Обзор развития теории проектирования судов и обсуждение перспектив создания цифровых проектных решений

В статье описывается ход развития теории и практики раннего проектирования судов за последние 50 лет, анализируются основные отечественные и зарубежные источники. Последовательно обсуждаются особенности аналитического, оптимизационного и системотехнического подходов к постановке и решению проектной задачи, рассматриваются применяемые при различных подходах прикладные инструменты. Выполняется сопоставительный анализ трех указанных подходов, делаются предположения о дальнейших путях развития теории и практики проектирования с использованием технологий искусственного интеллекта и цифрового дублирования. Анализируются причины некоторой инертности теории проектирования судов в современных российских условиях и определенной паузы в создании прикладных инструментов для концептуального проектного анализа. Делается вывод о возможности дальнейшего развития теории проектирования судов с применением современных информационных и программных технологий.

1. Пашин В.М. Еще раз о роли и задачах теории проектирования судов / В.М. Пашин // Судостроение. – 2012. – № 2. – С. 9 – 12.

2. Петров А.С. К 2027 году у судостроителей должна появиться российская САПР / А.С. Петров // Корабел.ру. – 2023. – № 3. – С. 112 – 121.

3. Гайкович А.И. Основы теории проектирования сложных технических систем / А.И. Гайкович. – СПб.: НИЦ «МОРИНТЕХ», 2001. – 432 с.

4. Ашик В.В. Проектирование судов / В.В. Ашик. – Л.: Судостроение, 1985. – 320 c.

5. Evans J.H. Basic design concepts / J.H. Evans // Journal of the American Society of Naval Engineers. – 1959. – Vol. 71, Issue 4. – Р. 671 – 678. – DOI 10.1111/j.1559-3584.1959.tb01836.x.

6. Краев В.И. Экономические обоснования при проектировании морских грузовых судов / В.И. Краев, О.К. Ступин, Э.Л. Лимонов. – Л.: Судостроение, 1973. – 296 с.

7. Ногид Л.М. Теория проектирования судов / Л.М. Ногид. – Л.: Судпромгиз, 1955. – 480 с.

8. Schneekluth H. Ship design for efficiency and economy. 2nd ed. / H. Schneekluth, V. Bertram. – Oxford; Boston: Butterworth-Heinemann, 1998. – 240 p.

9. Watson D.G.M. Practical ship design. Vol. 1 / D.G.M. Watson. – Amsterdam; New York: Elsevier, 1998. – 566 p.

10. Пашин В.М. Оптимизация судов / В.М. Пашин. – Л.: Судостроение, 1983. – 296 с.

11. Everett J.L. Optimization of a fleet of large tankers and bulkers: A linear programming approach / J.L. Everett, A.C. Hax, V.A. Lewinson, D. Nudds // Marine Technology SNAME. – 1972. – No. 9. – Р. 430 – 438. – DOI 10.5957/mt1.1972.9.4.430.

12. Краев В.И. Экономические обоснования при проектировании морских судов / В.И. Краев. – Л.: Судостроение, 1981. – 280 с.

13. Соколов В.П. Постановка задач экономического обоснования судов / В.П. Соколов. – Л.: Судостроение, 1987. – 164 с.

14. Гайкович А.И. Применение современных математических методов в проектировании судов: уч. пос. / А.И. Гайкович. – Л.: Изд-во ЛКИ, 1982. – 89 с.

15. Christiansen M. Chapter 4. Maritime transportation / M. Christiansen, K. Fagerholt, B. Nygreen, D. Ronen // Handbooks in Operations Research and Management Science / C. Barnhart, G. Laporte (eds.). – Elsevier, 2007. – Vol. 14. – P. 189 – 284. – DOI 10.1016/S0927-0507(06)14004-9.

16. Справочник по теории корабля: в 3 т. / под ред. Я.И. Войткунского. – Л.: Судостроение, 1985. – 764 с.

17. Holtrop J. A statistical re-analysis of resistance and propulsion data / J. Holtrop // International Shipbuilding Progress. – 1984. – Vol. 31. – P. 272 – 276.

