数据驱动的产品族绿色化再设计系统方法研究

产品族设计是满足客户个性化需求的有效手段,已在很多企业中得以成功实践。随着更为严格的法律法规出台和大众环境意识提升,产品族绿色化再设计势在必行。通过选取合适的产品族生命周期数据,提出了数据驱动的产品族绿色化再设计系统方法,并详细阐述了该系统方法的关键环节与使能技术/思路,主要包含数据驱动的绿色性能评估(Data-driven Green Performance Evaluation,DGPE)、数据驱动的绿色平台规划(Data-driven Green Platform Planning,DGPP)和数据驱动的绿色配置设计(Data-driven Green Configuration Design,DGCD)等,以期为企业开展产品族绿色化再设计实践提供有效指导。     

面向圆形布局位置选择的蚁群劳动分工算法

采用定序定位的思路求解圆形布局问题,将确定圆形物体在容器内摆放位置的定位过程看作位置选择问题.借鉴蚁群劳动分工的任务选择实现圆形布局定位过程中的位置选择,提出一种蚁群劳动分工算法.首先分析了定序定位求解框架下圆形布局问题的选择特性;然后建立了任务选择与位置选择之间的映射关系;接着引入蚁群劳动分工中的刺激-响应原理,提出相应的定位算法;最后结合蚁群算法优化放置顺序,完成对圆形布局问题的定序定位求解.通过两组国际公开测试集的数值计算,验证了所提算法的可行性和有效性.     

并行设计中任务量与时间模型的探讨

对并行设计任务组织方面已有的研究内容进行分析，在此基础上论证了一些算法思路上的可取及有待改进之处；对目前常用设计规划方法因未考虑企业实际拥有的技术、人力资源水平而使最终的规划结果不能很好地指导实践这一常见问题，提出了基于资源约束的任务总量模型和时间总量优化模型，并介绍了一种根据任务痼键度来识别重要任务的新方法；最后用一个应用实例进行了验证。     

公理设计下基于系统创新思维的解耦方法

公理设计(Axiomatic design, AD)的独立公理要求保持功能需求间的独立性,但未提供相应的解耦策略,需要研究一种有效解耦方法以克服该瓶颈。首先深入研究和分析AD和系统创新思维(Systematic inventive thinking, SIT)在理论层面上的关联性和一致性,据此构造出AD下基于SIT的解耦模型,针对该模型提出一种新的基于SIT的结构化解耦方法。该方法首先采用AD框架的功能域和物理域之间Z形层级分解映射处理设计问题;然后在规划设计矩阵识别出耦合功能的基础上,采用SIT模式描述耦合问题,从而选择恰当的SIT策略,选择并应用创新思维激励技术获得该耦合问题的保持原技术概念的解决方案;最后根据简单语句描述的方案选择新的满足独立公理的设计参数,将关联的功能需求完全解耦。该方法能够避免耦合度度量、参数优化及替代技术概念的寻求等复杂措施,从一个全新的角度来处理工程设计中的耦合问题。冲水振动和噪声问题实例说明和验证了该方法。     

基于参数反演的网络舆情传播趋势预测——以新浪微博为例

针对现有的舆情传播模型研究与实际舆情数据结合较少以及难以从舆情大数据中挖掘舆情传播内在规律的问题,提出一种基于实际网络舆情大数据采用神经网络的舆情传播模型参数反演算法。改进经典SIR传染病传播模型,构建一种网络舆情传播模型,基于该模型对实际案例进行参数反演,预测网络舆情的后续传播趋势,并与马尔可夫预测模型对比,所提算法可以精确预测舆情的具体热度值。实验结果表明,所提算法在预测性能上具有一定的优越性,可以用于网络突发事件传播的数据拟合、过程模拟和趋势预测。     

人机环境系统多领域行为过程建模与优化方法研究进展

目前智能技术自身在通用性、稳健性、安全性等方面并不成熟,智能交互产品极易因在意图表达、信息处理、决策逻辑、交互时序、动作强度等方面与用户行为模式的不匹配而产生“行为冲突”,人机环境系统多领域行为过程的统一建模与优化是实现智能交互产品行为特性调控和正向设计的关键。从如何表征、用什么表征、如何校验、如何优化四个维度系统地梳理了人机环境系统多领域行为过程表征模型、建模语言/工具、模型验证和行为过程优化等方面的研究进展,分析了目前该领域存在的问题和局限性,展望了未来的研究重点和发展趋势。     

基于子结构的宏微结构协同优化方法

利用子结构自由度的缩减实现结构宏微观的一体化设计,需要预先建立不同子结构构型的样本。宏观结构优化时只能在预定的微观构型中插值,限制了结构宏微观的优化空间。结合子结构自由度缩减与反求理论,针对周期性结构的设计提出了结构的宏微观协同设计方法。利用固体各向同性材料惩罚（SIMP）方法和子结构方法,构建了基于子结构的周期性结构宏微观协同设计框架;分析了宏观结构与微观周期性单胞的材料体积变化关联关系,并给出了两个尺度上的惩罚因子、变量过滤半径等优化参数的匹配。在此基础上,结合传统的结构柔度最小优化模型,计算了设计变量在宏观结构、微观周期性结构的灵敏度值,实现了宏微结构的协同设计。通过悬臂梁结构的设计,验证了所提方法的有效性。     

虚拟企业在技术创新扩散过程中决策采纳优化算法

在技术创新扩散过程中很少创新是一进入市场就被立刻采用的。当具备采纳创新技术所需的财务条件时,企业主要考虑何时及如何配置各资源比例达到效用最大化的问题,这是一个多阶段有限理性的决策过程。本文提出运用反向传播算法进行定量计算,解决了企业在创新技术决策采纳过程中资源权重配置的问题,通过虚拟企业实证为企业决策优
优化采纳提供了可行性的参考依据。     

基于人工神经网络的多学科优化设计研究

多学科优化设计的两大难点是子学科间的信息交换和系统分析计算的复杂性。为此，在一致性约束算法和并行子空间算法基础上，提出了一种基于人工神经网络响应面的多学科优化设计算法，它是一种二级结构的优化方法，即学科层仅满足局部约束，系统层提供一种协调学科间冲突的机制，保证在相关变量和耦合变量上的一致性，使设计方案不断改进。通过某型号飞航导弹系统的优化实例，验证了算法的有效性。     

基于容差模型和正交试验的四连杆变幅机构稳健优化设计

针对设计函数为隐函数或高度非线性函数的工程设计优化问题，提出了一种较为实用的、综合运用容差模型和正交试验法的稳健优化方法，并将该方法应用到四连杆变幅机构的优化设计中，结果表明，稳健优化后的变幅机构性能得到了改善，设计质量得到了提高。