减轻船舶空船重量的全面优化设计

陆 洪 度

（上海佳豪船舶工程设计股份有限公司，上海 201612）

0 引 言

减轻船舶空船重量已倡导多年，但未达设计要求的事例，时有发生，主要原因是船舶优化设计的广度和深度不够。诚然，船体结构重量占据船舶空船重量的较大部分，结构的优化设计对减轻船舶空船重量具有举足轻重的作用，但船舶设计是一个系统工程，需要总体、舾装、结构、甲板机械、轮机、电气等多个专业的密切配合，这些专业的优化设计也涉及到空船重量的减轻。因此，只有坚持全面优化设计，才能有效减轻船舶空船重量。

1 主尺度

与船舶空船重量关系最大的是船舶主尺度，尤其是船长。民用船舶的基本剖面模数以及波浪弯矩均与船长的平方成比例。因此，船长直接关系到船体钢材消耗量即空船重量。船舶的其他主尺度，如型宽、型深等，对船舶的空船重量也有负面影响。显然，较小的船舶主尺度能有效降低船舶空船重量。

船舶基本性能的满足和提高是以主尺度为依托的。例如型深的大小和舱容、干舷、稳性、总强度等有关，满足船舶最小干舷的型深其稳性不一定合格，因其大倾角时船舶的回复力矩较小；再如船长也和大倾角稳性有关。增加船长不会如增加型深那样提高船舶重心高度，从而影响稳性。而是重心高度不变，船舶排水量加大，即大倾角时船舶回复力矩加大，从而改善大倾角稳性。在设计中，满足总布置的较小船长，在型深较小的情况下，其大倾角稳性不富裕甚至不合格便是此缘故。因此，减轻船舶空船重量，并非一味地追求小主尺度，而是选取合理的主尺度、优化的主尺度。

船舶主尺度的选取又与总布置密切相关，优化的总布置能减小船的主尺度。如布置合理、紧凑，能缩短船长；舱室布置合理，能有效改善船舶稳性，减小船宽等。因此，船的主尺度应以优化的总布置为基础，否则，所选主尺度不是经济型尺度。

近年来，基于对已建船舶的主尺度多元回归分析所产生的主尺度软件包[1]、船型设计与航速预报应用服务系统[2]、正交法主尺度优化[3]等软件及方法的应用有助于船舶设计师对新设计船的主尺度进行选取和控制，易于实现主尺度的优化。

设计之初，先确定主尺度，绘制中纵剖面线型，初步确定艏楼、艉楼长度、高度及干舷船长，初估设计船的方形系数等。在取得了这些数据后，便可按载重线规范，对设计船的干舷进步初步计算。按此获得的“最小干舷”，再稍放余量，就较正确。较之参考型船的干舷，确定设计船的干舷，要可靠得多，可避免干舷不合格的设计大错或干舷太富裕的弊病。

2 总体造型

船舶的总体造型不仅是一个美学问题，也涉及到船舶的性能及空船重量的控制问题。

2.1 艉楼

对海洋运输船舶而言，艉楼的设置不是强制性的，视需要而定。因艉楼包容了艉部上甲板的整个面积，易于在艉部上甲板布置舱室；同时艉楼的设置又加大了船舶大倾角倾斜时的排水量，从而加大了大倾角倾斜时的船舶回复力矩，改善了船舶大倾角的稳性，也进一步改善了船舶的破舱稳性。只要船舶有较好的完整稳性，才会有合格的破舱稳性。但艉楼的设置一定程度上增加了船舶的空船重量，同时，艉系泊设备布置在艉楼甲板上，船员上下不甚方便。因此，对不设艉楼的船舶破舱稳性不成问题时，可不设艉楼，仅设甲板室。

