基于遗传算法的协同优化方法

针对协同优化的系统级优化可行域可能不存在的问题,采用遗传算法,并借鉴逐步增强约束强度的思想,提出了基于遗传算法的协同优化算法.该算法利用各子学科返回的优化值,计算种群中个体的不可行度,根据不可行度和阈值来判定该个体是否为可行解.提出利用循环迭代次数调整阈值的方法,保证了系统级优化向一致性等式约束不满足度减小的方向进行,达到了有效增强子学科间一致性的目的.最后,利用减速器典型算例对该方法进行了验证,结果表明该方法的优化性能良好.     

模块化产品族的共享模块筛选方法

针对在模块化平台中筛选共享变量的问题,受协同优化算法使用一致性约束函数对各子优化问题进行一致性统筹的启发,提出一种基于一致性约束的优化算法.在系统级优化中使用非支配排序的遗传算法NSGA-Ⅱ对该多目标优化问题进行求解后得到Pareto解集,利用模糊聚类算法对解集中的每组解进行综合性能的评价并选优,根据最终筛选出的最优解即可实现共享变量的筛选.相比以往常用的基于经验或灵敏度的方法,该方法更严格地在子学科优化中以车身性能为目标函数,在系统级优化中进行共享度的优化,并且可根据系统级优化结果筛选出局部共享变量.以SUV、两厢掀背车和三厢轿车为算例,使用该方法有效地筛选出3款车型的全局共享变量、局部共享变量和非共享变量,对该方法的可行性和有效性进行了验证.     

协同救援一致性推理模型及求解算法

针对传统的一致性推理模型多测重于单纯的定量、定性时态推理,难以适用于协同救援方案求取问题,基于Allen区间代数理论,添加逻辑约束,提出了一种协同救授一致性推理模型,该模型型同时包含救援行为时态约束和逻辑约束两类信息。基于该模型的等价类子网化简设计协同方案求解算法,并以海上协同教授一致性方案推理为例演示建模与求解过程。结果表明,该模型符合协同一致性方案求解对时态、逻辑两方面推理的需求,可应用于协同救援规划验证。     

基于约束网络的多学科协同设计方法

针对多学科设计问题中约束条件过多过于复杂的情况 ,为了保证设计参数一次选取成功 ,提出了一种基于约束网络的多学科协同设计方法。该方法利用约束网络模型收集分属于不同学科的约束条件 ,并在设计期间监控这些约束关系。提出了反映协同设计需求的数学模型 ,设计了一个通用的一致性求解算法框架 ,并利用了基于区间代数的一致性算法。该方法能够在设计的初期就监控设计过程 ,有效地预报冲突。将该方法应用到铁路车辆的转向架设计中 ,已证明了它的有效性。     

层间位移约束下高层框架支撑结构的单步优化法

从虚功角度将基于层间位移约束的高层建筑规则结构多约束优化问题转化为基于顶层整体转动的单约束问题,并提出了基于虚功的单步优化法.通过算例分析了单步优化法应用情况,并将其优化结果与SAP2000有限元分析软件优化结果进行对比.结果表明:针对层间位移约束,采用单步优化法用钢量节省约10%.     

项目制造环境下项目计划协同优化方法

为减少项目执行过程中不必要的等待时间、加快项目进程,提出了面向项目制造的项目计划协同优化方法.该优化方法涉及两个方面:建立项目计划信息之间的关联约束关系,以及关联约束基础上的优化解算.首先通过分析项目计划间信息关联,提出了基于产品信息和WBS的项目计划间接约束关系建立方式;进而结合不同计划模式的差异性,设计了一种用于项目计划协同优化的遗传算法.最后结合实例验证了优化方法的有效性及合理性.     

虚拟单元跨单元动态调度问题研究

针对虚拟单元生产过程中随机扰动所导致的资源冲突、虚拟单元协同生产及共享资源的特点,结合时间约束网络和图论的相关知识,对虚拟单元跨单元动态调度问题进行研究。同时考虑设备资源约束和交货期时间约束,建立具有虚拟单元特色的虚拟单元跨单元动态调度的时间约束网络模型,并运用协同优化思想,提出双层时间约束网络的单元间协同优化算法和基于度的反应式人机协同算法用于模型的求解。最后对算法进行了实例验证,结果表明,该方法可为生产计划制定人员快速调整原生产调度计划方案提供便利和一定的理论基础。     

基于机会约束规划的生产全过程实时优化

针对一类生产全过程,提出了基于机会约束规划的动态实时优化策略.基于产品质量优化模型,利用机会约束规划,将实时优化问题中的经济和模型不确定约束以一定的置信水平概率满足,通过求解联合概率约束问题,确定各子过程控制器的最优设定值.通过步进式加热炉炉温设定值优化问题的仿真研究,验证了该方法的有效性和实用性.     

不确定条件下协同设计参数鲁棒优化方法

提出了不确定条件下基于广义动态约束网络(GDCN)的协同设计参数鲁棒优化方法.分析了协同设计中的参数不确定性,基于GDCN建立协同参数鲁棒设计方法框架;在同时考虑目标属性鲁棒和约束可行域鲁棒的前提下,建立了一种带偏好信息的协同设计参数多目标鲁棒优化(MORO)模型;并给出了MORO模型的优化求解流程.通过发动机设计实例,验证了该方法的有效性和可行性.     

