支持参数和公差设计的多学科协同建模

分析了多学科协同设计的耦合关系，提出支持参数和公差设计的多学科协同建模．首先。获得设计初始阶段各领域专家给出的约束条件和设计变量的大致范围；然后，抽取所有领域中在参数和公差设计阶段的耦合参数和相关约束；最后，构建产品的变动约束网络模型．在多学科协同建模中，考虑了不等式约束条件的转化、微分方程形式约束的转化、参数和公差的综合，以及与三维CAD系统的集成；为进一步实现参数和公差协同求解奠定了基础。     

iSIGHT--多学科设计优化集成平台

一、多学科设计优化 在工业产品和系统的设计中,一个标准优化问题通常包括最大/最小的优化目标、一系列约束条件和控制变量。用户通过改变控制变量获得最切实可行的设计方案。     

基于集成产品与过程建模的设计进程管理

本文研究虚拟原与设计过程模型的集成问题以及基于该集成模型的设计进程管理,首先提出基于虚拟原型的设计过程模型生成,然后讨论基于虚拟原型和设计过程集成建模的、面向并行工程的设计过程管理、最后重点讨论通过初步设计信息交换加快设计进程的问题。     

元模型的复杂产品多学科信息建模方法

为了有效地支持复杂多学科产品设计中的信息共享、交互以及多学科模型之间的动态转换,结合元模型的建模思想,提出一种基于元模型的复杂产品信息建模方法.根据复杂多学科产品设计过程的特点,采用设计元模型对多学科产品设计过程信息进行抽象表达,并建立设计元模型和学科元模型之间的映射关系,实现了基于元模型的学科模型的动态转化.最后以某机型机翼的多学科信息建模为例,说明了该方法在复杂产品多学科信息建模中的应用过程.     

集成协同优化策略与性能测量法的多学科可靠性设计优化

为了充分考虑不确定性因素对产品性能的影响,基于分解思想,对传统的三层嵌套循环的多学科可靠性设计优化过程进行解耦,变型为一种顺序执行的单层递归循环过程,提出集成协同优化策略和性能测量法的多学科可靠性设计优化方法.首先采用协同优化策略建立确定性多学科设计优化模型并选用遗传算法进行系统层级优化;然后在协同优化框架下应用性能测量法搜索最可能失效点,进行多学科可靠性分析;最后针对不满足可靠性设计要求的概率约束,采用移动策略及可靠性分析结果重构确定性多学科设计优化模型,直至收敛.数值算例和减速器实例结果表明,文中方法有效,具有实际工程意义.     

多学科混合变量协同设计优化方法研究

为解决同时含有离散和连续两种变量形式的混合变量复杂产品设计优化问题,利用“分而治之”的混合参数处理思想,在协同设计优化算法的基础上,提出一种多学科混合变量协同设计优化方法．该方法先将优化问题解耦分解成相对简单的多个子系统进行优化计算,然后利用协同设计优化算法的协同机制求得全系统最优解．算例验证结果表明了所提出方法的可行性和有效性．     

产品研发过程管理信息集成建模方法研究*

为了实现制造企业产品研发过程多目标全局集成管理和综合优化,提出了基于活动及其实现过程(ProA)的信息集成建模方法。建模过程中详细讨论了产品研发ProA数学模型、ProA信息模型设计策略、ProA信息存储方案和ProA基础信息模型。基于MVC提出了ProA的信息系统设计结构,为ProA信息系统设计奠定了基础。     

并行设计过程建模及优化

设计过程建模及优化对于缩短产品开发时间、提高企业的竞争力具有重大意义，本文提出了面向对象（Ｏ－Ｏ：Ｏｂｊｅｃｔ－Ｏｒｉｅｎｔｅｄ）的设计和并行设计过程建模方法，随后以二级圆柱直齿减速器的设计为例，介绍了以Ｏ－Ｏ过程模型为基础，以设计结构矩阵为工具的设计活动重组，并比较了重组前后所用时间，取得了明显的效果。     

支持自顶向下设计的产品功能建模技术

自顶向上的设计模式符合一般的设计规律，面对几何建模技术为主的各种ＣＡＤ系统难以真正地对这一过程提供支持本文介绍了一种基于功能单元和功能特征的产品功能模型。它能够表达产品的功能结构和功能关系，并建立了对零件形状特征的功能约束。功能建模系统 基于特征的产品建模系统相连接，能够实现自顶向下的产品设计 。     

新型多学科设计优化算法研究

研究多学科系统优化问题,针对工程系统的复杂性,通过多学科设计优化算法框架协同优化算法的研究,根据现有协同优化算法由于系统级一致性约束的存在计算量大,容易发散等缺点,提出了一种新的多学科设计优化算法框架.算法通过对设计变量的重新分配,简化了耦合变量的解耦过程,从而达到简化优化过程的目的,解决了协同算法的上述缺点.采用iSIGHT软件,对具体算例进行仿真,并与协同优化算法进行对比,验证了该算法的有效性.     