2.2 艏楼

各国规范对海船船首甲板高度均有要求，大多数船舶用设置艏楼或增大脊弧的办法解决。IACS（国际船级社协会）要求所有的散货船、油船及其兼用船均应设置艏楼，并对艏楼的位置、高度及长度作了明确的规定。国际载重线公约1989年修正案对船首高度的计算公式进行了修改，并要求所有B型船舶艏部应有足够的储备浮力。规定了从艏垂线以后0.15船长（干舷船长）范围内夏季载重线以上船体及艏楼的侧投影面积应不小于修正案的要求。这里所说的侧投影面积不仅和干舷有关，也和艏楼有关，艏楼的设置显然有利于上述要求的实现，也有利于干舷的减少。

艏楼的设置对驾驶室可视范围是有影响的。SOLAS公约（国际海上人命安全公约）要求从驾驶位置上所见的海面视域，在所有吃水、纵倾和甲板货状况下，自船首前方至任何一舷 10°范围，均不应有两个船身以上的长度或 500m（取其小者）遮挡；巴拿马运河管理委员会对通过巴拿马运河的船舶规定在压载航行时，从指挥位置的海面视域自船首前方不应有大于1.5倍船长的遮挡。因此，过巴拿马运河的船舶既要满足SOLAS公约的要求，又要满足巴拿马运河的要求。

艏楼的设置同时也影响船舶空船重量。因此，艏楼的长度及高度在满足上述要求下，取较小值为宜，长度通常不小于干舷船长的7%，以防干舷有所折减。

2.3 甲板室层数及层高

甲板室层数也涉及到空船重量，甲板室层数在满足总布置及驾驶室可视范围要求下，取较少层数为宜。装潢后层高一般不低于2.0～2.1m。

3 总布置

总布置优化时，布置合理、紧凑、兼并同类舱室等均能降低空船重量。

国内批量建造的23000dwt双舷侧散货船货舱数量一度为5个，包括艉楼及艉楼上甲板室总层数为6层。有的船东要求：不设艉楼，上甲板以上甲板室总层数为5层；货舱总长度不变，货舱数减为4个。这种创新的设计理念需要论证。甲板室减少一层，总体造型及布置尚可。驾驶室位置降低，驾驶室纵向可视范围受到妨碍。经测算，能满足SOLAS公约对驾驶室可视范围的要求，但不能满足巴拿马运河管理局有关可视范围的要求，这可从调整艏楼高度和将艏楼舷墙改为栏杆等措施解决。5个货舱减为4个货舱主要涉及破舱稳性问题，经计算：不设艉楼，5个货舱减为4个货舱，完整稳性尚可，破舱稳性不合格；如保留艉楼，完整稳性和破舱稳性均满足要求。因此，最终的优化方案便是保留艉楼，上甲板以上艉楼及甲板室总层数为5层，货舱数为4个。如此优化，减少了1层甲板室、1道横舱壁及相关的货舱梯、货舱小舱口盖、货舱盖附件等舾装设施，同时也有益于装卸货的管理。

4 型线

4.1 艏艉上甲板边线半宽

艏艉上甲板边线半宽由诸多因素决定，如布置；为减少甲板上浪，艏部外板的外飘要求及整个甲板边线的美观问题。一般满足布置即可，不宜过于丰满，艏艉甲板边线过于丰满，有损美观，同时也增加了甲板、外板的重量，尤其是艏部，外飘加大，抵抗波浪拍击的外板重量也随之增加。

4.2 上甲板梁拱

露天上甲板通常设有梁拱，以利上甲板向舷侧排水，但若在艉楼或甲板室内仍有梁拱，则对船员日常行动带来诸多不便，尤其是大船。此外，船中与舷侧的甲板高度差很大，如采用甲板敷料加以填平或其他结构补救措施均将耗去大量材料，甲板重量增加很多。故露天上甲板应设计有梁拱，而在上层建筑或甲板室内则无梁拱或小梁拱。

5 结构

5.1 静水弯矩和剪力

对于船级社规定要进行总纵强度校核的船舶，静水弯矩和剪力的确定十分重要，因它是总强度校核的基本数据。在设计初期，固然可采用近似法予以估算，但估算有风险。可靠的办法是对设计船作必要的前期研究，建立电算设计静水弯矩和剪力所必需的资料：总布置图、型线图、空船重量分布资料、装载手册等。