18. Цой Л.Г. Формула для определения ледопроходимости и рекомендации по выбору формы обводов корпуса ледоколов и транспортных судов ледового плавания / Л.Г. Цой // Перспективные типы морских транспортных судов, их мореходные и ледовые качества: сб. науч. тр. ЦНИИМФ. – М.: Транспорт, 1990. – С. 141 – 144.

19. Богданов А.А. Современные методы построения и согласования теоретического чертежа корпуса судна с помощью ЭВМ / А.А. Богданов // Судостроение за рубежом. – 1972. – № 8. – С. 18 – 31.

20. Lackenby H. On the systematic geometrical variation of ship forms / H. Lackenby // Transactions of the Royal Institution of Naval Architects. – 1950. – Vol. 92. – P. 289 – 315.

21. Ковалев В.А. Новые методы автоматизации проектирования судовой поверхности / В.А. Ковалев. – Л.: Судостроение, 1982. – 212 с.

22. Piegl L. The NURBS Book. 2nd ed. / L. Piegl, W. Tiller. – New York: Springer-Verlag, 1997. – 646 p. – DOI 10.1007/978-3-642-59223-2.

23. Percival S. Hydrodynamic optimization of ship hull forms / S. Percival, D. Hendrix, F. Noblesse // Applied Ocean Research. – 2001. – Vol. 23, No. 6. – P. 337 – 355. – DOI 10.1016/S0141-1187(02)00002-0.

24. Kondratenko A.A. Existing technologies and scientific advancements to decarbonize shipping by retrofitting / A.A. Kondratenko, M. Zhang, S. Tavakoli, E. Altarriba et al. // Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2025. – Vol. 212. – P. 115430. – DOI 10.1016/j.rser.2025.115430.

25. Вайсфельд М. Объектно-ориентированное мышление / М. Вайсфельд. – СПб.: Питер, 2014. – 304 с.

26. Вашедченко А.Н. Автоматизированное проектирование судов: уч. пос. / А.Н. Вашедченко. – Л.: Судостроение, 1985. – 164 с.

27. Gaspar H.M. Handling complexity aspects in conceptual ship design / H.M. Gaspar, A.M. Ross, D.H. Rhodes, S.O. Erikstad // Proceedings of the 11th International Maritime Design Conference (IMDC-2012). Glasgow, UK, June 2012. – 14 p.

28. Andrews D.A. A comprehensive methodology for the design of ships (and other complex systems) / D.A. Andrews // Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. – 1998. – Vol. 454, No. 1998. – P. 187 – 211. – DOI 10.1098/rspa.1998.0154.

29. Пашин В.М. Роль науки в организации и становлении российского судостроения на современном этапе / В.М. Пашин // Судостроение. – 2007. – № 6 (775). – C. 3 – 6.

30. Papanikolaou A. Ship design in the era of digital transition / A. Papanikolaou, S. Harries, E. Boulougouris, S.O. Erikstad et al. // International Marine Design Conference (IMDC-2024). Amsterdam, Netherlands. June 2024. – 40 p. – DOI 10.59490/imdc.2024.784.

31. Волков В.В. Концепция объектно-ориентированного подхода к автоматизации исследовательского проектирования / В.В. Волков, С.А. Мешков, A.T. Норов // Программные продукты и системы. – 1996. – № 1. – C. 19 – 23.

32. Kujala P. Goal-based ship design towards safe and sustainable shipping in ice-covered waters / P. Kujala, M. Bergström, S. Hirdaris // Transportation Research Procedia. – 2023. – Vol. 72. – P. 3956 – 3963. – DOI 10.1016/j.trpro.2023.11.484.

33. Risk-based ship design: Methods, tools and applications/ A. Papanikolaou (ed.). – Springler, 2009. – 379 p. – DOI 10.1007/978-3-540-89042-3.

34. Егоров Г.В. Проектирование судов ограниченных районов плавания на основании теории риска / Г.В. Егоров. – СПб.: Судостроение, 2007. – 384 с.

35. Choi M. Mission based ship design under uncertain Arctic Sea ice conditions / M. Choi, S.O. Erikstad, S. Ehlers // Proceedings of the 34th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering (OMAE-2015). St. John’s, Newfoundland, Canada. May 31 – June 5, 2015. – DOI 10.1115/OMAE2015-41743.

