船舶機械システムの最適化のための線形および非線形プログラミング手法の比較分析

適切な機械システムの選択は、船の設計段階での主要な決定事項の一つです。しかし、この選択は、多様な選択肢の存在や設計段階の初期におけるデータの制限により困難になります。本論文では、船の設計プロセスの初期段階における意思決定を支援する最適化フレームワークを提示します。このフレームワークは、事前に定義された船の運用プロファイルに対して最適な機械構成のスクリーニングと選択を行うのに適しており、線形および非線形の最適化ルーチンの両方を含んでいます。線形および非線形アプローチの結果が比較され、それぞれのアプローチを適用するのに最も適した条件についての指標が提供されます。両方のアプローチは、ばら積み貨物船と小型クルーズ船の2つのケーススタディに対してテストされました。結果は、両方の最適化アプローチが機械システムの同じレイアウトに至るが、若干異なるユニットスケジューリングをもたらすことを示しています。これは、線形アプローチの使用が設計目的には適しているが、運用最適化にはあまり適していないことを示唆しています。さらに、この研究の発見は、船の機械システムを選定する際に燃料消費量とエンジンの体積のトレードオフを考慮すべきであることを示唆しています。