王運(yùn)龍， 姜云博， 管 官， 邢佳鵬， 于光亮

(大連理工大學(xué) 船舶工程學(xué)院，遼寧 大連 116024)

布局類設(shè)計(jì)問題由來(lái)已久，很多學(xué)者對(duì)此類問題開展了研究，如車間布局[1]、潛艇布局[2]、家具布局[3]以及車輛設(shè)計(jì)[4]等.船舶類布局問題屬于有限空間多目標(biāo)布局優(yōu)化設(shè)計(jì)問題，對(duì)于船舶管路[5]、船舶艙室[6]及錨泊系統(tǒng)布局[7]問題都有很多研究和探索.由于船舶機(jī)艙設(shè)備布局的重要性，很多學(xué)者對(duì)該問題進(jìn)行了深入研究，所用的方法也多種多樣，包括建立船舶專家系統(tǒng)[8]、工程軟件虛擬仿真及船舶布局優(yōu)化算法[9]等.在以往的船舶機(jī)艙布局優(yōu)化問題探究中，所研究對(duì)象多為小型船舶或者機(jī)艙某特定部分的布局，尤其以二維平面布局[10]較多，針對(duì)船舶機(jī)艙總體三維布局的研究比較少.

本文基于知識(shí)工程(Knowledge Based Engineering, KBE)思想對(duì)船舶機(jī)艙設(shè)備三維布局問題開展相關(guān)研究.分析當(dāng)前先進(jìn)技術(shù)，確定CATIA軟件和知識(shí)工程為本文布局思想.將知識(shí)獲取、知識(shí)表示、知識(shí)推理這3步作為本文的主要流程，并為每一個(gè)流程針對(duì)船舶機(jī)艙布局問題選擇恰當(dāng)?shù)慕鉀Q方案：建立船舶機(jī)艙分類規(guī)則以提高知識(shí)獲取效率；建立設(shè)備虛擬面積增加規(guī)則來(lái)控制設(shè)備間距；運(yùn)用參數(shù)化裝配完成知識(shí)推理.對(duì)生成的布局方案建立了橫傾力矩、干涉檢查及逃生時(shí)間3項(xiàng)專家校驗(yàn)規(guī)則.最終，通過(guò)對(duì)一艘多用途載貨船舶進(jìn)行基于知識(shí)工程的機(jī)艙三維布局設(shè)計(jì)，驗(yàn)證了知識(shí)工程思想在機(jī)艙布局優(yōu)化問題上的可行性和有效性.

1 知識(shí)工程簡(jiǎn)介

知識(shí)工程的基本思想是在工程設(shè)計(jì)當(dāng)中重新運(yùn)用已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)[11].隨著科技的飛速發(fā)展，知識(shí)工程思想理論逐漸被全世界各個(gè)領(lǐng)域的研究人員實(shí)際應(yīng)用起來(lái)，并且取得很多有意義的成果.知識(shí)工程的核心是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)把錯(cuò)綜復(fù)雜的學(xué)科知識(shí)、專家經(jīng)驗(yàn)、設(shè)計(jì)規(guī)律及相關(guān)文獻(xiàn)資料構(gòu)成知識(shí)庫(kù)，并通過(guò)合理的知識(shí)表示和知識(shí)推理方法，將知識(shí)轉(zhuǎn)化成為實(shí)際的產(chǎn)品設(shè)計(jì)[12].它提供了一套解決方案，允許用戶將工程學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到設(shè)計(jì)之中，充分利用工程學(xué)知識(shí)減少錯(cuò)誤或進(jìn)行自動(dòng)設(shè)計(jì)，從而獲得最大生產(chǎn)率，具有很高的先進(jìn)性.

知識(shí)工程是對(duì)本領(lǐng)域?qū)＜抑R(shí)的集成、創(chuàng)新和管理，利用人工智能和計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)相結(jié)合，建立表示和處理知識(shí)的產(chǎn)品模型，并通過(guò)知識(shí)的驅(qū)動(dòng)和繁衍，對(duì)某一工程問題提供最優(yōu)的解決方案.采用該方法可以很好地避免一些重復(fù)性的工作，很大程度上減少設(shè)計(jì)時(shí)間，縮短工程周期，使工程設(shè)計(jì)人員能夠集中精力做其他創(chuàng)新性工作[13].知識(shí)工程還能把工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和長(zhǎng)期積累的成熟設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)融入到新的工程作業(yè)當(dāng)中，大大減少了不必要的錯(cuò)誤.這些特性也使得企業(yè)的知識(shí)得以保存，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的自動(dòng)化.知識(shí)工程是通常是由知識(shí)獲取、知識(shí)表示以及知識(shí)推理組成，除此之外還有知識(shí)篩選、知識(shí)管理等.知識(shí)工程流程如圖1所示.

