复杂产品开发过程仿真与预测研究

为了更有效的对复杂产品开发过程进行预测分析,提出一种两层设计结构矩阵模型作为仿真的结构关系模型.建立了服从三角分布的时间与成本模型,采用拉丁超立方抽样法对该模型进行抽样并生成样本点.采用任务返工概率、返工影响与学习效应曲线来描述开发过程的迭代特征,对任务返工概率的变化调整、返工需求判断策略、多任务返工执行约束等问题给出了相应的仿真模拟方法.在此基础上提出了改进的产品开发过程仿真算法,并设计开发了基于Matlab的复杂产品开发过程仿真平台.最后,通过一个实例证明了该仿真平台的有效性和实用性.     

双应力恒加试验Weibull分布型产品置信可靠性评估模型

为了有效快速评估高可靠性长寿命产品在正常应力条件下的可靠性,提出了一种双应力恒加试验Weibull分布型产品置信可靠性评估模型。首先,采用加速寿命试验(accelerated life test,ALT)技术,建立广义Eyring-Weibull可靠性模型,假定试验各应力水平组合下Weibull分布的形状参数相同,且尺度参数与各应力水平组合间呈对数线性关系。其次,给出了Weibull分布定时截尾双应力恒加试验的极大似然估计(maximum likelihood estimation,MLE)方法、与似然函数相关的Fisher信息矩阵以及模型参数的渐近协方差矩阵,构造了模型参数和一些可靠性指标的渐近置信区间。最后,通过仿真算例证明了所提方法的可行性。     

层次任务网络中的重新规划研究综述

层次任务网络(hierarchical task network, HTN)作为智能规划技术的重要组成部分,已成功应用于无人平台任务规划、应急方案制定等各领域中。由于日益增加的不确定因素对计划执行效果的影响,迫切需要重新规划技术,因此基于HTN的重新规划技术成为近年来的研究热点。首先,通过对当前研究现状的总结梳理,提出了基于HTN的3层重新规划框架。然后,分别从框架中的计划修复、局部重规划和全局重规划3个层次阐述了相应的技术路线与实现细节,针对不同层次指出了目前方法的优势与不足。最后,对该问题未来的研究方向进行了展望,并提出了待解决的关键问题及解决思路。     

Self-alignment of full skewed RSINS：observability analysis and full-observable Kalman filter

Traditional orthogonal strapdown inertial navigation sys-tem （SINS） cannot achieve satisfactory self-alignment accuracy in the stationary base： taking more than 5 minutes and al the iner-tial sensors biases cannot get ful observability except the up-axis accelerometer. However, the ful skewed redundant SINS （RSINS） can not only enhance the reliability of the system, but also improve the accuracy of the system, such as the initial alignment. Firstly, the observability of the system state includes attitude errors and al the inertial sensors biases are analyzed with the global perspective method： any three gyroscopes and three accelerometers can be assembled into an independent subordinate SINS （sub-SINS）;the system state can be uniquely confirmed by the coupling connec-tions of al the sub-SINSs;the attitude errors and random constant biases of al the inertial sensors are observable. However, the ran-dom noises of the inertial sensors are not taken into account in the above analyzing process. Secondly, the ful-observable Kalman filter which can be applied to the actual RSINS containing random noises is established; the system state includes the position, ve-locity, attitude errors of al the sub-SINSs and the random constant biases of the redundant inertial sensors. At last, the initial self-alignment process of a typical four-redundancy ful skewed RSINS is simulated： the horizontal attitudes （pitch, rol ） errors and yaw error can be exactly evaluated within 80 s and 100 s respectively, while the random constant biases of gyroscopes and accelero-meters can be precisely evaluated within 120 s. For the ful skewed RSINS, the self-alignment accuracy is greatly improved, mean-while the self-alignment time is widely shortened.     

研发项目产品与流程架构的跨领域集成与优化

为揭示复杂产品开发项目中部件间的依赖关系对活动的影响,本文采用多领域矩阵（MDM）分析产品与流程架构之间的依赖关系,并对研发项目中的产品架构与流程架构进行集成及其优化. 首先,依据产品设计结构矩阵（DSM）中部件间的依赖度及部件与活动之间的耦合关系,本文提出了由产品DSM建立流程DSM的方法,构建了由部件依赖度测度活动之间依赖度的量化模型. 其次,提出了基于依赖度平均增量的产品DSM聚类方法,因此,由MDM推导的流程DSM形成若干的活动组,降低了管理的复杂性. 最后,结合典型案例,在产品DSM聚类的基础上,对初始的流程DSM以最小化项目总协调成本进行排序优化,并对优化结果进行仿真,结果表明本文提出的方法可降低项目时间和成本.     

