷史，這樣的旅游紀念品才會讓人愛不釋手，在把玩中加深對旅游地的印象，同時旅游者會互相贈送紀念品，在這種情感傳播中各地的歷史文化潛移默化地得到了滲透，不同地方歷史文化的交融有利于社會的良性發展。在瀘州名酒文化旅游紀念品設計中可以把瀘州老窖國寶窖池的釀酒流程設計成精美的圖文并茂的紀念冊或明信片，因為享譽全球的瀘州老窖“1573”便是從國寶窖池中釀出來的，只聞其香，不解其史，難免美中不足。如果讓游客在品嘗美酒的同時了解佳釀的歷史，更有利于美名遠揚，也能與周邊城市的同類型旅游產品中凸顯自己的特色。促使旅游者人文素質的提高旅游者是整個旅游市場的核心，設計師要根據景區的文化特色和游客的特點有針對性地開發游客喜歡的紀念品同時優秀的旅游紀念品設計會喚起游客的情感，引起游客的興趣，最終影響游客的選擇。當前各地的旅游紀念品市場紀念品質量參差不齊，很多游客在選擇中會更多地考慮價格等問題，而忽略了紀念品本身潛在的價值。這種現象對設計師提出了較高的要求，如何設計出能打動游客的作品讓他們把更多的目光放在紀念品獨特的價值上，這就要求設計師必須從生活中取素材，從社會、自然中獲得設計靈感紀念品市場的繁榮會帶給旅游者更多的選擇，正是這種選擇行為指導旅游者重新閱讀和認識旅游紀念品，從而了解旅游地的各種文化，豐富自己的視野，提升自己的人文素質增加與之相關的知識。讓人在愉悅地欣賞大自然美好風光的同時，也促使自己得到了進步和發展。促進民族文化的發展有人說“藝術無國界”，也有人說“越是民族的就越是世界的”，民族語言是設計中重要的組成部分，也是形成設計特色的關鍵。合理運用民族語言會產生獨特的文化魅力。今天的中國日新月異，悠久的歷史、古老的建筑、優美的自然風光、純樸的人文風情以及多種民族文化交融的社會面貌讓世界游客為之傾倒。每年到中國的游客絡繹不絕，他們在欣賞美景留下足跡的同時也帶走了各種旅游紀念品以作紀念。外國在紀念品的選擇上他們特別注重紀念品民族性和文化特色，我們認為一些極其普通的東西在他們眼中往往被視為珍寶。因此設計師們思考的最佳設計應該是把民族特色和世界元素有效融合，這里的融合一是指對古老的中國元素的傳承與創新，另外也是指對西方設計精髓合理的“拿來”而非機械模仿。通過精心設計的旅游紀念品可以讓中國民族文化走向世界，讓世界認識中國。這就是傳播的力量。瀘州油紙傘旅游紀念品的設計就有著濃厚的民族文化和地方特色，其被譽為“中國民間傘藝的活化石”，中央電視臺曾專題采訪報道，具有較高的收藏價值和傳承性。瀘州油紙傘具有400多年的油紙傘生產制作歷史，制作工藝特殊，傘骨選用蜀南竹海等地海拔800米以上的深山老楠竹，并經防霉、防蛀等工序處理，傘面選用拉力強的特制手工綿紙，在上面手工精繪瀘州的各大美景或風俗人情，最后傘面上會刷上綠色環保的特制熟桐油，經久耐用，生態環保。油紙傘極具中國民族文化特色，就象戴望舒詩里描寫的一樣“撐著油紙傘，獨自彷徨在悠長、悠長又寂寥的雨巷……”，眼前仿佛浮現出“穿著旗袍撐著油紙傘丁香般的姑娘”的畫面，把民族風情演繹得蕩氣回腸。
關鍵詞： FIR濾波器；遺傳算法；BP神經網絡
Key words： FIR filter；genetic algorithm；BP neural network
中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2011）17-0037-02
0引言
在數字信號處理中，濾波器一直占有重要的地位，數字濾波器在語音、圖像處理和譜分析等應用中經常使用，其優化設計一直受到廣大研究者和工程人員的關注。其中FIR數字濾波器有自己突出的優點：系統總是穩定的，易于實現線性相位，允許設計多通帶或多阻帶濾波器等。因此FIR濾波器在數字信號處理中得到廣泛的應用。
窗函數法設計數字濾波器是最常見方法，但是一些常見窗口函數，如矩形窗、漢寧窗等，窗口形狀固定，不能很好地滿足多樣性需求[1]。而利用凱塞給出的經驗公式則需要多次嘗試。利用Parks-McClellan算法能夠設計出性能最優的數字濾波器，但是算法實現過程十分復雜。FIR數字濾波器設計的問題是一個多變量多極值的尋優問題。遺傳算法正是求解最優問題的有效方法，所以在濾波器設計中應用廣泛。但是其本身也存在一些缺陷，所以可以對遺傳算法進行改進，使其達到更優的效果。
