AI在船舶与海洋结构物设计制造中的应用

20XX/XX/XXAI在船舶与海洋结构物设计制造中的应用汇报人:XXXCONTENTS目录01

课程引入02

AI技术主要落地场景03

典型行业应用案例04

行业未来发展趋势05

课程学习拓展方向课程引入01全球航运业智能化转型浪潮全球航运巨头马士基已推出无人集装箱船试点，倒逼船舶设计制造向智能化、无人化方向升级。海洋工程装备高端化需求增长我国深海油气开发项目增多，对超深水钻井平台等高端海洋结构物的智能设计制造需求迫切。船舶制造行业降本增效诉求国内船厂借助AI优化船体结构设计，如沪东中华通过AI算法使船体重型部件减重超5%。行业发展背景介绍课程内容与目标说明AI船舶结构优化设计模块讲解聚焦拓扑优化技术，结合MSCNastran案例，掌握AI优化船舶结构减重提效的方法AI海洋结构物智能制造教学引入大连船舶重工智能船厂案例，学习AI驱动的焊接、装配自动化流程AI船舶性能精准预测实训依托CFD仿真数据，训练AI模型实现船舶阻力、耐波性的快速精准预测AI技术主要落地场景02结构性能优化设计

船体抗风浪性能智能优化借助AI算法模拟极端海况，如马士基大型集装箱船通过该技术提升了抗风暴稳定性。

海洋平台承重结构轻量化优化AI分析应力分布，为中海油海上平台优化钢材使用，在保证强度的前提下降低了自重。

水下探测设备结构耐腐性优化AI结合腐蚀数据建模，为蛟龙号潜水器优化外壳涂层与结构，延长深海作业使用寿命。基于AI的阻力性能快速预测借助机器学习算法，输入船型参数可快速预报阻力，如商船设计中替代传统拖曳水池试验，提升效率。AI辅助耐波性精准模拟通过深度学习模型模拟复杂海况下船舶运动，像邮轮设计中优化减摇装置，保障航行稳定性。AI驱动操纵性智能评估利用神经网络分析水动力数据，对船舶转向、制动性能评估，例如科考船设计中优化操控系统。水动力性能预报建造工艺规划调度分段焊接工序智能排程借助AI分析分段焊接的工艺参数，像沪东中华造船就用其优化工序顺序，缩短约15%的焊接周期。借助AI分析分段焊接的工艺参数，沪东中华造船用其优化工序顺序，有效缩短了约15%的焊接生产周期。船坞搭载流程动态调度AI实时采集船坞设备、人员数据，外高桥造船通过它动态调整搭载流程，提升坞内作业效率20%左右。AI实时采集船坞设备、人员数据，外高桥造船通过它动态调整搭载流程，有效提升坞内作业效率约20%。涂装作业智能规划AI结合海洋环境、涂料特性制定涂装方案，广船国际依托它优化涂装工序，降低约10%的涂料损耗。AI结合海洋环境、涂料特性制定涂装方案，广船国际依托它优化涂装工序，有效降低约10%的涂料损耗。结构缺陷无损检测

AI辅助超声检测船舶焊缝缺陷借助AI算法分析超声回波数据，可精准识别船舶焊缝中的裂纹、气孔，像中远海运已采用该技术提升检测效率。

AI驱动红外热成像检测海洋平台腐蚀利用AI对红外热成像图像进行智能分析，能快速定位海洋平台钢结构的腐蚀区域，保障平台运行安全。

AI赋能磁粉检测船体表面缺陷AI可自动识别磁粉检测图像中的细微裂纹、变形，替代人工肉眼判断，大幅降低漏检率，被江南造船广泛应用。建造质量智能管控

焊缝缺陷智能检测借助AI图像识别技术，可实时识别船舶焊缝裂纹、气孔等缺陷，如沪东中华造船已应用该技术提升检测精度。

构件装配精度智能校验AI通过三维扫描数据比对，精准校验船舶构件装配偏差，江南造船用此技术降低装配返工率。

涂装质量智能监控AI监控系统可实时追踪船舶涂装厚度、均匀度，中远海运重工依托该技术保障涂装防腐效果。典型行业应用案例03大型集装箱船结构设计

AI辅助船体轻量化优化借助AI算法对船体结构拓扑优化，像马士基E级集装箱船，减重超5%，大幅降低运营油耗。

AI驱动结构疲劳寿命预测通过AI分析海量航行数据，精准预判船体关键部位疲劳损耗，为中远海运集装箱船定制维保方案。

AI模拟极端海况受力测试利用AI构建高精度海况模型，模拟极端工况下船体受力，保障地中海航运超大型集装箱船结构安全。半潜平台水动力分析

基于AI的波载荷精准预测借助机器学习算法，可快速模拟不同海况下的波载荷，如“蓝鲸1号”曾用此优化平台结构设计。

AI辅助系泊系统动态响应分析通过AI模型仿真系泊系统受力，能提前预判极端海况下的风险，保障“深海一号”平台的作业安全。

半潜平台运动姿态智能仿真利用AI强化学习优化仿真流程，精准模拟平台在复杂海流中的姿态，为“勘探三号”升级提供数据支撑。基于AI算法的分段优先级动态调整借助机器学习分析历史数据，像沪东中华造船就靠此实时调整分段建造优先级，提升交付效率。AI驱动的设备与人员最优调度利用AI匹配分段建造需求与设备、人员能力，江南造船通过该模式减少了资源闲置时间。智能排产系统的异常预警与应对AI实时监控排产执行状态，提前识别延误风险，外高桥造船借此多次避免了工期延误问题。分段建造智能排产应用焊缝缺陷AI识别应用

大型集装箱船焊缝缺陷实时检测沪东中华造船采用AI识别系统，可在焊接过程中实时检测裂纹、气孔等缺陷，检测准确率超98%。

深海钻井平台焊缝后期复检中国海油借助AI识别技术对钻井平台焊缝进行批量复检，效率较人工提升6倍以上，漏检率大幅降低。

液化天然气船焊缝缺陷分类预警江南造船运用AI模型对LNG船焊缝缺陷精准分类，及时发出预警，保障船体焊接质量与航行安全。行业未来发展趋势04AI与数字孪生融合应用

全生命周期虚拟仿真依托AI与数字孪生，对船舶从设计到拆解全流程仿真，如江南造船以此优化大型邮轮建造方案。

实时运维智能管控通过AI驱动数字孪生模型，实时监测船舶运行状态，像中远海运就用其提升远洋货轮运维效率。

极端环境预演验证利用AI与数字孪生模拟海洋极端工况，提前验证船舶结构稳定性，为极地科考船研发提供支撑。船舶航行场景专属大模型应用研发适配复杂海洋环境的大模型，如助力商船规避极端海况，已在中远海运部分船舶试点。海洋结构物建造场景大模型落地推出覆盖焊接、吊装等工序的大模型，像中国海工用其提升半潜式平台建造精度。海洋科考场景大模型开发打造适配深海探测的大模型，可辅助“蛟龙号”优化探测路线，提升科考数据采集效率。多场景大模型研发落地设计制造全流程智能化智能设计方案自动生成依托AI算法，输入船舶参数即可生成多套优化设计方案，如中船重工已试用该技术提速研发。智能制造环节实时调控AI传感器实时监测船舶制造数据，自动调整设备参数，像沪东中华造船厂已实现焊接工序智能管控。全流程数据互联互通共享搭建AI驱动的信息平台，打通设计、制造、质检数据链路，实现各环节无缝对接高效协同。课程学习拓展方向05推荐实践学习资源

船舶AI设计开源数据集平台可利用ShipNet、MARINEAIData