在三维设计逐步深入的背景下,CAD/CAE一体化成为设计的趋势,设计模型的知识密度不断增大,知识工程应用于船舶结构设计的需求愈发明显。本文采用达索3D体验平台,探究了知识工程在船舶结构设计、优化和分析上的应用。在CAD设计端,规范了船舶设计知识库的构建流程,展示了构件库、设计规则库、构件调用规则库的创建方法,完成了基于EKL语言的设计检查和设计提醒,并从CAE分析的角度出发,指出了对几何模型进行几何清理的基本规则和软件中加以实现的方法。在CAE分析端,采用基于规则的知识推理方法,创建了有限元模型前处理规则库,并利用Python语言在Abaqus中编写了模型前处理的插件;在后处理上,指出可以运用知识发现对结果进行自动解读,用于后续的优化及分析。在CAD设计和CAE分析的基础上,利用知识繁衍中常用的神经网络方法,构建了近似模型,对某舱段横剖面的初始设计方案进行了优化。在此基础上,提出了BP-MC可靠性算法,完成对设计方案的可靠性评估和基于可靠性约束的优化设计。本文的主要创新点在于从CAD/CAE一体化的角度,对知识工程的应用进行了探讨,在一个统一的软件平台上,完善并标准化了结构设计、分析、优化、评估的全流程,对于全三维环境下的设计工作有一定的借鉴作用。