基于相互通信的多导弹协同制导

针对导弹之间有相互通信情况下的多导弹时间协同问题,提出了有导引时间约束的制导律和拓扑一致性算法相结合的制导方法。该方法引入了一个双层控制结构,上层协调层根据设计的通信拓扑结构选择相应的一致性算法,下层控制层采用基于比例导引改进的具有时间约束的制导律,利用指定时间这个变量可以把两者结合起来,给出了一种可行的基于导弹相互通信情况的多导弹协同方法,实现了在指定时间多导弹同时击中目标的任务,其仿真结果也验证了该制导方法的有效性。     

The Application of Constraint Satisfaction Technique in Conflict Detection and Resolution

The conflict detection and resolution in collaborative design is a key issue to maintain multidisciplinary design consistency,This paper proposes a new method for conflict detection and resolution based on constraint satisfaction technique.The representation of design constraint,the interval arithmetic of the constraint satisfaction problem CSP and the conflict resolution strategy based on constraint relaxation and adjustment are introduced.A constraint-satisfaction based conflict detection and resolution tool CSCDR is then developed.It can help collaborative designers to detect and resolve the conflicts in time in the early stage of the design process so that the unnecessary design iteration and repeated negotiation are avoided and the design efficiency is then much improved.A design case illustrates the effectiveness of CSCDR.     

模糊约束网络在机床产品协同设计冲突检测中的应用

分析了机床产品协同设计中约束的内涵和特点,并用EXPRESS-G图描绘了约束网络的结构模型.将机床产品协同设计中的约束分为硬约束和软约束,从数学上给出模糊约束和模糊约束满足问题的定义.采用遗传算法作为协同设计过程中模糊约束满足问题的求解方法,在遗传算法的运行过程中对软硬约束分别进行了不同的技巧处理,遗传算法利用硬约束通过前向检查算法随机产生几何可行初始群体来限制设计空间,并给出遗传算法的具体实现过程.提出了基于模糊约束网络的冲突检测系统的体系结构,并对原型系统进行开发.最后,以某车床传动轴的设计为例验证了约束在协同设计冲突检测中的应用.     

基于支持向量回归机和粒子群算法的改进协同优化方法

研究基于支持向量回归机和粒子群算法的改进协同优化方法.阐述了协同优化方法和支持向量回归机方法基本原理,为有效解决系统级优化协调困难问题,改善收敛性能,提高收敛速度,采用支持向量回归机构造系统级约束条件的近似模型,引入粒子群算法求解系统级和学科级优化问题.仿真计算结果表明,设计的协同优化方法可有效求解多学科设计优化问题,...     

协同设计动约束求解策略

将协同思想应用到产品开发过程中,由多功能小组共同参与,对设计任务进行有效的任务关联和分解,分析产品的信息流确定子任务之间的关系,通过约束网络图描述各子设计任务间的联系,为了对耦合关系的设计任务进行有效求解,提出了一种基于动约束的约束求解策略,并对协同设计过程中的约束进行有效的管理。     

采用群智能算法的多约束问题优化

为了解决约束优化问题,采用一种基于群智能算法优化的多约束问题优化方法。首先构造同时计及约束条件和优化适应度的目标函数,然后分别利用粒子群算法和人工蜂群算法优化其函数,从而获得约束条件下的优化解。仿真结果表明,该多约束问题优化方法是可行性的,人工蜂群算法比粒子群算法具有更好的搜索和收敛能力。     

基于约束的多视图参数化设计算法

介绍了基于约束的零件形位信息描述方法;提出了基于约束的ＣＡＤ数据模型,阐述了基于约束的多视图参数化设计的概念;详细介绍了参数化设计算法的原理及实现过程;对所提出的参数化设计算法进行了评价．     

基于二级多点逼近算法的连续体结构拓扑优化

针对基于变密度法的连续体拓扑优化中设计变量连续性的特点,建立了以结构重量最小为目标,考虑位移和频率约束的连续体结构拓扑优化模型;原拓扑优化问题先转化为具有较高精度的第一级多点近似序列问题,该问题的约束函数由优化过程中历史设计点的临界约束函数值及其一阶导数构造;再通过线性泰勒展开建立可由对偶法快速求解的第二级近似序列问题,以逼近各第一级近似问题的解. 采用敏度过滤技术,避免棋盘格引起的数值缺陷问题,并对低密度区域的单元刚度进行惩罚,以消除频率约束问题的局部模态现象. 优化过程中采用通用有限元程序Nastran进行结构分析和敏度分析. 数值算例结果表明:应用该方法可以有效地解决具有位移和频率约束的连续体拓扑优化问题.      

一种动态约束优化调度的软件模型

基于静态约束调度及其组件结构,建立了一种动态约束优化调度的软件模型结构,可以适应于调度环境的动态变化。从软件模型上分析,动态约束优化调度的组件包括动态解析器、动态分配器和推理引擎。动态解析器规范了变元和约束条件,动态分配器解决了约束条件的重新分配和冲突,推理引擎实现了快速搜索。实验表明该模型可以满足实际动态逻辑约束问题的求解,并且把传统优化调度的封闭形式扩展为开放状态。