1改進的遺傳算法
遺傳算法（Genetic Algorithm，簡稱GA）是模擬生物在自然環境中的遺傳和進化過程而形成的一種自適應全局優化概率搜索算法。它提供了一種求解復雜系統優化問題的通用框架，它不依賴于問題的領域和種類，具有很強的魯棒性。
但是，遺傳算法很難實現全局最優，為了使所求的解盡量靠近全局最優，避免早熟現象的出現，雖然曾有人提出對算法的流程進行改進，但是結果收斂速度非常慢，需要花十幾分鐘才能得到一個較滿意的結果，此時對于那些對時間要求苛刻的系統就很難滿足要求了[2]。通過參考相關文獻[2][3]，結合BP（BackPropagation）神經網絡的優點，將BP神經網絡引入遺傳算法，這就是改進的遺傳算法，即基于BP神經網絡的遺傳算法，充分利用遺傳算法全局搜索功能強和BP神經網絡算法局部搜索能力強的特點，對于求解大規模多極值優化問題特別有效。
2FIR濾波器
2.1 FIR數字濾波器的頻率特性數字濾波器是對一個數字信號按照一定的要求進行運算，然后以數字形式輸出的系統。輸出僅與過去以及現在的輸入有關的數字濾波器稱為有限沖激響應FIR數字濾波器?？梢员硎緸閇4] [5]：
3改進的遺傳算法的實現
將BP神經網絡與遺傳算法相融合，一方面由遺傳算法保證學習的全局收斂性，克服BP對初始值的依賴性和局部收斂問題；另一方面，與BP算法的結合也克服了單純遺傳算法所帶有的隨機性和概率性問題，而有助于提高它的搜索效率。該算法實現的基本思想[7][8]是：在遺傳算法每完成一定代數的進化后，保存當前最優個體，對其余個體進行一次神經網絡的優化汁算，產生新的個體，這些新個體和保存的最優個體一起，形成新的一代種群，再參與到下一代的進化中。
具體流程[2][9]如下：
第1步：隨機產生初始種群，個體數目一定，每個個體表示為染色體的基因編碼；
第2步：分成三個小的步驟，分別如下：
A．判斷進化代數或者誤差是否滿足設定值，若滿足則轉C；
B．計算個體的適應度，并判斷是否符合優化準則，若符合，輸出最佳個體及其代表的最優解，并結束訓算；否則轉向第3步；
C．保留最優個體，其余個體參加BP神經網絡的優化計算，產生的新個體和保留的最優個體一起構成新的種群，轉B。
第3步：依據適應度選擇再生個體，適應度高的個體破選中的概率高，適應度低的個體可能被淘汰；
第4步：按照一定的交叉概率和交叉方法，生成新的個體；
第5步：按照一定的變異概率和變異方法，生成新的個體；
第6步：按照交叉和變異產生新一代的種群，返回第2步。
在選擇BP神經網絡算子時，每當進化進行了指定的代數，便保留最優個體，其余的個體全部參加BP神經網絡算法，產生全新的個體。我們選擇這個代數為10至20代。
下面以一個實例進行說明：
例設計一個低通濾波器，其參數分別為wp=0.2?仔，ws=0.3?仔，ap=0.25dB，as=50dB，初始階數可以由文獻[5]確定為M=42。
在此例中，選定初始種群為600，截斷概率為0.5，交叉概率為0.1，變異概率為0.01。在運用BP網絡時，設置網絡隱含層的神經元數為5個（當神經元數為3，4，5時，其輸出精度都相仿。一般的講，網絡神經元的選擇原則是：在能夠解決問題的前提下，再加上一個到兩個神經元用以加快誤差的下降速度。而當神經元數過大時，會產生其它的問題）。在隱含層選擇作為傳遞函數，用作為網絡訓練函數，則由改進的遺傳算法設計出來的結果M=48（窗函數法設計M=61，頻率采樣法M=61）。
4結論
本文方法對遺傳算法進行了改進，利用改進的遺傳算法成功地完成了對FIR低通濾波器的優化設計。例子表明文中的濾波器設計的結果優于窗函數法和頻率采樣法，得到了較低的濾波器階數。也進一步證明了遺傳算法全局搜索功能強和BP神經網絡算法局部搜索能力強。通過改變參數，也可以實現其他類型的優化設計。
