Applications of Optimization in Early Stage Ship Design

Recent research at the University of Michigan developing and applying modern optimization methods to early ship design decision making is reviewed. These examples illustrate the use of fuzzy logic, genetic and evolutionary algorithms, and agent methods to solve complex multicriterion ship design problems. The first application optimizes an early stage hull form for both smooth water powering and seakeeping performance using an advanced evolutionary algorithm taking into consideration the change of vessel weight with the hull form variation. The second application supports the optimization of naval ship general arrangements using a new hybrid agent-genetic algorithm method and stochastic generation algorithm. The final example uses an evolutionary algorithm to establish the optimal commonality to use in two ship classes that are to share components and features in order to save overall fleet costs. These show how these advanced ship design methods can be used to aid early ship design decisions.Se presenta una revisión de recientes investigaciones realizadas en la Universidad de Michigan que desarrollan y aplican métodos modernos de optimización en la toma de decisiones en las primeras etapas del diseño de embarcaciones. Problemas complejos de optimización multicriterio en el diseño de buques son resueltos utilizando lógica difusa, algoritmos evolutivos y métodos de agentes. En la primera aplicación se optimiza la forma del casco en una etapa preliminar para optimizar tanto la potencia requerida en aguas tranquilas como el comportamiento en el mar usando un algoritmo evolutivo que considera el cambio en el peso del buque ocasionado por la variación en la forma del casco. La segunda aplicación utiliza un método híbrido agentes-genético y generación estocástica para soportar la optimización del arreglo general de unidades navales. Por último se utiliza un algoritmo evolutivo para optimizar la concordancia de componentes usados en dos clases de buques con el fin de reducir el costo global de la flota. Estos ejemplos muestran la ayuda que proporciona la utilización de métodos avanzados de diseño en la toma de decisiones durante las primeras etapas del diseño de buques