消费品生命周期隐患识别与风险评价的三维矩阵方法

面对近年我国产品质量安全事故频发、消费者人身安全与健康遭受不同程度的威胁以及出口产品不时被召回或退回的问题,给出了一种基于消费品生命周期和事故致因的隐患识别及表征方法,有助于提升人们对消费品危害规律的认知水平并为消费品风险评价奠定基础. 考虑到事故伤害受体的能力和行为会对消费品缺陷或隐患演化及事故伤害后果产生重要影响,在常规风险评价二维矩阵的基础上,加入风险受体的脆弱性要素,提出了消费品风险评价的三维矩阵方法,能够更好地表征消费者能力与行为等主观要素对消费品隐患事故及危害的影响作用. 以家用电器风险评价为例,基于欧盟非食品类消费品快速预警系统（RAPEX）对中国消费品通报信息分析和专家评价打分,形成了消费品评价三维风险矩阵,分析了家用电器的风险规律,为消费品的风险评价提供了新思路、新方法.     

基于双值设计结构矩阵的流程优化方法

DSM为系统设计提供了简单、精炼、可视化的表示的方法.业务流程的评价和优化与系统设计有相似之处.但由于业务流程涉及的参数更加复杂,因此原有的DSM不能直接应用于业务流程的优化.本文针对业务流程的特点,在设计结构矩阵（DSM）的基础上提出了基于双值设计结构矩阵（double value design structure matrix,DVDSM）算法,将DSM中的单值元素拓展为双值元素,扩展了元素所代表的信息量.文中以距离、路径值为例,设计了其详细的算法和规则及实现过程,并将算法应用于仓储物流管理系统的优化设计问题中.通过一系列仿真实验表明了算法的有效性.     

人工记忆优化算法

为了求解复杂函数优化问题,根据人类记忆原理构造出了具有全局收敛性的人工记忆优化算法. 在该算法中,每个记忆元对应着一个试探解; 将记忆原理的记忆和遗忘规律用于控制每个记忆元的状态转移; 记忆元的状态由与试探解相关的状态描述量以及记忆残留值构成,该值分为瞬时记忆、短时记忆和长时记忆三种状态类型,并依据记忆元接受刺激的强度被加强或衰减; 处在瞬时记忆、 短时记忆和长时记忆状态的记忆残留值衰减速度由快到慢,记忆残留值低于某个阈值的记忆元要被遗忘,不再被处理. 在记忆元状态转变过程中,记忆元从一个状态转移到另一个状态实现了对优化问题最优解的搜索. 该算法将试探解与记忆关联,使得试探解依据其质量好坏被自动分类; 处于长时记忆状态的试探解因其质量好,其部分变量的状态值将被传给其它质量差的试探解对应的变量,使其质量得到改善; 处于不同记忆状态的试探解交换信息时,只有很少部分变量进行状态信息交换,这样既可以使试探解的大部分变量的状态保持不变,又能使其质量得到改善,且可大幅减少变量处理个数,对于高维优化问题此举可大幅提高算法收敛速度; 随着演化的进行,质量差的试探解会不断被遗忘,被处理的试探解的数量会不断减少,因此,随着时间的推移,本算法的收敛速度将越来越快. 应用可归约随机矩阵的稳定性条件证明了本算法具有全局收敛性. 测试结果表明本算法的性能与现有的群智能优化算法相比,具有收敛速度快,求解精度高的优势.     

基于近似逐次超松弛预处理的自适应CQ算法

在处理基于不完全数据重建的不适定反问题时, 针对预处理CQ算法存在的不足, 提出了一种近似的逐次超松弛自适应预处理矩阵选择策略. 该方法利用近似特征值矩阵在处理矩阵相乘和求逆中的优势, 将正则化与超松弛预处理方法合, 通过迭代逐次逼近预处理矩阵, 并给出了算法的自适应步长. 结合稀疏角度CT图像重建问题, 给出了算具体实现步骤, 通过仿真可以验证: 该策略可以使预处理CQ算法有较快的收敛速度; 当存在噪声时,也可以较好地通过提前停止迭代来提高重建精度. 该策略为预处理CQ算法在不完全数据重建领域的应用提供了参考.     

镜像阻抗连接声表面波滤波器建模与仿真

将镜像阻抗连接结构的输入输出对、镜像对和反射器对转化为十六端口网络元的形式,并用传递矩阵描述相应的网络元,把它们按网络元的排列顺序相乘便得到镜像阻抗连接结构的矩阵模型,利用边界条件将该模型降为二阶矩阵,以此求出声表面波滤波器的插值损耗。用SIMULINK对这一过程进行建模并得到了滤波器的动态仿真模型。然后代入基于氧化锌/金刚石/硅结构的瑞利波相速度和机电耦合系数的频散数据及其它相关参数,仿真得到了滤波器的插损频响。