參考文獻：
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中圖分類號： S611文獻標識碼：A 文章編號：
航行于海面上的船舶，由于風浪的作用，其受力和運動非常復雜，因此固定在船舶上的綁扎橋受集裝箱斜拉力情況也比較復雜。.在利用有限元方法分析綁扎橋的時候，首先要建立合適的力學求解模型，然后利用大型商業有限元軟件ANSYS對綁扎橋結構進行求解分析。
本文主要是針對兩層綁扎橋這一新形式的結構進行有限元強度及優化設計，為綁扎橋結構的力學性能分析以及進一步的優化設計提供一種有效的有限元數值解決方案。
1、基本假設條件
利用有限元方法對綁扎橋結構進行分析時，需要把結構的實際物理模型轉化成數學模型，并根據有關受力分析離散成有限元計算模型，這一過程實際上是把一個真實模型簡化為一個理想模型，采用的基本假設條件如下：
（1）忽略模型的局部缺陷以及不均勻等特點，不考慮由于焊接不完整等因素而產生的結構間斷問題，即分析中采用的模型連續性能的均勻模型；
（2）綁扎橋的側向受力特別小，且對稱，因此在綁扎橋受力分析中忽略側向力。
（3）綁扎橋通過螺栓與船艙連接，可以簡化為綁扎橋與船艙簡支連接。
綁扎橋優化設計
2.1力學模型
綁扎橋主要受集裝箱對其斜拉力的作用，斜拉力的大小與方向與很多因素有關，譬如風速、浪高、船體傾斜度等。在本項目中，我們只分析極限受力狀況下，綁扎橋受力變形狀況。單根綁扎載荷按230KN加載，綁扎橋極限受力狀況詳見圖1。
圖1綁扎橋受力示意圖
綁扎橋拓撲優化設計
根據上述力學模型，基于ANSYS建立了綁扎橋的拓撲優化分析模型，拓撲優化的目標是尋找承受單載荷或多載荷的物體的最佳材料分配方案。這種方案在拓撲優化中表現為“最大剛度”設計。綁扎橋拓撲優化設計流程如圖:2所示：
圖2拓撲優化示意圖
綁扎橋參數優化設計
基于ANSYS建立了綁扎橋的拓撲優化分析模型，對綁扎橋參數優化分析。ANSYS參數優化設計如圖3所示，首先建立初始有限元模型，然后求解，形成參數化結果、定義參數化變量、約束條件和目標函數，然后ANSYS自動搜尋設計域，進行優化設計。對綁扎橋進行優化分析，設計變量為角度、跨距、板厚等變量，約束邊界條件為綁扎橋內應力不超過材料屈服應力，位移滿足綁扎橋最小位移要求，目標函數為質量最小，經過ANSYS參數優化設計，最終綁扎橋設計如圖3所示：
圖3ANSYS參數優化設計流程圖
圖4綁扎橋參數優化設計后的有限元模型
小結
基于ANSYS拓撲優化設計和參數化優化設計，對綁扎橋進行了優化設計。進過優化設計后的綁扎橋，無論是在強度上（綁扎橋應力小于鋼材屈服應力），還是在剛度上（綁扎橋位移小于限制位移），均滿足要求，且鋼材總用量減少了近10%，取得了不錯的經濟效益。
參考文獻
【中圖分類號】TU275.3【文獻標識碼】A【文章編號】1672-5158（2013）07-0284-02
前言
在船舶建造、使用過程中，大多數壓力管路都是在高于或低于其安裝溫度下操作的，加之流體介質或周圍環境的溫度變化影響，壓力管路的熱脹冷縮現象是普遍存在的。試驗證明，以一根2m、外徑273mm、壁厚為8mm、兩端固定的碳鋼直管為例，當溫度由安裝時的20℃升高到250℃后，由于管子變形受阻，在直管中將受到3536460N的壓縮力，相應得壓縮應力為531MPa。之所以會產生這樣大的熱膨脹力和熱應力，主要是因為管子的熱膨脹受到了阻止。為了保證安裝后的管路在熱狀態下穩定和安全的運行，減少管路受熱膨脹時產生的應力，利用管路自身的柔性吸收其位移形變的Ω型自然補償方法，因其結構簡單、運行可靠、投資少被多數管路設計廣泛采用。
管路自然補償的計算比較復雜，本文通過利用理論簡化公式和圖表，對于Ω型管路進行受力比對分析，總結出適用于實船管路優化布置的設計基準，并運用管路應力解析程序在計算機上進行模擬論證，以證明優化設計具有實際的指導意義和可行性。
1 非補償管路與補償管路的差異
1.1 管路伸縮量的設計基準
設計基準：由船體偏差引起的伸縮量+由管路溫度變化引起的伸縮量。
