复杂产品多学科协同设计优化建模方法

复杂产品往往由多个子系统通过复杂的耦合方式组成。针对复杂产品多学科协同设计优化的需求,将复杂产品分解成为分布式层次型系统,建立复杂产品多学科协同优化模型,包括了系统级优化模型、子系统优化模型和子系统分析模型。为解决不确定条件下的复杂产品优化建模问题,在确定性条件下建模方法的基础上引进不确定分析,得到系统目标函数与不确定变量之间的对应关系,建立不确定条件下的复杂产品多学科协同优化模型。最后,给出了复杂产品多学科协同优化建模过程。

Abstract：

Complex products are often composed by a number of subsystems which coupled by some complicated way. In order to meet the need of multidisciplinary collaborative design optimization, the multidisciplinary collaborative optimization model of complex products was established based on distributed hierarchical system, including system-level optimization model, optimization model subsystem and subsystem analysis model. To solve the problem under uncertainty, complex products multidisciplinary collaborative design optimization modeling under uncertainty was concluded based on the introduction of uncertainty analysis to determine the system of objective function and the corresponding relationship between the uncertain variables. Finally, multidisciplinary collaborative optimization modeling process of complex product was provided.     

复杂产品开发过程仿真及其优化方法研究

针对复杂产品开发过程并行、迭代的特点,提出一种集成化模型,该模型结合和扩展了活动网络图和设计结构矩阵的过程建模方法。结合这个集成模型,提出了一种仿真算法,可以进行过程性能的预测和分析,并且可以进行各种参数的敏感性分析。在仿真的基础上,提出基于遗传算法的优化方法,用于进行过程结构的改进。     

插件式可重配导弹总体设计集成优化框架研究

导弹武器系统总体设计过程的复杂性，对于模型和应用集成、方案优化提出了更高要求。在虚拟样机、多学科设计优化、应用集成等技术的基础上，提出一种插件式可量配导弹总体设计集成优化框架，并对其中一些关键技术进行探讨，最后实现了一个原型系统。     

动态分级的并行混沌优化算法研究

针对混沌优化对初始值敏感、搜索精确解效率低等不足,提出了一种动态分级的并行混沌优化（DHPCO）算法.DHPCO算法采取三种级别的并行混沌机制,分别用于全局搜索、局部搜索及二者的结合,并且根据搜索阶段动态调整各种级别中并行变量的数目.描述了DHPCO算法的基本思想和实现步骤,分析了其收敛性.仿真实验验证了该算法比其他并行混沌优化算法性能更优.     

基于仿真的虚拟产品设计若干关键要素研究

虚拟产品设计需要从管理、方法论、实现技术和数学工具层面同时展开研究。分析了基于仿真的虚拟产品设计应该实现的核心功能,提出“三核心四层次”的虚拟产品设计框架。总结了框架中建模技术、仿真技术、优化技术和集成技术等关键要素面临的挑战,并给出了对应的研究方法和目前取得的初步研究成果,主要包括:全息产品建模方法;基于仿真试验的统计回归与优化技术和稳健优化决策技术。最后指出了进一步研究的方向。     

分布式计算机控制系统的递阶优化控制算法

根据大系统分解协调原理,提出了一种适于分布式计算机控制系统（DCCS）的递阶优化算法。应用这种算法,可使各子系统的控制度为局部反馈控制和协调量开环控制的迭加。反馈控制仅与子系统的结构和状态有关,开环控制与系统的结构及系统的所有状态有关。通过动态调整松弛矩阵,可使协调量的收敛速度加快,实验表明,这种方法于DCCS的应用。     

基于Tabu搜索算法的产品族配置问题研究

产品族的可配置零部件之间存在约束关系,用户需要从产品族的有效配置结果中找到最满意的配置。对于配置项较多的问题,由于搜索空间很大而不能用传统方法求解。给出了按订单装配模式下产品族配置问题的数学模型,并设计了Tabu搜索算法对模型进行求解。使用了动态惩罚、频数表、多阶段搜索和优化配置池等方法改进了算法的效率。应用模型和算法对复合热载体产品进行了仿真计算,取得了比较好的效果。     

Convexification and Hierarchical Optimization Algorithm for Distribution of Water Supply Systems

ＣｏｎｖｅｘｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄＨｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎＡｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＷａｔｅｒＳｕｐｐｌｙＳｙｓｔｅｍｓＺＨＯＮＧＷｅｉｊｎｎａｎｄＸＵＮａｎｒｏｎｇ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｙｓｔ...     

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。     

航空电子分区层次调度模型及其优化设计

在模块化航空电子系统中,采用分层结构构建系统,通过分区管理实现不同分组的航空软件互不影响的执行.在任务最大响应时间函数的基础上,利用加权轮转时间和任务执行系数,得到了分区调度成功的判决条件;通过对系统剩余时间的计算,提出了分区快速设计模型;通过对任务时间遍历,得出分区最优化设计模型.开发仿真工具对这两种模型进行对比,结果表明:快速设计模型较好的解决了航空电子分区设计问题.     