圖1 知識(shí)工程流程圖Fig.1 Flow chart of knowledge based engineering

針對(duì)船舶機(jī)艙布局設(shè)計(jì)問題的特點(diǎn)，結(jié)合知識(shí)工程的基本流程，可以總結(jié)出基于知識(shí)工程的船舶機(jī)艙三維布局設(shè)計(jì)流程，如圖2所示.

圖2 基于知識(shí)工程的船舶機(jī)艙三維布局設(shè)計(jì)流程圖Fig.2 Flow chart of 3D layout design of ship engine room based on knowledge engineering

2 機(jī)艙三維布局知識(shí)獲取

船舶機(jī)艙布局知識(shí)獲取主要是指將船舶機(jī)艙布局的相關(guān)知識(shí)從外部知識(shí)源當(dāng)中獲取并且轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的計(jì)算機(jī)知識(shí)，最終儲(chǔ)存到知識(shí)庫(kù)當(dāng)中.這些知識(shí)的來(lái)源包含船舶設(shè)計(jì)相關(guān)的規(guī)范、法規(guī)、公約、船舶設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)及船舶與海洋工程類教學(xué)書籍，有時(shí)還要考慮船舶設(shè)計(jì)企業(yè)內(nèi)相關(guān)規(guī)范要求等.

2.1 設(shè)備布局知識(shí)

首先需要獲取的是機(jī)艙設(shè)備布局的基本原則、國(guó)際規(guī)范及經(jīng)驗(yàn)習(xí)慣，主要的知識(shí)來(lái)源于對(duì)該類船舶設(shè)備布置圖紙資料的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，資料參考了當(dāng)前我國(guó)船級(jí)社的鋼質(zhì)海船入級(jí)規(guī)范2018綜合文本[14]以及國(guó)際慣例，還有一些船舶企業(yè)內(nèi)部的設(shè)計(jì)規(guī)范資料，將機(jī)艙內(nèi)的主要設(shè)備進(jìn)行分條總結(jié)，并且在最后歸總至數(shù)據(jù)庫(kù)表格中.本文將基于一條多用途載貨船舶進(jìn)行機(jī)艙布局的應(yīng)用，該多用途船的主要尺度和參數(shù)如表1所示.多用途船采用中后機(jī)艙形式，機(jī)艙長(zhǎng)度為42 m，最大寬度為27.8 m，將機(jī)艙內(nèi)的主要設(shè)備進(jìn)行分條總結(jié)為下文的知識(shí)表示做好準(zhǔn)備，如表2所示.

表1 多用途船主要尺度和參數(shù)

表2 機(jī)艙設(shè)備布局知識(shí)總結(jié)Tab.2 Summary of knowledge of cabin equipment layout

2.2 設(shè)備分類知識(shí)

針對(duì)基于知識(shí)工程的船舶機(jī)艙布局設(shè)計(jì)，通過(guò)分析總結(jié)建立了一套船舶機(jī)艙設(shè)備分類規(guī)則，將待布置的機(jī)艙設(shè)備按照重要性和布置甲板平臺(tái)進(jìn)行分類，并且賦予相應(yīng)權(quán)重.將每個(gè)設(shè)備賦予設(shè)備類別權(quán)重ωCategory和層數(shù)權(quán)重ωLayer需要根據(jù)設(shè)備的功能和體積，對(duì)整個(gè)機(jī)艙布局的影響大小綜合考慮分類設(shè)定ωCategory.設(shè)備對(duì)整船的推進(jìn)性能和安全性等影響大，設(shè)備的體積大、對(duì)整個(gè)機(jī)艙布局影響大，則該類設(shè)備賦予較大的權(quán)重，反之則賦予較小的權(quán)重.對(duì)于層數(shù)權(quán)重一般按照底層權(quán)重大于高層的原則，結(jié)合不同船型的具體需求賦予權(quán)重值ωLayer.設(shè)備的權(quán)重ω=ωCategoryωLayer.按照綜合權(quán)重計(jì)算后的大小順序生成設(shè)備布置順序，為下文知識(shí)表示做準(zhǔn)備.以本文選取的多用途船為例，經(jīng)過(guò)不斷的試驗(yàn)，最終將設(shè)備分為A、B、C三類，設(shè)置三類設(shè)備類別的權(quán)重分別為ωA=0.9，ωB=0.7，ωC=0.3，設(shè)備布置甲板平臺(tái)權(quán)重分別為：底層甲板ωF=0.8、下平臺(tái)甲板ωL=0.4、上平臺(tái)甲板ωU=0.6.機(jī)艙設(shè)備分類知識(shí)獲取經(jīng)過(guò)整理和權(quán)重計(jì)算列出，如表3所示.