船體偏差引起的伸縮率：
K： 經驗系數（一般約0.1） D： 管子直徑
分析：在固定點間的管長（L）、管徑（D）一定時，理論上彎管臂長寬度（B）越長，應力比越小，管路應力越小，補償的效果越好，而在實船設計過程中，管路的布置受空間限制的條件下，B值應當考慮其合理性。在D、B值一定時，縮短L的長度，即減小固定點的間距也是一種提高管路補償能力的方法。
2 Ω型管路自然補償的優化設計計算與分析
Ω型管路自然補償[4]：又稱為方形管路補償，是由同一個平面內四個
圖1 Ω型補償管路典型圖
參照Ω型管路參數（表1），通過方案1和方案2的計算與綜合分析，得出Ω型管路：
① U=20000 Ⅰ型 a=2b 普通管路 B普通/液壓≥465，蒸汽管路B蒸汽≥2320，計算應力均滿足要求且利于管路綜合布置；
② 設計許用應力基準[5]：普通、液壓管子13Kg/ mm2蒸汽管子10Kg/mm2；
③ B值設計基準：普通/液壓管子/蒸汽 10D以上（D：管子公稱通徑）；
A值設計基準：A=2B-2R （R：彎曲半徑）。
3 Ω型管路補償優化設計最佳方案及軟件模擬驗證
實船設計模型
（固定點或導架支點對稱均布）
4 結束語
通過實船管路的計算分析和模擬驗證，本文得出的Ω型補償管路的優化設計基準兼顧一定的經濟性、適用性和可操作性，為今后各種船型船舶上Ω型管路優化設計和實際應用提供了技術支持，對船舶建造質量的提升具有深遠的意義。
參考文獻
[1] GB 150-1998鋼制壓力容器[S].
[2] 歐貴寶，朱加銘.材料力學[M].哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社， 2003，（1）.
前言
安徽地處華東、長江三角洲腹地，水運條件優越，水運經濟發達。船舶、錨地、碼頭、船員數量眾多，船員上下碼頭頻繁，為船員、工作人員提供服務的港內交通船也頗具規模。港內交通船的特點是噸位小、航程短、航次多、航行海況復雜。由于其設計和建造的成本相對較低，造成目前各式交通船數量多，質量卻良莠不齊，對港區管理帶來一定難度，對船員安全也不能保障。因此對港內交通船設計方案的優化顯得尤為必要。
現狀及存在的問題
1.潛在的安全威脅
傾覆。交通船噸位小、航速快，抵御風浪能力不強，航行狀況復雜，一般定員5-10人，一旦傾覆，必將造成船毀人亡，人身安全、財產利益受到損失。
觸碰。交通船在往返接送船員和工作人員中，需要頻繁?？吭诖a頭或大型船舶舷側，觸碰過程中導致交通船舷側變形、銹蝕、甚至船體破損滲漏，將會帶來險情或事故。
人員落水。交通船噸位小，如有風浪，橫搖是不可避免的。尤其是上下船時，人員可能集中至交通船一側，增加了船舶橫傾角度，同時也增加了人員落水的可能。
駕駛盲區。交通船一般不設專用駕駛室，導致駕駛員視線不足，駕駛時看不清船頭狀況。駕駛盲區的存在會導致駕駛員無法迅速做出正確的判斷，增加了事故的發生率。
2. 人性化設計不足
目前交通船都比較簡易，既不美觀，也不舒適。而其作為服務工具，應當在可控的成本范圍內盡量提高其舒適性和美觀度，在規范允許的前提下為船員提供方便、實用的服務。
交通船優化設計方案的內容
目前港內交通船主要有開敞客艙和封閉客艙兩種，本文針對優化后封閉式客艙交通船展開論述。
本船為航行于長江B級航區的鋼質港內交通船，雙螺旋槳推進，載客7人，船員2人。主要依據中華人民共和國海事局《內河小型船舶法定技術檢驗規則》（2007）、中國船級社《內河小型船舶建造規范》（2006）設計。
總長：11.60m 船長：10.80m 型寬：3.50m 型深：1.00m
吃水：0.40m 排水量：12.683t
具體布置情況如圖所示。
圖1 側視圖
圖2 艙底平面圖
1. 安全性優化
1.1穩性
船舶穩性是指正浮于水面上的船舶當其某一舷在受到外力作用時（如風浪襲擊、人員及貨物移動、船舶觸碰等等），會使船身向另一舷傾斜，當外力取消之后，船舶經過數次左右搖擺，又回復到原來正浮狀態、抵御傾斜自動復原的能力。根據傾斜方向，船舶有橫穩性和縱穩性，由于船長L比船寬B要大得多，后者一般不危及船舶的安全，船舶傾覆主要由于橫穩性不足引起。