设计优化可视化研究综述

现代设计优化技术日益复杂,可视化技术的引入对促进优化技术在工程中的普及与应用,提高设计质量与优化效率具有重要意义.首先分析了设计优化中存在的未知因素多、求解不透明,优化效率低、结果分析不直观等问题,阐述了设计优化可视化概念,综述了国内外研究现状及发展趋势,建立了设计优化可视化功能框架,分析了设计优化可视化系统实现的技术难点,论述了综合应用多种可视化方法,多角度解决问题的技术策略.     

云制造环境下考虑不确定性的产品配置优化

越来越多的大规模定制企业借助于云制造技术实现产品的个性化定制。针对云制造环境下的产品配置问题,提出了基于鲁棒优化的方法建立最小化配置总成本为目标的优化模型,并考虑了云制造成本和时间的不确定性。运用基于budget和区间的不确定集来刻画参数的扰动性。通过对偶理论,将其转化为鲁棒等价模型,从而可以采用CPLEX进行求解。以一个配置案例为例论证了鲁棒优化模型的有效性。最后,设计了不同的算例进行仿真实验,证明了鲁棒优化解在应对不确定风险时更为稳健、能够显著改善产品的准时交货期。     

支持功能重配的导弹集成优化设计平台研究

导弹武器系统总体设计过程的复杂性,对模型集成、过程集成和应用集成提出了更高的要求.在集成设计平台、多学科设计优化的基础上,提出支持功能重构的导弹集成优化设计平台框架,实现了导弹系统组成动态定制、优化及仿真模块定制、流程定制、数据集成关系定制等功能,并对其中一些关键技术进行探讨,最后实现了一个原型系统.     

成品油单周期库存与运输联合优化

针对多个油库、多个加油站组成的成品油配送系统,建立库存-运输联合优化问题的0-1规划模型,并作实例分析,求出最优解.结果表明,该模型适用于"多供给、多需求且允许缺货"的成品油采购、运输和存储的决策问题.     

基于知识的生产计划分级与逐层优化法

以福建省龙岩天宇水泥工业集团公司为应用背景,将人工智能与运筹学有机结合,建立了基于知识的生产计划模型,提出符合订货型企业要求的生产计划优化方法,重点探讨了应用规则推理形成线性规划约束条件及过程、模型的分级及线性规划的逐层优化。     

模糊系统的递阶遗传算法设计新方法

针对模糊系统的特点和根据输入-输出数据,应用递阶遗传算法设计模糊系统。现有的模糊系统设计方法大多只能训练模糊系统的模糊集的中心参数、高斯隶属度函数的系数、中心参数和扩展参数,系统的模糊规则得预先用某种方法确定。利用很好设计的递阶遗传算法能够把模糊系统的模糊规则数目和参数同时通过训练确定。通过对混沌时间序列进行预测仿真,结果证明用该方法设计的模糊系统预测的精确度是令人满意的,文中提出的方法是可行的。     

基于多色集合的概念设计产品模型形式化描述

为了实现计算机辅助概念设计,必须对概念设计产品模型进行形式化处理,以获得计算机仿真所要求的数学描述。本文针对现有模型的不足,提出了基于公理化设计的概念设计产品模型-域结构模板,并采用多色集合的方法对其进行了形式化描述,使得模型便于计算机表达和操作。     

基于产品回收定价的逆向物流车辆路径优化问题

针对逆向物流车辆路径优化问题,研究在产品回收定价调整和车辆路径优化调度结合方面存在的不足,以智能回收箱为研究对象,考虑多频次回收和车辆共享调度策略,提出基于产品回收定价的逆向物流车辆路径优化方案。首先构建了智能回收箱回收量与回收定价的线性函数,然后构建了包含共享车辆运输成本、维护成本、违反时间窗惩罚成本和环境外部性收益之和最小化的逆向物流回收运营成本模型,并建立了回收中心产品的最大化收益模型。其次,根据模型特点设计了考虑智能回收箱地理位置、回收频次和回收时间窗的K-means时空聚类算法,进而提出一种改进的GA-PSO混合算法。该混合算法结合了遗传算法全局搜索能力强与粒子群算法收敛速度快的特点进行了算法间的优势互补,同时采用了精英保留策略,增强了混合算法的搜索性能,并通过与HGA、GA-TS和HACO等算法进行比较分析,验证了模型和算法的有效性。最后,结合重庆市某智能回收物流网络的实际数据进行优化研究,分析了不同产品定价下的回收频次和车辆共享调度情况。结果表明,本文所提出的模型和算法能够进行产品回收定价策略的有效选择、产品回收车辆的资源共享以及合理的车辆路径优化调度,并可在回收中心获得...     

复杂金融产品设计与仿真技术综述与展望

针对复杂产品设计问题和方法学，扩展了复杂产品的定义。提出了金融产品为复杂非实体产品（Complex Non-entity Product，CNP）的概念，其质量由产品的风险特性决定。比较有关复杂实体产品设计研究领域的理论、方法学及研究现状，给出了CNP设计的方法和仿真技术的发展及研究方向。     

多色集合及其在概念设计产品模型形式化描述中的应用

首先介绍了多色集合的主要思想和基本概念 .然后将多色集合应用于概念设计产品模型( CDPM)形式化描述中 ,以获得便于计算机仿真的 CDPM数学描述 .