表3 船舶機(jī)艙設(shè)備分類知識(shí)Tab.3 Classification knowledge of ship engine room equipment

由于會(huì)遇到權(quán)重相同的情況，一些輔助設(shè)備的布局則是根據(jù)其附屬屬性來(lái)進(jìn)行排序，比如與主機(jī)相關(guān)的供油單元優(yōu)先布置，隨后布置與發(fā)電機(jī)組有關(guān)的柴油機(jī)冷卻機(jī)組，然后是與鍋爐有關(guān)的熱井，最后按照設(shè)備體積從大到小的原則進(jìn)行布置.

2.3 設(shè)備物理屬性

需要獲取的待布置設(shè)備主要的物理屬性為各種設(shè)備在長(zhǎng)(a)、寬(b)、高(h) 3個(gè)方向的最大值，由于在知識(shí)推理階段還需要計(jì)算船舶的總體力矩等內(nèi)容，故還需增加獲取各種設(shè)備的質(zhì)量參數(shù)(m).多用途船設(shè)備物理屬性知識(shí)總結(jié)如表4所示.

表4 多用途船機(jī)艙設(shè)備物理屬性知識(shí)總結(jié)

2.4 設(shè)備布局邊界

船舶機(jī)艙設(shè)備布局的邊界是該類型船舶的機(jī)艙內(nèi)壁以及各油水艙室的外壁.知識(shí)獲取來(lái)源于對(duì)該類型已建船舶分艙的情況和各艙室所占空間大小的經(jīng)驗(yàn)總結(jié).多用途船的機(jī)艙分3層甲板：底層甲板、下平臺(tái)甲板及上平臺(tái)甲板.分層甲板作為機(jī)艙設(shè)備的上下高度邊界，布置時(shí)不可超出.各層還有許多不可布置設(shè)備的液艙和儲(chǔ)物艙等，這些艙壁也是布局邊界，如圖3所示.

圖3 機(jī)艙布局邊界示意圖Fig.3 Diagram of cabin layout boundary

3 機(jī)艙三維布局知識(shí)表示

船舶機(jī)艙三維布局知識(shí)表示需要把不同類型的知識(shí)通過(guò)產(chǎn)生式表達(dá)法和面向?qū)ο蟊磉_(dá)法這兩種知識(shí)表示法進(jìn)行表示，為最后的知識(shí)推理做準(zhǔn)備.

3.1 產(chǎn)生式表達(dá)法

產(chǎn)生式表達(dá)法的基本形式是If A Then B 結(jié)構(gòu)，A代表設(shè)備名稱；B由兩部分組成，分別是設(shè)備自身的物理屬性和設(shè)備一般位置關(guān)系表述.其中物理屬性分別為設(shè)備長(zhǎng)寬高的最大值，一般位置關(guān)系表述為該設(shè)備與某關(guān)系設(shè)備距離或在船長(zhǎng)、船寬方向最大活動(dòng)范圍.由于上一節(jié)獲取到了設(shè)備的所有物理屬性，本節(jié)產(chǎn)生式列表當(dāng)中只列出所有設(shè)備的一般位置關(guān)系表述，如表5所示.表中：xi，yi(i=1，2，…，18)分別為船長(zhǎng)、船寬方向位置坐標(biāo)；ai，bi分別為設(shè)備本身的長(zhǎng)度和寬度；d為機(jī)艙長(zhǎng)度，取值為42 m；w為機(jī)艙寬度，取值為27.8 m.獲取的知識(shí)語(yǔ)句當(dāng)中，表述為“遠(yuǎn)離”的值為 3 000，“靠近”值為100.通風(fēng)口位置為(33 000, ±3 650) mm，灰水艙位置為(22 000, 3 000) mm，污水存放艙位置為(18 000, 2 500) mm，柴油存放艙位置為(20 000，-2 750) mm，凈化艙位置為(25 000，-4 000) mm，滑油儲(chǔ)存艙位置為(36 000, 5 500) mm.