复杂产品一体化优化设计框架研究

复杂产品的一体化设计过程涉及多个互相关联的分系统,支持一体化设计的优化框架需要能够集成优化设计过程中涉及的异构应用并进行优化,从而辅助设计人员对总体与各分系统的优化设计进行验证.在分析国内外复杂产品一体化优化设计研究现状的基础上,基于C/S模式提出了一种支持复杂产品一体化设计的优化框架体系结构.该优化框架包括两方面的关键技术：包装器集成技术和混合遗传算法.异构应用首先按照接口规范包装后形成可发布的共享组件,便于构建一体化设计过程.在此基础上,通过混合遗传算法等辅助设计人员进行优化计算.最后阐述了目前的工作和下一步需要解决的问题.     

多学科设计优化方法与传统设计优化方法的比较研究

多学科优化设计也是在传统设计优化基础上重要的质的发展。它是设计方法、传统机械设计知识、过程设计知识、现代信息技术交叉集成的大系统方法。多学科设计优化技术 以提高产品性能、缩短设计周期和降低研制成本为目的。本文将多学科优化设计与传统优化设计进行对比,并以实例分别进行多学科设计优化和传统优化设计,证明了多学 科优化设计的可行性和高效性.     

基于协同进化博弈的多学科设计优化

复杂系统的设计问题可以非层次分解为并行的多个子空间优化设计问题。多学科优化的迭代过程可看成子空间博弈的过程。各冲突子目标协商一致条件下,子空间合作博弈的均衡点能达成原系统的整体最优,并给出协同进化算法求解博弈的Nash均衡点的计算框架。以某型民用客机的总体优化设计为例,将其分解成气动和重量两个子空间优化。设计变量不重叠地分布于各子空间,两冲突子目标分配相同权值,线性加权组合而形成的单目标作为各子空间共同的优化目标。计算结果表明此方法是有效的。     

支持知识嵌入的设计过程建模

针对产品设计快速化、模块化、知识化的发展趋势和参数化、重复性等主要特征,提出知识嵌入的概念,建立支持过程、任务流转和参数传递的设计过程模型。其中,改进的设计过程定义元模型在工作流过程定义元模型的基础上,通过引入知识流引擎和知识单元模型,建立知识嵌入的控制机制。原型系统的实现验证了该方法可以有效地管理产品设计过程,实现各类设计知识在任务执行过程中的自动嵌入。     

导弹多学科设计优化中响应面方法研究

使用响应面方法取代高精度工程模拟可以减少设计周期和成本。目前,有多种响应面模型应用到导弹多学科设计优化中,每种响应面模型有不同优点和不足。本文的目的是通过比较六种响应面模型来帮助设计者选择合适的响应面模型。七种测试函数用来比较响应面模型的三个方面：近似精度、鲁棒性和应用难易度。结果表明,Kriging响应面和增强径向基函数响应面对线性响应、二次响应和高阶非线性响应都有很好的近似效果,而二次多项式响应面和移动最小二乘响应面适合于线性和二次响应,径向基函数响应面适合于高阶非线性响应。神经网络响应面在使用更多的采样点时得到更精确的模型。     

基于依赖的产品开发过程的优化

本文提出了一种并行工程环境下产品开发过程的模型,给出了基eEPC图形描述。从产品开发过程中各活动之间的依赖关系的角度,探讨了并行工程环境下产品开发过程的优化,给出了具体的优化算法。最后给出了该优化方法的应用实例。     

复杂耦合系统新兴的多学科设计优化方法

针对传统的复杂系统设计与工程设计领域中,设计方法或者优化方法是顺序地或者没有充分考虑子学科或子系统之间的交互作用与耦合关系的弊病,介绍了多学科设计优化方法(Multidisciplinary Design Optimization——MDO)在解决航天器设计复杂系统工程中的有效成就;接着介绍MDO的思想和研究内容,单级优化和两级优化的典型方法,然后叙述了目前国内外的研究成果和进展,充分表明其在解决此类复杂系统上的优势和研究价值;展望了多学科设计优化方法在所有此类复杂设计与工程领域重大研究价值的前景。     

Regional Process Modeling for Design for Environment

This research is an effort towards providing higher level Design for Environment (DFE) tools for a broad industrial region. Issues ranging from the levels immediately above existing design tools, to the envisioned highest level for a broad geographical region are discussed. A tool for the regional planning of the DFE activities is proposed, considering a model construction based on material flows across the industry. The Multi-Lifecycle approach is supported by organizing the input/output flows for industries, potentially utilizing waste material, side products and recycling. Capitalizing on the conceptual integration of the design and process activities, an Abstract Design Environment is used for the design of the basically process oriented material flow tool. Within the context, the relations among design, process and flow-modeling concepts are discussed.