多学科设计优化的综合可视化技术研究

深入分析了多学科设计优化的特点,综述了多学科设计优化的可视化技术,提出并实现了多学科设计优化模型与设计模型集成可视化技术,交互式多学科设计优化可视化显示技术,可以实现高维,多目标优化问题Pareto非劣解可视化显示方法,使设计者可以方便地可视的控制优化过程,实现用户导向优化搜索,为用户提供了认识设计空问的手段.多学科设计优化综合可视化技术对提升多学科设计优化的效果十分重要,对提高复杂产品设计质量具有重要意义.     

一种基于有向无环图的组织知识度量模型

在分析组织中的知识存量和组织知识的构成形式的基础上，提出了一种基于有向无环图的组织知识度量模型，并且从理论上给出模型中的有向无环图的顶点和弧的分析以及组织的知识存量的度量方法。依据提出的模型，易于实现组织知识的量化分析，并反映组织中的知识结构，最后给出一个实例分析。     

大系统理论体系下的飞行器多学科设计优化方法

阐述了飞行器多学科设计优化方法与大系统理论的关系.在大系统理论体系下根据不同的分类原则和系统的特点将系统逐层分解分类,同时依据大系统理论的分解协调法对现有飞行器多学科设计方法进行了分类,阐明了每种算法的理论背景和适用范围.飞行器设计系统是典型的工程大系统,同时飞行器多学科设计优化方法是以大系统理论为基础的,因此要在研究飞行器多学科设计优化的同时对大系统理论方法进行研究,推动多学科设计优化的发展.     

数字化功能样机的多学科设计优化与仿真

高效精密化、智能集成化、虚拟数字化是现代产品设计的发展方向。提出了一种将多学科设计优化方法融于产品的数字化设计过程，智能集成化设计复杂产品数字化功能样机的多学科综合设计模式。针对汽车实例，构建了多学科自动化设计优化平台，给出了集成优化分析流程，实现了多性能集成全分析与优化仿真，基于整车虚拟测试，验证了该模式的有效可行性。     

气动和结构多学科优化设计过程集成技术研究

研究了气动和结构多学科优化设计中的过程集成技术问题,详细分析了三维几何建模、CFD、结构强度分析和iSIGHT优化之间的数据集成机理,实现了气动和结构强度的边界设定、载荷加载、优化策略定制和优化结果自动评判等过程的集成。通过基于iSIGHT的集成框架应用实例完成了简单翼的多学科优化设计。     

摩擦式电磁离合器的多学科设计优化

摩擦式电磁离合器优化设计涉及的学科多,计算时间长,容易造成逻辑混乱问题,而传统串行优化算法割裂了学科间耦合关系难以得到全局最优解,因此引入了多学科设计优化方法。为了解决协同优化方法(CO法)不容易收敛的问题,提出了CO与同时分析和设计方法(SAND法)结合的二级多学科优化算法,给出了算法架构和计算流程。最后,对产品实例的结构参数进行优化得到了Pareto解,实现了多个优化目标。结果表明,该优化算法有效地减少了计算时间,增强了CO算法的收敛性能。     

一种基于复形调优遗传算法的多学科优化方法

建立良好的优化方法,是多学科设计优化（multidisciplinary design optimization, MDO）求解的关键和难点。结合具有全局搜索能力的遗传算法和局部收敛特性的复形调优算法的优势,建立了全局优化算法,并将全局优化算法应用于多学科可行（multidisciplinary feasible, MDF）方法的多学科分析模型求解,建立了两级优化MDF（double optimization MDF, DO-MDF）方法和单级优化MDF（single optimization MDF, SO-MDF）方法两种计算构架。以CASCADE系统产生的多学科问题求解为例,对比5种计算构架对MDO求解的优化结果,结果表明,DO-MDF、SO-MDF两种计算构架通过有效关联学科分析的前馈信息流表现出更好的计算能力。     

面向有向无环图的简化解释结构模型(SISM)法

针对解释结构建模法需要通过求解可达矩阵以实现建模结构化,但可达矩阵的求解比较复杂的情况。证明了对于一类特殊的有向图即有向无环图(DAG),应用解释结构建模法无须求解可达矩阵亦可保证建模结构化的实现。提出了面向DAG的简化解释结构建模法(SISM),并给出其算法。在一定条件下,简化解释结构建模法还可以扩展到全体有向图。以SW移民工程风险分析认知影响图为例,说明了简化解释结构建模法的应用。     

结构VAR模型辨识的条件互信息图模型

在结构向量自回归(VAR)模型辨识的图模型中引入信息论方法.定义了线性条件互信息图,图中的结点表示时间序列不同时刻的随机变量,结点间的边表示随机变量之间存在的因果相依关系.提出了随机变量之间条件线性联系存在性的信息论检验方法.图中边的存在性用基于线性条件互信息的枢轴量检验,枢轴量的显著性用置换检验决定.用统计分析的方法确定当前变量之间联系的方向,建立了有向非循环图.最后以模拟序列为例,验证了所提出的方法是可行且有效的.     