表5 設(shè)備產(chǎn)生式列表Tab.5 Equipment production list mm

注：x=11.5 m為機(jī)艙煙囪口位置，y=3.5 m為與某設(shè)備相關(guān)的艙外壁位置，底層甲板兩側(cè)海水艙距離中軸線距離為5.0 m.

3.2 面向?qū)ο蟊磉_(dá)法

所謂“對(duì)象”，指的是與機(jī)艙設(shè)備布局有關(guān)的客觀事物，而本文的客觀事物就是實(shí)體的船舶、機(jī)艙、各個(gè)艙室以及機(jī)艙內(nèi)的各種設(shè)備.通過(guò)上文獲取到的機(jī)艙物理知識(shí)和設(shè)備物理知識(shí)，可以很容易地在CATIA軟件中進(jìn)行建模，來(lái)完成機(jī)艙布局的知識(shí)表示.通過(guò)CATIA軟件創(chuàng)成式外型設(shè)計(jì)和自由樣式設(shè)計(jì)兩個(gè)模塊的配合，可以比較順利地完成船體外殼、機(jī)艙外殼及艙室劃分.設(shè)備的物理知識(shí)可以通過(guò)CATIA軟件的零件設(shè)計(jì)模塊完成.但是機(jī)艙當(dāng)中不同設(shè)備維護(hù)占地各不相同，有必要為所有待布置設(shè)備建立操作維護(hù)空間.針對(duì)船舶設(shè)備所需要的操作維護(hù)空間，提出了虛擬面積的概念：機(jī)艙中不同設(shè)備操作維護(hù)占地各不相同，在建立設(shè)備三維模型的基礎(chǔ)上為所有待布置設(shè)備在外圍增設(shè)操作維護(hù)所需面積，即虛擬面積.這樣在知識(shí)推理的時(shí)候就會(huì)留有足夠的設(shè)備操作維護(hù)空間，對(duì)機(jī)艙設(shè)備的維護(hù)、安裝、檢查都提供了極大的便利，并很好地提高了機(jī)艙設(shè)備之間的干涉距離，可極大提高機(jī)艙整體布局效果.通過(guò)統(tǒng)計(jì)多條船舶的機(jī)艙布置圖，結(jié)合文獻(xiàn)[14]，可總結(jié)并且制定出一套適用于機(jī)艙設(shè)備布局問題的虛擬面積增加規(guī)則，如表6所示.表中：pi，qi分別為設(shè)備在船長(zhǎng)和船寬方向增加的虛擬距離，其數(shù)值可根據(jù)船型、船舶噸位不同進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整.

表6 設(shè)備虛擬面積增加規(guī)則Tab.6 Virtual area increasing rules of equipment mm

根據(jù)上述的規(guī)則和具體表示方法，可以得到機(jī)艙設(shè)備三維布局知識(shí)表示結(jié)果，如圖4所示.

圖4 機(jī)艙設(shè)備三維布局知識(shí)表示結(jié)果Fig.4 Result of 3D knowledge representation for engine room and equipment

4 機(jī)艙三維布局知識(shí)推理

機(jī)艙三維布局知識(shí)推理是指通過(guò)計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)，依據(jù)相關(guān)推理策略，將表達(dá)出來(lái)的知識(shí)進(jìn)行知識(shí)推理，完成求解.本文將使用CATIA軟件知識(shí)工程模塊，將產(chǎn)生式表達(dá)法表示的知識(shí)直接進(jìn)行公式輸入，把設(shè)備實(shí)體模型導(dǎo)入完成知識(shí)推理.建立專家知識(shí)規(guī)則，將布局結(jié)果進(jìn)行校驗(yàn)，判斷是否符合規(guī)則和邊界條件，符合則直接輸出推理結(jié)果；如果不符合將會(huì)進(jìn)入優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)整，直到滿足規(guī)則為止.