船寬和干舷的取值大小，對船舶穩性好壞有著直接影響。一般型寬越大、干舷越大，對穩性越有利。
本交通船船長10.80m，型寬3.5m，型深1m，寬深比B/D=3.5，長寬比L/D=10.8；而規范要求值B/D≦4.5，L/D≦30，滿足其要求。干舷0.6m，為型深的60%，干舷富足量充足。經核算，滿載出港時：初穩性衡準數：10.377，穩性面積衡準數：4.91，風壓穩性衡準數：8.081，回航靜傾角衡準數：9.99，極限靜傾角衡準數：9.99。
可以看出上述主尺度比例的交通船，穩性富裕量較大，安全可靠。
1.2抗沉性
船舶在航行過程中，一旦發生碰撞或觸礁等情況，都有可能使船體破損，對船舶、人命和財產安全構成威脅，嚴重時會導致沉船事故。所以，船舶抗沉性對船舶安全有著很大的影響。
所謂船舶抗沉性，是指船艙破損浸水后船舶仍能保持一定的浮性和穩性的性能。船舶的抗沉性是用水密艙壁將船體分隔成適當數量的艙室來保證的。這樣，就能以儲備浮力來補償船體破損進水所失去的浮力，保證了船舶的不沉，也為堵漏施救創造了有利條件。
本交通船在FR2、FR9、FR10、FR17設置了4道水密橫艙壁，設有首尾兩個水密艙，客艙區域兩舷設置水密縱艙壁，并且在水密舷艙中填充泡沫，在船舶發生破損時可提供浮力。經上述設置，本船可承受單艙破損。
1.3儲備浮力
儲備浮力是指船舶設計水線面以上船體水密部分的體積所能提供的浮力。
船體在水面上的漂浮位置或吃水與船的排水量相關。排水量和載重量的變化會引起吃水的變化。因此，不同的吃水反映了不同的裝載量和排水量?？紤]到船在航行中可能發生的意外重量增加，如海損破艙進水，風浪襲擊進水等，滿載水線應位于上甲板以下一段距離處，使滿載水線以上尚有一定的水密容積，該容積入水后能提供儲備浮力。儲備浮力的大小與船舶的安全性密切相關。
加大儲備浮力，船舶不易沉沒，能提高船的安全性， 相對0.4m設計吃水的排水量，本交通船實際營運排水量為10.505t，留有2.178t的儲備浮力，極大保障了船舶安全性。
1.4船體結構
船體結構強度同穩性、抗沉性都是保障船舶航行安全的基本性能。
本交通船舷側采用主肋骨制，相對于交替肋骨制，提高了局部抗碰撞的能力；在舷側設置貫通護舷材和防碰靠把，以減少?？繒r所帶來的碰撞威脅。
1.5安全設施
船員在上下船之時，由于船舶受風浪影響產生搖晃，船員有掉入水中的危險。本交通船在客艙、機艙圍壁設置貫通的風暴扶手、舷側設置欄桿、甲板設置防滑條，以提高人員行走及上下船的安全性。
2.人性設計優化
2.1外觀
本著環保、美觀、耳目一新的設計理念，本交通船顏色采用交替彩色油漆。水線以下為黑色，水線以上白色為主，兼以藍色，黃色，色調簡潔、醒目。
整體船型為流線型，視覺效果流暢、時尚，同時減小船舶阻力，提高船舶快速性，增加了船舶經濟性能。
2.2客艙
客艙的高度、座椅類型影響船員乘坐時的舒適性。本交通船客艙凈空高度2.0m，寬度2.5m，長度4.0，配7把靠背椅，設行李存放處，左右側壁設風雨密窗，可用于乘客觀光，前部設自閉式風雨密門。
客艙寬敞、明亮，提高了乘客的舒適感。
2.3機艙
由于機艙的特殊性，柴油機噪音大，艙室內溫度高，空間狹小，工作環境惡劣，為操作維修帶來不便。本交通船機艙凈空高度1.8m，左右舷設風雨密窗、后部設自閉式風雨密門，并設有通風系統，內部除機械設備外，還留有供檢修的空間，這樣有效改善了機艙環境。
2.4駕駛室
本交通船為升高、封閉式駕駛室，前部設弧形玻璃窗，左右舷設風雨密舷窗，配休息床鋪一張，給長期在船上工作的船員提供一個舒適的工作環境。升高式駕駛室的設置，使駕駛員視線開闊，減少了盲區對駕駛的影響，舒適的同時也增加了安全性。
中圖分類號：U662.2
文獻標識碼：A
文章編號：1006-7973（2016）01-0063-02