36. Brett P.O. A methodology for logistics-based ship design / P.O. Brett, E. Boulougouris, R. Horgen, D. Konovessis et al. // Proceedings of 9th International Marine Design Conference (IMDC-2006). Ann Arbor, Michigan, USA, 16 – 19 May 2006.

37. Gkochari C.C. Optimization of ship design within an integrated multimodal transport system / C.C. Gkochari, A. Papanikolaou // Journal of Ship Production and Design. – 2010. – Vol. 26, No. 1. – P. 47 – 59. – DOI 10.5957/jspd.2010.26.1.47.

38. Таровик О.В. Моделирование систем арктического морского транспорта: основы междисциплинарного подхода и опыт практических работ / О.В. Таровик, А.Г. Топаж, А.Б. Крестьянцев, А.А. Кондратенко // Арктика: экология и экономика. – 2017. – № 1 (25). – С. 86 – 101.

39. Таровик О.В. Комплексная имитационная модель морской транспортно-технологической системы платформы «Приразломная» / О.В. Таровик, А.Г. Топаж, А.Б. Крестьянцев, А.А. Кондратенко и др. // Арктика: экология и экономика. – 2017. – № 3 (27). – С. 86 – 103.

40. Буянов А.С. Моделирование системы транспортно-логистического обеспечения месторождений Обской и Тазовской губ / А.С. Буянов, О.В. Таровик, А.Б. Крестьянцев, А.Г. Топаж и др. // Деловой журнал NEFTEGAZ.RU. – 2022. – № 2 (122). – С. 70 – 78.

41. Bergström M. Assessment of the applicability of goal- and risk-based design on Arctic sea transport systems / M. Bergström, S.O. Erikstad, S. Ehlers // Ocean Engineering. – 2016. – Vol. 128. – P. 183 – 198. – DOI 10.1016/j.oceaneng.2016.10.040.

42. Erikstad S.O. System based design of offshore support vessels / S.O. Erikstad, K. Levander // Proceedings of the 11th International Marine Design Conference (IMDC-2012). Glasgow, UK, June 2012. – 14 p.

43. Кондратенко А.А., Таровик О.В. Проектирование арктических судов снабжения с учетом структуры грузопотока транспортной системы / А.А. Кондратенко, О.В. Таровик // Арктика: экология и экономика. – 2019. – № 2 (34). – С. 80 – 96. – DOI 10.25283/2223-4594-2019-2-80-96.

44. Nykiel D. A sustainability-driven approach to early-stage offshore vessel design: A case study on wind farm installation vessels / D. Nykiel, A. Zmuda, T. Abramowski // Sustainability. – 2025. – Vol. 17, Issue 6. – P. 2752. – DOI 10.3390/su17062752.

45. Solheim A.V. System-based ship design of a deep-sea mining vessel / A.V. Solheim, B.R. Groven, J.M. Røsbjørgen, A. Wigdahl et al. // Ship Technology Research. – 2024. – 15 p. – DOI 10.1080/09377255.2024.2396197.

46. Bole M. Early stage integrated parametric ship design / M. Bole, C. Forrest // Proceedings of 2nd International Conference on Computer Applications in Shipbuilding (ICCAS). – 2005. – P. 447 – 460.

47. Pawling R.G. A study into the validity of the ship design spiral in early stage ship design / R.G. Pawling, V. Percival, D.J. Andrews // Journal of Ship Production and Design. – 2017. – Vol. 33, Issue 2. – P. 81 – 100. – DOI 10.5957/JSPD.33.2.160008.

48. Tsakalakis N. Goal-based ship subdivision and layout / N. Tsakalakis, D. Vassalos, R. Puisa // Proceedings of the 10th International Conference on Stability of Ships and Ocean Vehicles (STAB-2009). St. Petersburg, June 2009. – P. 687 – 696.

49. Papanikolaou A. GOALDS – Goal Based Damage Ship Stability and Safety Standards / A. Papanikolaou, R. Hamann, B.S. Lee, C. Mains et al. // Accident Analysis and Prevention. – 2013. – Vol. 60. – P. 353 – 365. – DOI 10.1016/j.aap.2013.04.006.

