大型复杂异型结构吊装工艺方案优劣直接关系着船舶分段等中间产品施工安全性及完工质量。多年来，船舶分段吊装工艺设计工作一直存在“设计过程繁琐、效率不高”，“经验估算为主，经济性、可靠性不高”等问题。同时，在巨型总段造船法、平地造船法等新工法驱动下，船舶分段划分趋于大型化，中间产品结构趋于复杂，分段吊装的难度也随之增大。更为重要的是，由于近年来船厂吊装事故多发，船舶分段等异型钢结构吊装工艺安全性受到普遍关注。

日韩在相关设计手段的开发工作中处于国际领先地位，日本TechnoStar公司TSV BLS系统、韩国三铭公司OFA系统等相关专项技术已在造船企业取得应用。受限大型复杂异型结构吊装方案快速寻优、吊装工艺多体动力学仿真等吊装工艺设计自动化、智能化瓶颈难题，我国在相关技术领域差距较为明显，国外软件系统正逐步在国内形成技术和价格垄断。

基于以上背景，聚焦“船舶分段吊装工艺智能设计算法研究”及“国产自主吊装工艺设计软件开发”，实验室与大连船舶重工集团有限公司组成科研团队，依托国家自然科学基金等项目开展了联合技术攻关。

项目重点开展了船舶复杂异型结构吊装作业优化设计、多体系统运动建模、快速安全性评估等研究内容，突破了船舶分段吊装工艺吊点智能布置、吊装工艺多体系统运动学仿真、吊装工艺有限元多载荷/多工况单元库定制等关键技术，形成发明专利、软件著作权、学术论文等技术成果18项。2022-2023年，项目成果先后获得中国造船工程学会和大连市科技奖励。

项目技术创新点主要体现在：

1）大型复杂异型结构吊装作业多目标智能优化设计方法

基于大型复杂异型结构吊装主对象信息，提出包含均匀布置、斜拉角度、行车跨距、吊平面覆盖率等参数的模型定义方法。以结构应变能最小为目标，建立了典型吊装工艺设计中组合优化问题模型，提出了基于PSO算法的最优化问题求解策略。

2）基于SiPESC分析的大型复杂异型结构吊装工艺安全性评估技术

基于自主可控SiPESC分析平台，提出船体底板/外板、舱壁、肋板、纵桁、纵骨和加强筋等构件几何模型及网格自动创建方法，实现眼板有限元模型、吊绳有限元模型自动创建，实现吊装强度自动计算。

3）基于三维模型的大型复杂异型结构吊装工艺快速建模及仿真技术

建立了大型复杂异型结构吊装工艺仿真架构，对多源数据导入、吊装方案设计、力学分析、安全性评估、吊装工艺仿真等基本功能进行模块设计。运用面向对象程序语言、数值计算工具、基础物理引擎及底层图形库，开发了船体分段吊装可视化设计软件。

通过与国内外同类软件功能对比，本技术能够满足吊装工艺设计全流程需要，并率先实现适用不同船体异型结构的吊点智能布置。

自主开发的软件系统已在国内27个实船项目中取得应用，吊装工艺设计效率提升30%以上，显著节约造船工装原材料成本及切焊工时成本，实现同类技术国产自主可控。