我國的內河流與眾多，由于各個內河流域的航道水文條件都不盡相同，因此，其船舶的航行速度也不同。但是，內河流域的淺水航道因為自身的水文特點，對船舶推動裝置的要求就更高，如果船舶在航行中遇到天氣條件不好的狀況，那么航道的航行條件就更復雜。由于內河淺水航道的水文特點，因此，其中的航行船舶體積都比較小，因此，在進行船舶推動裝置設計時，要從船舶的整體方面進行考慮。
1內河淺水航道航行船舶動力推進裝置設計的意義
隨著我國船舶制造業的快速發展，內河淺水航道的航行速度也在不斷提高，但是，由于內河淺水航道具有內河河道寬度不夠，水面和河底距離較短的特點，因此，內河航道經常會發生船舶淺水現象。在內河淺水航道的某些區域，甚至會發生船舶及其損害事故，基于這些原因，進行內河航道航行船舶動力推進裝置設計，就顯得非常重要。以額爾古納河到恩和哈達之間的內和淺水航道為例，這個航道全長950km，航道中水深最淺處為0.6m，屬于航道類型中的Ⅵ級航道，因此，對于這個航道的維護、疏浚等管理工作，水運部門已經購置了多艘船舶進行工作，并且購置、建造了航道維護工程船舶，利用這些工程船舶來進行航道作業。但是，在內河淺水航道航行時，船舶的拖輪會受到航道條件的嚴重影響，影響船舶的航行速度，因此，對內河淺水航道航行的船舶動力推進裝置進行優化設計意義非常重大。
2內河淺水航道航行船舶動力裝置運行狀況
內河淺水航道的一些航行區域的自然水位、泥沙等情況對航行不利，要求船舶在航行過程中對航行條件有較好的適應能力，能夠在內河淺水航道航行中實現自由移動、拖帶、拖拽等目的。
2.1輔助作業船動力裝置運行現狀
內河淺水航道的輔助作業船在吃水1.0m的情況下，船舶能夠獲得最大的推動力，在這一情況下航行速度最快。船舶的排水量在1000t左右時，其拖帶的排水量也為1000t左右，我們最常見的就是挖沙船。內河淺水航道的輔助作業船舶在托在浮船塢或者駁船調遣等機器進行運輸工作時，在吃水0.7m的情況下，可以通過港內作業實現排水的目的，排水量大約在120t左右，這種輔助作業船有工作船、空駁船等，這些船舶可以進行內移作業，實現船舶的運行目的。
2.2拖帶船動力推進裝置運行現狀
內河淺水航道的拖帶船的航速被定為6km/h，這種船舶是內河淺水航道航行船舶中較為經濟的一種，通過對這種船舶的阻力計算，它在運行過程中的總功率在320kw至360kw之間，因此，我們可以推算出船舶在進行自由航行時的航速可以大于18km/h。以額爾古納航道為例，它的全里程為949km，所以，拖帶船在吃水0.9m情況下，能夠持續航行1000km，這種船舶在額爾古納航道中的自持力為7天。如果在吃水0.7m的情況下，進行港內作業，它能夠持續航行500km，自持力為3天。
2.3船舶的動力推進裝置設計要求
內河淺水航道航行船舶的動力推進裝置設計要求，要根據具體的內河航道來分析，主要的考慮因素包括船舶結構，機電設備，排水量、穩定性、人員數量空間等因素。
3內河淺水航道航行船舶動力推進裝置設計
3.1船舶動力推進裝置種螺旋槳的功率消耗計算
對于船舶動力推進裝置種螺旋槳的功率消耗計算方法，主要有以下幾個步驟：①先對螺旋槳的直徑進行限定，限定值為1200mm；②對船舶航速進行確定，確定航速為13.0kn；③在系柱推力總共為26t時，船舶的航速就為4kn，這種情況下的船舶排水量為305t；④這時就可以計算出船舶螺旋槳的軸功率高于276kW。
3.2船舶動力推進裝置設計的考慮要素
根據內河淺水航道的維護特點，要求巷道的維護疏浚船舶數量不要太多，一艘船舶對航道的維護疏浚效果最好，所以為了實現航道維護疏浚工作目的，要采用大型的耙吸挖泥船。目前，超大型耙吸挖泥船一般都在14萬畝以上，這樣的船舶船長一般為150m到210m之間，吃水情況一般維持在10.3m到16m之間，因此這種船舶的體積較大，因此，船舶得到動力推進裝置對船舶本身的操縱性的影響非常大，所以推力推進裝置在大型的耙吸挖泥船上的運用非常重要，是對船舶作業的影響非常大。而一般在0.5萬畝到13萬畝之間的耙吸挖泥船，它的體積和和疏浚性能等方面都比較良好，適合長時間在內河淺水航道中航行、作業。下表是典型耙吸挖泥船的主要數據和各種影響因素：