某一装载工况、某一剖面船体总纵弯矩和剪力的求取应将设计静水弯矩、剪力与波浪弯矩、剪力分别叠加。对于波浪弯矩和剪力的计算，各船级社普遍采用IACS统一的波浪弯矩和剪力的计算公式。对具有甲板大开口的船舶还应校核弯扭组合的总纵强度。

按上述总纵弯矩和剪力进行设计船总纵强度的校核，既满足强度要求，又不会使中横剖面图的纵向构件尺寸过于富裕，达到有效降低建造成本和减轻空船重量的目的。

5.2 结构形式

船体结构形式经优化后具有重量轻、强度好（包括总强度及局部强度）、便于建造的优点，反映在中横剖面图上，采用的纵向构件尽可能小，舯剖面模数较大，且结构工艺性好。

以近年来推广的双舷侧散货船为例，因其安全性较好，150m以上的散货船较多采用。这种船型的货舱开口边线以外的顶边舱及货舱区双层底均采用纵骨架式结构，实船建造中，顶边舱下的双舷侧结构有采用横骨架式的，也有采用纵骨架式的。

采用横骨架式的双舷侧结构重量要大于纵骨架式的双舷侧结构，其原因如下：

1) 甲板货舱开口（有的甚至是大开口）及横骨架式的双舷侧结构使货舱区横剖面上部参与总纵弯曲的纵向构件偏少，为降低横剖面上部的总纵应力，双舷侧的外板及内纵壁往往较厚。

2) 规范要求，船长≥90m的船舶，受船体梁弯曲和剪切应力的板格及纵向构件，应作屈曲强度校核。横骨架式双舷侧的外板及内纵壁结构因其纵向构件较少，屈曲强度很可能满足不了要求，只能通过增设短纵骨或增大板厚来满足规范的要求，从而增加了双舷侧的重量。

3) 对国内航行散货船而言，规范对横骨架式及纵骨架式的舷侧外板的要求是不同的，设计的结果往往是横骨架式的舷侧外板厚度要高于纵骨架式的舷侧外板。

因此，双舷侧散货船顶边舱下的上部双舷侧结构宜采用纵骨架式，双舷侧下部可采用横骨架式结构。这种混合式结构除了使双舷侧上部有较好的纵向强度外，双舷侧下部的舭部有较好的结构工艺性，避免舭部纵骨装配之忌的扭曲。

5.3 有限元分析与结构

5.3.1 船体结构优化

局部结构和舱段结构的有限元分析及对新船型、超尺度比、超大尺度船舶或有特殊要求的船舶需要进行全船结构的有限元分析。结构的有限元分析为结构设计提供了近似的数值解法，便于强度的检查和结构的优化。对于强度不足的构件需要调整构件尺寸或结构优化来满足强度要求；对于强度过于富裕的结构同样需要作构件的折减，以提高结构的经济性。前者做得较好，后者则欠佳。往往结构强度过于富裕，并未再进行必要的构件折减，有限元分析的作用仅发挥了一半。

5.3.2 设备底座的甲板下加强

主机基座的反面加强可通过底座下内底板的加厚及基座下增设双层底旁桁材等措施解决。辅机、锚泊、系泊、拖带、甲板起重机等设备也需作承载甲板的结构加强并需送审。现时反面加强一般辅以有限元计算，对加强结构作力的定量分析，使加强结构既满足强度要求，又可避免构件尺寸过于富裕。

甲板起重机的甲板加强结构是典型的，借助于结构有限元分析，现时甲板起重机的甲板加强已很少延伸到舱底，有的将甲板起重机基座延伸到货舱横舱壁的上凳，上凳内结构相应加强。