4.1 CATIA知識(shí)推理流程

首先在裝配模塊中將利用面向?qū)ο蟊磉_(dá)法建模完畢的各個(gè)設(shè)備導(dǎo)入CATIA，參數(shù)值有設(shè)備的長(zhǎng)、寬、高及質(zhì)量，本文建立了設(shè)備虛擬面積增加規(guī)則，因此設(shè)備的長(zhǎng)、寬是經(jīng)過(guò)虛擬面積增加規(guī)則計(jì)算之后的值.該數(shù)據(jù)為Excel表格形式，導(dǎo)入方式可以選擇通過(guò)設(shè)計(jì)表導(dǎo)入，當(dāng)改變Excel的數(shù)值時(shí)CATIA當(dāng)中的參數(shù)會(huì)同步改變.然后將設(shè)備的物理屬性參數(shù)和產(chǎn)生式表達(dá)法的產(chǎn)生規(guī)則通過(guò)Excel表格導(dǎo)入到CATIA知識(shí)工程模塊當(dāng)中.

所有參數(shù)導(dǎo)入完畢后，需對(duì)所有的設(shè)備進(jìn)行參數(shù)關(guān)聯(lián)，將參數(shù)和設(shè)備構(gòu)成函數(shù)關(guān)系，進(jìn)行裝配設(shè)計(jì)時(shí)，可以根據(jù)參數(shù)的改變來(lái)改變整體的裝配效果.本文主要使用的是偏移約束，通過(guò)將參數(shù)與偏移約束的值進(jìn)行關(guān)聯(lián)，從而形成一系列公式，達(dá)到參數(shù)化裝配的目的.CATIA軟件中參數(shù)和公式如圖5所示.

圖5 CATIA軟件中機(jī)艙布局參數(shù)和公式表達(dá)Fig.5 Parameters and formulas for engine room in CATIA software

所有的約束關(guān)系都按照產(chǎn)生式的規(guī)則約束成功并且激活完畢之后，即可產(chǎn)生船舶機(jī)艙三維布局知識(shí)推理結(jié)果，如圖6所示.

圖6 船舶機(jī)艙三維布局知識(shí)推理結(jié)果Fig.6 Knowledge reasoning results of 3D layout of ship engine room

4.2 CATIA軟件知識(shí)推理專家校驗(yàn)

在CATIA軟件知識(shí)工程模塊中，用戶可以檢查編輯器來(lái)創(chuàng)建檢查規(guī)則，用于檢查允許指定的某些信息的有效性，如果不滿足相關(guān)的檢查條件，那么會(huì)給出一個(gè)信號(hào)，這個(gè)信號(hào)可以以彈出窗口或者警告信息的形式來(lái)體現(xiàn)，此功能在實(shí)際工程當(dāng)中非常有效.本文建立的校驗(yàn)系統(tǒng)主要有3條規(guī)則和要求.

(1) 船舶橫傾力矩.為了使船舶在航行和停泊期間保持正浮穩(wěn)性，保證船舶不發(fā)生傾覆，同時(shí)也為了保證各層平臺(tái)的強(qiáng)度，每層機(jī)艙甲板的設(shè)備布置完成后應(yīng)滿足船舶實(shí)際橫傾力矩小于船舶的傾覆力矩，且船舶實(shí)際橫傾力矩越小越好.查詢相關(guān)設(shè)計(jì)資料和利用相關(guān)穩(wěn)性公式計(jì)算可以得到，在多用途船舶最大橫傾角度為30° 時(shí)，該船舶的復(fù)原力矩M約為 34 500 N·m，因此船舶橫傾力矩公式為

(1)

式中：f1為船舶橫傾力矩函數(shù)；g為重力加速度.

(2) 設(shè)備間、設(shè)備與艙壁之間干涉檢查.設(shè)備間不互相干涉說(shuō)明設(shè)備坐標(biāo)之間的距離要大于兩設(shè)備大小的半寬之和或半長(zhǎng)之和.此處的半寬或半長(zhǎng)是指已經(jīng)增加了虛擬面積之后的長(zhǎng)度值.除此之外設(shè)備間或者設(shè)備與艙壁之間互不干涉也可以在CATIA軟件知識(shí)工程當(dāng)中進(jìn)行設(shè)置碰撞校驗(yàn)設(shè)置：

(2)

式中：f2為干涉檢查函數(shù)；A、B分別為設(shè)備增加虛擬面積之后的長(zhǎng)度和寬度；α、β代表進(jìn)行干涉檢查的兩個(gè)設(shè)備.

在CATIA軟件知識(shí)工程模塊中可以直接采用碰撞校驗(yàn)功能，選擇分析功能中的檢查碰撞，類型選擇在所有部件之間，點(diǎn)擊確定并且應(yīng)用即可查看所有設(shè)備之間的碰撞情況.最終，在碰撞矩陣當(dāng)中發(fā)現(xiàn)所有設(shè)備均無(wú)碰撞現(xiàn)象.