3.3內河淺水航道船舶動力推進裝置的設計功率
摘要：配送是物流活動中不可缺少的一個重要環節，是連接物流活動上下游的紐帶。在海洋石油勘探開發中，岸基公司的配送作業發揮著重要的作用，是海洋石油勘探開發有力的后勤保障。本文通過分析海洋石油勘探開發中岸基公司的配送作業的特點，提出了配送作業的優化設計方案，為配送作業提供了理論支持，對岸基公司配送作業的發展有一定的借鑒意義。
關鍵詞：海洋石油配送作業優化
1 概述
1.1 選題背景。
物流管理是指在社會再生產過程中，根據物質資料實體流動的規律，應用管理的基本原理和科學方法，對物流活動進行計劃、組織、指揮、協調、控制和監督，使各項物流活動實現最佳的協調與配合，以降低物流成本，提高物流效率和經濟效益。配送是指在經濟合理區域范圍內，根據客戶的要求，對物品進行揀選、加工、包裝、分割、組配等作業，并按時送達指定地點的物流活動。
中國的海洋石油勘探開發已經進入了快速發展的階段，隨著海洋石油工程業務量的逐步擴大，其岸基公司的配送作業也日益增多。雖然我國對物流管理中配送方面的研究日趨成熟，但針對海洋石油勘探開發中岸基公司的配送作業方面的研究卻寥寥無幾。本文旨在通過對海洋石油勘探開發中岸基公司的配送作業進行優化設計，提高配送效率，降低配送成本，實現岸基公司配送業務的全面發展。
1.2 研究方法和研究內容。
研究內容主要包括：分析海洋石油工程的特點及其對配送的影響；綜合分析得出優化岸基公司配送的途徑，為岸基公司的配送管理提供理論上的借鑒。
研究方法主要包括：SWOT分析方法；運籌學線路優化；ABC分類法。
2岸基公司的配送作業特點分析
在海洋石油勘探開發中，配送對象主要為海洋中作業的船舶和平臺；配送的物資依此可以分為兩大類，一類為船舶所需的油料、備件等材料和設備，另一類為平臺所需的鉆具、套管和泥漿料等材料和設備。由于海洋自然環境的多變性、海洋石油勘探開發的復雜性、船舶和平臺物資需求的多樣性，造成了岸基物資配送的高難度性，主要體現在以下幾個方面。
2.1 海洋環境復雜多變，船舶和平臺的生產動態及其物資需求容易受到影響，相對應的配送作業也極其容易受到牽連。
2.2 受地理環境的影響，船舶和平臺分布范圍較廣、地理跨度較大，配送過程非常復雜。
2.3 船舶可以靠泊碼頭，其物資可以通過車輛配送。但平臺在生產期間位于海中，其物資必須由船舶配送。
2.4 船舶和平臺所需物資種類繁多，大小各異，包裝不一，配載難度高。
3岸基公司的配送作業優化設計
3.1岸基公司的配送模式SWOT分析。
配送模式主要分為自備型配送模式、合作型配送模式、專業型配送模式、綜合型配送模式。
自備型配送模式是指配送中心僅為本公司的生產提供配送服務，配送中心具有一定的配送能力，完全可以滿足公司配送業務發展的需要。合作型配送模式是指若干相關聯或相類似的企業由于共同的配送需求，在充分發掘利用各企業現有物流資源基礎上，聯合創建的配送組織形式，參加合作的企業在一定的市場區域或地理空間范圍內有相似的配送需求。專業型配送模式是指專業化的配送中心，在一定市場范圍內為其他公司提供配送服務而獲取盈利的配送組織形式。綜合型配送模式是指企業以供應鏈為指導思想，對生產中的各環節實現全方位綜合配送，能夠高效運行的配送模式。
本文用SWOT分析法，根據岸基公司配送業務的特點，分析其具有的優勢、劣勢、機會和威脅來確定其配送模式，SWOT分析如表所示。
優勢S
1、配送中心倉儲設施過硬，有足夠的堆場、庫房、料棚等倉儲設施；
2、配送中心的裝卸能力較強，叉車和吊車等機具齊全；
3、配送中心的分揀能力較強，有集成化的包裝工具；
4、配送中心有高素質的管理人員和操作人員；
劣勢W
1、配送中心缺乏專業的物流技術人才；
2、配送中心物流信息系統不夠完善，對客戶需求反應不夠及時；
3、配送中心的配送流程不夠完善，配送成本較高；
機會O
1、國家和沿海地方政府大力發展海洋石油勘探開發，有著政策上的支持；
2、通過與國外石油公司的合作，可以引進先進的管理理念和管理技術；
威脅T