对甲板双起重机（旋转平台上有2台单起重机），平台下的柱体基座远较单起重机为大。对其的甲板下反面加强切莫采用以相同的直径、同样的板厚、同样材料的筒体延伸到舱底。这样加强不仅多用不少钢材且占据货舱宝贵的舱容，优化的做法是仅在甲板下一段距离内作加强，当然，对这种加强须作结构的有限元分析。

5.4 上层建筑及甲板室

上层建筑和甲板室通常为船员的起居和服务处所，其结构的优化应结合舱室的耐火分隔。由于B级及C级耐火分隔仅为不可燃材料，不包含有钢质或其他等效材料制成的舱壁。 A-0级及以上的A级分隔包含有钢质或其他等效材料制成的舱壁及耐火隔热材料。如此，B级及C级耐火分隔重量远低于A级耐火分隔。对于舾装的防火区域划分图仅要求B级或C级耐火分隔的舱壁，应不设钢质舱壁，仅设B、C级耐火分隔舱壁。

5.5 主机基座设计

CCS（中国船级社）《国内海船建造规范》（2006）及《钢质海船入级规范》（2009）均对主机基座设计有明确规定：“主机基座纵桁应与底部旁桁材设在同一平面内，如无法办到，则应在机座纵桁下，设置与旁桁材同厚的局部桁材。在个别情况下，局部桁材可仅为与内底及肋板焊接的半高桁材。”可见主机基座为坐落于内底板上的相对独立的钢结构。

现出现一种整体式主机基座，即主机基座纵桁与内底下的双层底纵桁为一个构件。这种设计避免了机座纵桁与双层底旁桁材安装错位的弊端，但存有如下缺点：

1) 重量增加较多。规范对主机座纵桁腹板板厚要求远高于双层底旁桁材，原本属于双层底的旁桁材现采用主机座纵桁的板厚及邻近主机座纵桁的旁桁材因此适当加厚，导致机座重量增加较多。双机、双桨的5000kW拖轮如采用这种形式的主机基座，重量将增加3.5t。

2) 装焊工艺复杂，不利于基座的预舾装。双层底上面的基座只要划线、安装正确，不存在安装错位的问题。当然对主机下端的油底壳低于或贴近内底板的情况，主机基座采用整体式结构是必须的，则另当别论。

5.6 型材选用及T型材

5.6.1 型材选用

通过分析比较，同样剖面模数的球扁钢、扁钢的横截面积要低于不等边角钢。因此结构设计中，横梁、肋骨、纵骨、扶强材等次要构件采用球扁钢、扁钢能有效降低次要构件的重量，集装箱船大部分纵骨采用球扁钢或扁钢。不等边不等厚角钢力学性能较好，通常尺寸较大，在超大型集装箱船中采用较多[4]，当然，不等边不等厚角钢的市场价格相对较高。

5.6.2 T型材优化

理论研究证明：对T型材用增加腹板高度以增加剖面模数比用增加面板面积来增加剖面模数的效果更为显著。如果腹板的厚度允许减小，增加腹板高度而不增加腹板面积来增加剖面模数的做法是比较经济的。因为在不提高结构材料成本的情况下，能较大地提高结构的强度功能，从而提高它的使用价值[5]。这便是T型材优化的理论基础。

在实际设计中，有的T型材的剖面模数较规范要求的剖面模数大了许多，强度过于富裕；有的T型材的设计有悖上述优化原则，不经济。因此，有必要对T型材优化，使所设计T型材有较小的面积，而剖面模数是较大的。

5.7 结构设计负荷

结构设计负荷有两种，一种是规范明文规定的，如各层甲板计算压头等；另一种是设计所拟定的，如货舱内底平均负荷、货舱盖负荷等。有的散货船兼运原木，不仅在货舱内装运原木，还在上甲板及舱盖上也装运原木；有的货船（散货船、杂货船、多用途货船等）货舱内装运钢板卷，需注明钢板卷的主要参数：单个钢板卷的重量、直径及长度、装运几层等；有的多用途货船货舱内设吊离式或翻滚式活动二甲板，需注明活动二甲板的甲板负荷；对集装箱船需注明货舱内、甲板上及舱盖上集装箱堆重。这些数据不仅为结构设计所需，也为船级社、舱口盖及集装箱绑扎件厂家所需。