50. Peschmann J. IACS common structural rules as an element of IMO goal based standards for bulk carriers and oil tankers / J. Peschmann, H. Selle, J.R. Jankowski, G.E. Horn et al. // Progress in the Analysis and Design of Marine Structures. – London: CRC Press, 2017. – DOI 10.1201/9781315157368-39.

51. Resolution MSC.287(87) – Adoption of the international goal-based ship construction standards for bulk carriers and oil tankers / IMO. 2010. [Электронный ресурс] URL: https://wwwcdn.imo.org/localresources/en/KnowledgeCentre/IndexofIMOResolutions/MSCResolutions/MSC.287(87).pdf (дата обращения 29.05.2025).

52. Papanikolaou A.D. Holistic Approach to Ship Design / A.D. Papanikolaou // Journal of Marine Science and Engineering. – 2022. – Vol. 10, Issue 11. – P. 1717. – DOI 10.3390/jmse10111717.

53. Papanikolaou A. Ship Design. Methodologies of Preliminary Design / A. Papanikolaou. – Springer Verlag, 2014. – 628 p. – DOI 10.1007/978-94-017-8751-2.

54. Wang Z. Interactive ship cabin layout optimization / Z. Wang, X.Q. Yang, Yu.H. Zheng, W.C. Chen et al. // Ocean Engineering. – 2023. – Vol. 270. – P. 113647. – DOI 10.1016/j.oceaneng.2023.113647.

55. Latent space [Электронный ресурс] URL: https://www.latent.space/p/2025-papers (дата обращения 14.02.2025).

56. Khan S. ShipHullGAN: a generic parametric modeller for ship hull design using deep convolutional generative model / S. Khan, K. GoucherLambert, K. Kostas, P. Kaklis // Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. – 2023. – Vol. 411. – P. 116051. – DOI 10.1016/j.cma.2023.116051.

57. Ao Y. Artificial Intelligence design for ship structures: A variant multiple-input neural network-based ship resistance prediction / Y. Ao, Y. Li, J. Gong, S. Li // ASME. Journal of Mechanical Design. – September 2022. – Vol. 144, Issue 9. – P. 091707. – DOI 10.1115/1.4053816.

58. Furtado L.S. A task-oriented framework for generative AI in design / L.S. Furtado, J.B. Soares, V. Furtado // Journal of Creativity. – 2024. – Vol. 34, Issue 2. – DOI 10.1016/j.yjoc.2024.100086.

59. Onatayo D. Generative AI applications in architecture, engineering, and construction: Trends, implications for practice, education & imperatives for upskilling – A review / D. Onatayo, A. Onososen, A.O. Oyediran, H. Oyediran et al. // Architecture. – 2024. – Vol. 4, Issue 4. – P. 877 – 902. – DOI 10.3390/architecture4040046.

60. Requejo W.S. Fostering creativity in engineering design through constructive dialogues with generative artificial intelligence / W.S. Requejo, F.F. Martínez, C.A. Vega, R.Z. Martínez et al. // Cell Reports Physical Science. – 2024. – Vol. 5, Issue 9. – DOI 10.1016/j.xcrp.2024.102157.

61. Kana A.A. Application of digital twins in the design of new green transport vessels / A.A. Kana, W. Li, I. van Noesel, Y. Pang et al. // State-ofthe-Art Digital Twin Applications for Shipping Sector Decarbonization / B. Karakostas, T. Katsoulakos (eds.). IGI Global Scientific Publishing, 2024. P. 161 – 191/ – DOI 10.4018/978-1-6684-9848-4.ch008.

62. Mauro F. Digital twin for ship life-cycle: A critical systematic review / F. Mauro, A.A. Kana // Ocean Engineering. – 2023. – Vol. 269. – P. 113479. – DOI 10.1016/j.oceaneng.2022.113479.

63. Michalski J.P. Parametric method of preliminary prediction of the ship building costs / J.P. Michalski // Polish Maritime Research. – 2004. – Special issue. – P. 16 – 19.

64. Гайкович А.И. Проблемы теории проектирования судов и ее преподавания / А.И. Гайкович // Труды Крыловского государственного научного центра. – 2020. – Спец. вып. 1. – С. 137 – 141. – DOI 10.24937/2542-2324-2020-1-S-I-137-141.