1、實力較強的第三方配送公司有可能爭奪岸基公司的配送業務的市場份額；
由于海洋石油勘探開發的權力掌握在少數幾家國有企業中，因此其配送服務也由這幾家國有企業旗下的岸基公司提供， 外部公司難以進入該配送市場。正是因為如此， 海洋石油勘探開發的岸基公司多采用自備型的配送模式， 這在很大程度上制約了配送作業的發展。岸基公司需要以供應鏈為指導思想，全面系統地優化和整合企業內部資源、業務流程，對生產過程中的各環節實現全方位綜合配送，形成的高效運行的物流配送模式。
3.2 岸基公司的配送分類管理優化。
配送分類管理就是利用ABC分析法，根據客戶需求的緩急程度和物資的重要性進行劃分，按不同的類別分別制定不同的配送計劃。生產任務的重要性決定了客戶需求的緩急程度，可將客戶分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三類。根據物資的重要性可劃分為A、B、C三類，A類：主要的生產物資，對生產能否順利進行起決定性的作用；B類：介于A類與C類之間，對生產有影響，但不會造成停產；C類：對生產影響不大的物資，發生缺貨后幾乎對生產沒有影響。
根據分類管理的方法，可以按照下表的配送順序(表中數字1表示最優先配送，2表示次優先，其余依此類推)進行配送。
物資類別
需求類別
A類物資
B類物資
C類物資
Ⅰ類需求
1
3
5
Ⅱ類需求
2
4
8
Ⅲ類需求
6
7
9
3.3 岸基公司的配送方式優化。
3.3.1 二級倉庫的設立。
由于海洋石油勘探開發區域分散，配送作業面臨地理跨度大的特點，因此，通過計算配送成本與在某一區域設立二級倉儲成本，比較兩者大小。如果配送成本高于倉儲成本，則可以在某一區域內設立二級倉庫，從而增加集中配送的機會，減少配送次數，從而降低配送成本。
倉儲成本與配送成本的關系如下圖所示。
當配送成本和倉儲成本相等時，可以達到物流成本最低值，實現配送和倉儲的最優化管理。
3.3.2 一對多的配送線路。
在海洋石油勘探開發中，某一特定海域內往往分布多艘船舶和平臺，所以某一區域內的配送作業也面向多個對象。岸基公司的配送作業對象主要是船舶和平臺，對船舶主要運用車輛運輸，對平臺主要運用船舶運輸。現以平臺為配送對象，船舶為運輸工具為例，優化一對多配送的線路設計。
假定配送中心A向四個平臺B、C、D、E進行物資配送，各平臺相對應的位置如下圖所示。
運輸距離如下表所示。
A
B
C
D
E
A
35
50
40
70
B
35
15
20
35
C
50
15
35
30
D
40
20
35
25
E
70
35
30
25
配送路線的起點是A，第一行非零最小數為35，即A到B距離最短；再以B為起點，第二行非零最小數為15，即B到C距離最短……依次類推，得出最短配送路線為ABCEDA，總距離為35+15+30+25+40=145。
3.3.3 實施JIT配送方式。
JUST IN TIME起源于準時制生產，理念是“在恰當的時候，把恰當的商品以恰當的質量、恰當的數量送到恰當的地點”，即實現在生產過程中基本沒有積壓的物資。將JIT應用于配送作業中，就是要做到“不入即出”，減少庫存物資，降低庫存成本，提高配送服務水平。
岸基公司的配送中心、物資需求方（船舶和平臺）、物資供應商三者之間通過加強物流信息的溝通，保證物流信息快速有效地傳遞，實現JIT的配送方式，可以提高整個供應鏈的運作水平，實現效率的最大化。
4結論與展望
本文主要研究了海洋石油勘探開發中岸基公司的配送作業的特點，并針對其特點進行了配送模式、配送方式和配送分類管理方面優化設計，提出了可供岸基公司借鑒的措施和建議。
本文僅僅對海洋石油勘探開發中的岸基公司的配送作業進行了初步的探討，提出的優化設計方案有待進一步完善。要真正實現配送作業的最優化管理，需要與采購管理、庫存管理相結合，以整個物流系統為著眼點，進行全面深入的研究，探索采購管理、庫存管理和配送管理的整體優化設計，從而在整體上降低公司的物流成本。
參考文獻
［1］ 錢芝網，趙丹.物流運籌學.中國時代經濟出版社.2008