对于设计拟定的负荷需论证其合理性，负荷过高或过低都是有害的，过高是不必要的，并将导致结构重量加大。如散货船、杂货船、多用途货船等货舱在考虑了载货量及隔舱装载后再确定内底平均负荷，如盲目加大，则将使货舱双层底重量加大许多。

5.8 删除冗余构件及其他

优秀的结构设计应是每一个构件均有其作用，不应存有多余无用结构。但设计中不乏多余结构、多余构件，举例如下：

1) 机器处所通常在船底板或内底板（有的机舱为双层底）上方一定高度处铺设花钢板，花钢板下铺设管系。船员的正常活动位于花钢板上或花钢板以上各层甲板或平台上。因此，机舱逃口围蔽结构的下部不必延伸到船底板或内底板上，即机舱逃口的底部应与机舱花钢板同高。机舱花钢板以下的逃口围蔽结构便是多余的，不仅多用围壁钢材还多用直梯、逃口耐火分隔等舾装材料。

2) 室内斜梯斜板和斜板上踏步均是与舱壁相焊接的。由斜梯斜板和踏步组成的板架，能承受人员通过的负荷，强度是足够的，在斜梯斜板背面再加一根扶强材作板架加强，是没有必要的。

3) 纵骨及纵桁等构件穿越无水密及 A级防火分隔要求的舱壁，切口均采用水密补板。不仅多用钢材且焊接工作量增加不少。

4) 纵舱壁终止于横舱壁或横舱壁终止于纵舱壁，分别在交会处横舱壁或纵舱壁背面另加一根垂向扶强材。

5) 横梁穿越纵桁或纵骨穿越强横梁，一般为隔4个肋距或4个纵骨间距设强构件面板防倾肘板，设计中，纵桁或强横梁的面板防倾肘板过于密集。

6) 上层建筑或甲板室内的构件穿越舱壁时，仍采用适用主船体的切口及补板，未采用适用上层建筑和甲板室的镶嵌型切口。上层建筑和甲板室的镶嵌型切口可免去A级耐火分隔所需要的切口水密补板，使材料和焊接工作量大为减少。

7) 防火区域划分图明确为B、C级耐火分隔的舱壁仍采用钢质舱壁。

8) 艏楼甲板下的支柱有效地支撑艏楼甲板负荷，强肋骨可认为是舷侧甲板的支撑构件，在满足支撑强度要求的情况下，靠近强肋骨的支柱便是多余的。

9) 《国内航行海船建造规范》（2006）对双层底实肋板开孔高度有明确规定：开孔的高度应不大于该处双层底高度的50%,否则应予加强。而CSR（散货船结构共同规范）对实肋板的开孔高度没有明确规定[6]，但在实际设计中，遵循上述开孔原则，不仅能确保开孔实肋板的强度，同时，对设计也是有益的。否则，没有一个标准，开孔忽大忽小，对减轻实肋板重量及确保开孔实肋板的强度均是不利的。此原则对散货船底边舱实肋板的开孔也可参照应用。

6 舾装设计

舾装设计内容丰富、涉及面广，优化设计，减轻舾装工程重量的潜力很大，略举数例如下。

6.1 采用标准件

舾装设计中普遍出现的一种倾向是擅自提高舾装标准件的使用级别。如国内船用钢质风雨密门（GB/T 3477-96）A、B、C、D四个级别和门所处位置（甲板室层数、前端壁还是侧壁或后端壁）有关[5]。