(3) 設(shè)備到逃生口時(shí)間.船舶機(jī)艙在設(shè)計(jì)的時(shí)候會(huì)設(shè)置若干個(gè)供船舶輪機(jī)人員逃生的出口，一旦在機(jī)艙遇到緊急狀況，所在機(jī)艙人員需要迅速到達(dá)預(yù)定的逃生出口，保證人員的生命安全.根據(jù)資料設(shè)定人在機(jī)艙內(nèi)的逃生速度v=1 200 mm/s，多用途船逃生出口設(shè)有兩處，位置分別為P1(34 000, 5 000) mm，P2(34 000，-5 000) mm.參考相關(guān)規(guī)范，設(shè)定所有設(shè)備到其中任意一個(gè)逃生出口的時(shí)間不能大于30 s，校驗(yàn)公式如下所示.

(3)

式中：f3為設(shè)備到逃生口的時(shí)間函數(shù)；E為任意一個(gè)設(shè)備的坐標(biāo)；P為逃生口坐標(biāo).

系統(tǒng)經(jīng)過(guò)判斷之后會(huì)進(jìn)行反饋，如果符合規(guī)則系統(tǒng)會(huì)在左側(cè)特征樹當(dāng)中會(huì)出現(xiàn)綠燈；如果不符合規(guī)則系統(tǒng)會(huì)在特征樹當(dāng)中出現(xiàn)紅燈，并且彈出警告語(yǔ)句.如某設(shè)備的逃生時(shí)間不滿足要求，該檢查就會(huì)變?yōu)榧t燈，同時(shí)彈出如圖7所示的警告.

圖7 檢查錯(cuò)誤信息Fig.7 Message of error checking

通過(guò)上述專家規(guī)則的校驗(yàn)，所有規(guī)則檢查都顯示為綠燈，可以判斷出所生成的機(jī)艙設(shè)備布局滿足專家經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)規(guī)范要求.通過(guò)建立的船舶機(jī)艙設(shè)備分類規(guī)則和設(shè)備虛擬面積增加規(guī)則，在有效提高機(jī)艙設(shè)備知識(shí)獲取和表示效率的基礎(chǔ)上，運(yùn)用CATIA知識(shí)工程模塊完成知識(shí)導(dǎo)入，建立各自函數(shù)關(guān)系，完成了機(jī)艙三維布局的知識(shí)推理，獲得布局設(shè)計(jì)方案.最后建立多條專家規(guī)則，實(shí)施并通過(guò)專家校驗(yàn)，驗(yàn)證了所生成機(jī)艙設(shè)備布局方案的可行性和合理性.

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)基于知識(shí)工程的船舶機(jī)艙設(shè)備三維布局設(shè)計(jì)方法對(duì)一艘多用途船舶進(jìn)行了實(shí)際機(jī)艙布局設(shè)計(jì)研究.首先，針對(duì)船舶機(jī)艙設(shè)備布局的相關(guān)知識(shí)做了全面的知識(shí)獲取工作，匯總成為設(shè)備知識(shí)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，創(chuàng)建了一套設(shè)備分類規(guī)則，為每個(gè)設(shè)備賦予兩套權(quán)重，通過(guò)計(jì)算得到設(shè)備布局順序.其次，通過(guò)產(chǎn)生式表達(dá)法和面向?qū)ο蟊磉_(dá)法對(duì)上述知識(shí)進(jìn)行了表示，建立了機(jī)艙設(shè)備知識(shí)產(chǎn)生方式，為每一個(gè)設(shè)備都設(shè)定產(chǎn)生規(guī)則.隨后，提出了虛擬面積的概念，創(chuàng)建了一套機(jī)艙設(shè)備虛擬面積增加規(guī)則，為每個(gè)設(shè)備都增加了操作維護(hù)空間，并利用CATIA知識(shí)工程模塊完成了船舶機(jī)艙的知識(shí)推理和方案三維表達(dá).最后，創(chuàng)建了船舶機(jī)艙設(shè)備布局知識(shí)檢查功能，完成了專家校驗(yàn)，結(jié)果符合預(yù)期，驗(yàn)證了知識(shí)工程思想在船舶機(jī)艙三維布局設(shè)計(jì)中的可行性和有效性.