基于图规约法的TCPN工作流网模型的验证方法

针对经典Petri网的一些固有缺陷，对其在颜色、时间上进行了扩展，并结合工作流网的概念，给出了基于TCPN（Time-Color-Petri Net）的工作流网的定义。文中重点研究了采用图规约法对TCPN工作流网模型的验证，提出了流控制结构的图规约规则，并对这些规则进行了证明．在此基础上，运用这些规则对复杂工作流模型的算例进行逐步规约，验证了模型的合理性。     

基于混沌克隆选择算法的工艺调度优化

将工艺规划和调度集成考虑是现代制造业中的一个重要环节.然而,这种条件下的优化必须要面对过多的约束条件,大量无效解的存在导致了传统的优化算法在实现上存在着很大的困难.针对这些问题,文章提出了引入免疫克隆算子简化求解过程,减少过多无效解带来无谓的计算时间消耗,同时考虑到克隆算子工作机理,引入混沌变量加载于算法的个体复制过程中,逐步对混沌变量进行微小扰动以调节搜索范围,明显的增加了克隆算法的群体多样性.将新设计的混沌克隆算子应用到工艺规划与调度的集成优化问题中,试验结果表明,该算法工艺成效显著且稳定,说明算法有应用到类似问题上的潜力.     

基于主体自治的项目群调度协同优化

"项目群化"在项目管理领域普遍存在。从战略高度,充分尊重自治主体的利益诉求和协调主体间冲突是项目群调度整体优化的关键。考虑总承包商和项目经理间的纵向交互与项目经理间的横向竞合关系的共同作用,研究基于主体自治的项目群调度的协同优化问题。以二元并行项目为例,构建由承包商和两项目经理3个子模型构成的协同调度优化模型,令三方决策主体满意度最大化。设计了有效求解该问题的模拟退火启发式算法,通过迭代逼近于令三方决策者均满意的解。通过算例实验与分析揭示理论模型的特征,探索现象背后的原因并得到管理意义上的启示。     

基于网络图的网络化防空作战系统分析与优化

采用图论的有关理论方法,建立了网络化防空作战系统与空袭目标交战的网络图模型;以此模型为基础,利用改进的关键路径算法,得到网络化防空作战系统与目标对抗过程中的关键路径;进而根据得到的关键路径,提出了优化系统性能的方法,为网络化防空作战系统的分析和优化,提供了一种新的思路和行之有效的定量分析方法。     

基于Modelica语言的多领域模型仿真优化研究

在分析多领域物理系统仿真优化特点的基础上,研究了Mode1ica模型仿真优化的关键问题:基于模型的编译信息实现多实例、多目标启发式仿真优化建模;并利用Modelica语言的结构化注解特征实现仿真优化模型的混合表达;在自主研发的多领域统一建模与仿真平台MWorks下实现了多领域仿真优化流程和若干优化算法.最后以F14战机简易模型的控制参数优化为例验证以上方法的有效性.     

基于符号定向图(SDG)深层知识模型的定性仿真

定性仿真是系统仿真技术中的重要研究和应用方向，同时也是人工智能技术的一个重要方面。近年来，随着现代计算机技术的日新月异，使得基于符号定向图(SDG)深层知识模型的定性仿真研究和应用取得了显著进展。SDG模型能够表达复杂的因果关系，具有包容大规模潜在信息的能力，因此特别适合于过程系统危险评价(PHA)、危险识别与故障诊断。SDG模型结构简单，易于建立和修改。然而高质量的SDG模型必须采用经验数据和定量动态仿真检验和校正。采用SDG模型进行定性仿真的关键技术是高效双向推理“引擎”，由计算机软件自动完成。目前，在计算机辅助过程系统危险评价方面，SDG是最有效的方法；在过程系统故障诊断方面，其完备性较好，但诊断分辨率尚待提高。今后的研究应解决：定性仿真和定量仿真相结合；SDG自动建模；通用推理软件平台；大系统高分辨率故障诊断等问题。     

任务/资源图模型任务调度与资源访问仿真分析(Ⅰ)

任务／资源图仿真建模方法由于包含丰富的时间属性而非常有利于分析复杂离散实时系统。首先简单回顾了任务／资源图建模方法，然后重点探讨了任务实时调度算法和资源访问控制协议。优先级驱动可抢占式算法是任务实时调度的关键，详细分析了RM算法的可调度条件。任务调度时往往会发生资源冲突，从而对任务调度有着决定性的影响，针对对资源访问控制协议对任务可调度性的影响进行了分析。     

基于时延Petri网与BSO的铝挤压线排产调度优化

针对工业生产中铝挤压生产线存在的工序繁杂、排产量大等导致的生产工期较长、效率低等问题,建立了铝挤压生产线的时延Petri网(timed Petri net,TdPN)模型并进行合理性分析;将头脑风暴优化算法(brain storm optimization,BSO)引入TdPN模型,提出了基于变迁序列个体编码解码方式的铝挤压排产调度问题优化调度算法。算法中采用模拟退火局部搜索机制改善BSO算法在后期的寻优性能,实现最小化批次完工时间的排产调度目标;仿真结果表明该方法能够缩短生产线排产工期提高生产效率,为工业生产排产调度问题提供了新的解决方法。     

基于能源区块链的综合能源系统调度优化模型及其应用

综合能源服务是在能源互联网背景下产生的新型能源服务模式,在综合能源服务系统中产销主体众多,能源生产消费多元化,针对综合能源系统调度过程中存在的信息安全及损耗问题,提出基于能源区块链的综合能源服务调度优化模型。利用区块链技术的去中心化、可信任和交易透明化的特性,构建基于区块链的综合能源服务网络架构;以系统经济效益及环保效益最大化为目标建立调度优化模型,有效降低系统运营成本,使得经济效益和环保效益得到较大提升。案例分析表明：能源区块链技术能够提高综合能源系统的安全性,保证相关数据不可篡改;同时,构建的综合能源服务调度优化模型能够为综合能源系统运营管理及调度优化问题提供决策支持与理论支撑。