现实际的应用情况是没有严格按标准要求选取，较多的情况是不考虑前端壁和侧壁、后端壁的差别，仅以风雨密门所处的甲板层数来确定级别。如第一层甲板室均采用A级门，第二层甲板室均采用B级门，第三层甲板室均采用C级门等。如此，第一层、第二层、第三层甲板室的前端壁的风雨密门的级别符合标准要求，但它们的侧壁及后端壁风雨密门的级别均要比标准高一级。级别越高，重量越重。舷窗也有类似情况。该用中型舷窗的却用了重型舷窗，该用轻型舷窗的用了中型舷窗。

6.2 舱室拦水扁铁

舱室空调系统的设置有效地调节了舱室的温度。但在室外温度较低时，舱室外围壁的室内一面会出现空气冷凝水。为收集、排放这些冷凝水，需要在舱室内的甲板上，沿外围壁设置拦水扁铁，并将拦水扁铁内聚集的冷凝水排放掉。

一般有两种排放办法，一种是在拦水扁铁内的甲板上开设甲板流水孔，并在流水孔下配置落水斗、水管等附件，将冷凝水排放至预定的处所。这种设计对舱室外围壁不能开设流水孔的舱室（如拖推轮主甲板下或艏楼甲板下的船员舱室）是必须的，但对甲板室舱室这种设计未免繁琐。实际的做法是在甲板室的外围壁下缘（与甲板交接处）开设半圆形流水孔（约 R15），拦水扁铁内冷凝水通过此流水孔直接流淌到舱室外的露天甲板上，途经甲板落水斗，排至舷外。因此冷凝水数量甚少，不会对船员的日常行动带来不便和危害。在稳性计算中，此流水孔也不作为进水点，对稳性没有影响。

6.3 货舱梯

货舱的两端应设置梯子，并尽可能对角布置。驶往澳大利亚的国际航行货船货舱梯（直梯、斜梯、梯间平台）需满足AMSA（澳大利亚海事安全局）的有关规定（见表1）。

表1 澳大利亚货舱梯配置

澳大利亚货舱梯的一端按上表配置，另一端可用直梯组合，只是直梯长度不要超过6m，梯间设平台。由于澳大利亚货舱梯兼顾安全性及方便性、且配置简单，节省钢材，是货舱梯的优化设计，因此，在国际航行货船上应用较多，可供国内航行货船货舱梯参考。

6.4 船体阴极保护

钢质海船和海洋工程的船体阴极保护有两种，即牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护。外加电流阴极保护牺牲的阳极是数量极少的惰性阳极而使整个保护系统的重量大为减轻。目前已广泛使用于水线下船体外板、海水箱、裸露的尾轴、螺旋桨、舵等。压载水舱内因电缆不便浸泡于海水中，而仍用牺牲阳极阴极保护。组合使用这两种保护法的整个保护装置的重量可比单一使用牺牲阳极阴极保护的重量减轻50%以上。因此，船舶和海洋工程的阴极保护应优先采用牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护的组合保护法。

6.5 拖曳设备

各种非自航海洋工程作业船舶、驳船等的调遣需要设计拖曳设备并作《拖曳设备强度计算书》。该计算书需满足ZC1999年《海上拖航法定检验技术规则》及CCS 1997年《海上拖航指南》的规定。计算书中涉及的主拖缆和备用主拖缆的最小破断负荷是按拖船系柱拖力Fi由表2决定[7]。

表2 主拖缆和备用主拖缆的最小破断负荷

由主拖缆和备用主拖缆的破断负荷确定其他拖带设备的构件尺寸。因此，拖船的系柱拖力是设计拖曳设备的基本参数，拖船系柱拖力的恰当与否关系到拖曳设备的安全及设计的优化。如拖船系柱拖力定得过低，将导致拖曳设备强度不足；反之，将导致拖曳设备强度过于富裕，拖曳设备过于笨重。

拖船的拖曳力应等于或大于海上拖航的总阻力，如此，需计算拖船及被拖船舶的航行总阻力。海上拖航的总阻力TR可按以下经验公式计算[8]：

式中：Rf——被拖船舶或被拖物的摩擦阻力，kN；

RB——被拖船舶或被拖物的剩余阻力，kN；

Rft——拖船的摩擦阻力，kN；

RBt——拖船的剩余阻力，kN。以上被拖船舶或被拖物的摩擦阻力及剩余阻力均有经验公式可计算，拖船的摩擦阻力及剩余阻力可依据拖船设计资料或有关经验公式计算。

拖船系柱拖力远大于海上拖航的总阻力，大约为海上拖航总阻力的1.3～1.5倍。用表2确定主拖缆和备用拖缆的最小破断负荷是偏于安全的，由此产生其他拖带设备的构件尺寸也是偏于安全的。

实际计算状况分析：

1) 拖船及海上拖航的总阻力基本上不算，仅计算被拖船舶或被拖物的总阻力（被拖船舶的摩擦阻力+剩余阻力）。

2) 拖船的系柱拖力由被拖船舶或被拖物的总阻力另放余量得到。

有些非自航船的《拖曳设备强度计算书》，仅少数船的计算拖船的系柱拖力与被拖船舶的航行总阻力之比为1.4～2.31，达到或基本上达到拖船系柱拖力大约为海上拖航的总阻力（包括被拖船舶阻力及拖船阻力）的1.3～1.5倍这一要求。大多数船选取的计算拖船系柱拖力值偏低，有的所取拖船的系柱拖力与被拖船舶的航行阻力几乎相等，两者之比仅为1.01或略大，这显然是不够的。

从受力分析来讲，被拖船舶的主拖缆或备用拖缆的破断拉力仅与被拖船舶的航行阻力有关，与拖船的航行阻力无关，与航行总阻力仅间接有关。鉴于这一状况，拖船计算系柱拖力的选取可直接与被拖船舶或被拖物的航行总阻力有关。上述的拖船系柱拖力大约为海上拖航的总阻力的1.3～1.5倍，扣除拖船的航行阻力，计算拖船的系柱拖力取不低于被拖船舶航行阻力的1.5倍，由此设计的拖曳设备是安全和优化的。

7 设备配置

设备配置的优化，不仅可使所设计的船具有较好的性能，也可降低建造成本，减轻空船重量。如国内曾批量建造的5800dwt/6000dwt双舷侧杂货船，该船尺度优化，总长小于100m；仅设2个货舱，突破了以往5000～6000dwt杂货船设置3个货舱的设计理念；货舱为大开口，适宜装运大件。该船技术先进性及经济性明显优于同类型船，深得船东青睐，国内多家船厂曾批量建造并出口。

该船起货设备的配置上存有两种意见：一种方案是每个货舱前后各布置一套25t单杆起重机，全船计4套单杆起重机；另一种方案为在两货舱间布置1台25t双杆起重机。船东误以为采用单杆起重机造价低于双杆起重机，首艘船在船东的干预下采用单杆起重机方案。实船建造证明：单杆起重机安装、调试周期长，操纵不方便、重量重、造价不低于双杆起重机。后续批量船便均采用1台双杆起重机，空船重量轻了，载重量也从5800t调整为6000t，给用户带来显著的经济效益。

当然，设备配置的优化不仅是起货设备，其他甲板机械、轮机、电气等设备也有一个优化配置问题。一般而言，先进的设备性能好，重量一般也较轻，对减轻船舶空船重量是有益的。当然，这涉及设备价格问题，实际使用时，由综合技术性、可靠性、价格等因素确定。

8 结 语

因船型众多及新船型的开发、船舶设计内容的浩瀚、船舶设计手段的差异，全面优化设计的举措远远不止这些。例如：船体适当采用高强度钢、锚链选用高强度钢、大抓力锚的选用，轮机、电气专业的优化设计等。

多学科全面优化设计的理念带来的不仅是船舶空船重量的减轻，同时也可提高船舶载重量及其他船舶性能的提升，低碳、环保的综合社会效益，是提高我国造船竞争力的一项举措。

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