基于多目标决策的协同设计冲突消解方法研究

针对单一的冲突消解方法的缺点,将冲突对象分为参数层、特征层、结构层和方案层4个层次,着重研究了方案层次的冲突消解。首先,采用多目标决策的目标向量空间的概念对冲突的产生加以数学描述,并对冲突的原因进行了数学解释;然后,根据求解多目标决策问题的优化算法,提出了在方案层次上进行冲突消解的算法,详细描述了该算法的具体实现步骤,以便从多个可行方案中找到符合各方设计人员要求的唯一优化解;最后,应用该算法对某车床纵向进给部件协同设计冲突进行消解,说明了该算法的有效性．     

立体仓库多机器人协同路径规划与冲突消解

针对立体仓库中多机器人协同路径规划问题,建立了一个具有最优作业时间和能耗的多目标路径规划模型.采用分治-协作策略将多机器人路径规划问题分解为多个单机器人路径规划子问题.在路径规划中,采用改进的蚁群算法对每个机器人的初始路径进行规划.基于时空协同约束,采用协同迭代优化策略,提出了多蚁群协同进化算法.针对路径冲突问题,设计了一种动态优先级冲突消解策略,有效地解决了多机器人冲突问题,找到了最优路径组合.仿真结果表明,该方法能有效提高多机器人的协同搬运效率,降低能耗并缩短搬运时间.     

人机结合多目标协同进化算法求解卫星设备布局

针对多层系统多目标优化的多舱段卫星设备布局设计的工程满意Pareto最优解集求解困难问题,基于协同进化框架,给出一种人机结合的多目标协同差异进化算法。算法将人机结合方法引入基于协同进化框架的多目标协同进化算法,构建含人工和算法的精英解集合的档案,提出用差异进化算法随机自动实现由算法子个体和人工子个体两两组合生成个体的3种方式,用于子系统的人机结合。在迭代前期采用子系统人机结合增加算法的多样性和分散性,在迭代后期采用系统人机结合增加算法的收敛性和分布性,从而提高基于协同进化框架的多目标协同进化算法求解这类多层系统的多目标优化的计算性能,获得Pareto最优解集。最后,通过案例验证了该算法具有较好的计算性能。     

基于设计目标最大化的协同设计冲突消解算法

给出了考虑资源冲突、过程冲突和设计冲突等冲突起因的协同设计的数学描述模型,该模型表明冲突消解是一个多目标规划问题,通常只能得到Pareto解,并指出设计冲突消解是其难点.在考虑设计变量及其对设计目标的影响具有模糊性和冲突消解需要付出成本的基础上,提出了一种基于设计目标最大化的设计冲突消解算法.该算法引入了模糊等级值和设计变量的影响度等定义,通过比较消解成本和消解引起的设计目标波动值的相对大小,从而选择成本较小的算法,通过调整对总体设计目标影响最小的冲突设计变量的模糊等级值来消解冲突.最后,应用汽车摩擦片设计实例验证了该算法的有效性.     

面向工业设计云服务平台的多目标创意设计评价方法

为完善云服务平台应用,改善现有多目标设计评价方法效率低的问题,提出一种面向工业设计云服务平台的多目标创意设计评价方法。结合已有的多目标评价方法和设计云服务平台的特点,对网络化协同设计过程中的设计目标重要度进行了准确量化,引入客户参与设计决策过程方式、冲突消除机制和模糊评价机制,遵循科学性与系统性相结合的原则,建立了一套层次性的多目标创意设计评价过程模型。建立了多目标创意设计的评价目标体系,进一步生成面向工业设计云服务平台的创意设计方案。构建了基于质量功能配置的方案参数优化的定量模型,若产生冲突则利用决策偏好的多目标粒子群优化算法对其进行冲突消解。以云服务平台上游艇设计的评价为例,通过与其他方法进行实例对比,验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于物理规划的多学科多目标设计优化

针对复杂产品多学科多目标设计优化存在的耦合严重、计算效率低、难以获得体现设计者偏好的最优解等问题,提出了基于物理规划和改进的协同优化策略的多学科多目标设计优化方法,阐述了该方法的基本思想并给出了设计优化流程.该方法密切结合实际工程设计经验,将多目标优化问题转换为反映设计者偏好的综合目标优化问题,采用改进的协同优化策略建立多层次的优化模型进行并行优化,得到了反映设计者偏好的最优解.以飞机起落架缓冲器为例,证明了该方法可以较好地求解多目标优化问题的折中非裂解.     

基于模糊评价的协同设计冲突仲裁技术研究

针对协同设计中采用单一的冲突消解方法难以消解复杂多样的冲突的问题,采用多种冲突消解方法集成的方式消解冲突,提出了协同设计中冲突消解过程模型,对该集成冲突消解过程中的重要环节——冲突仲裁问题进行了描述。采用模糊评价法作为协同设计过程中冲突仲裁问题的求解方法,并给出该算法的具体实现过程和冲突仲裁流程。建立了基于模糊评价方法的冲突仲裁系统的体系结构,详细介绍了该结构的主要功能模块,并对原型系统进行了开发。最后,以某车床纵向进给部件的圆柱齿轮减速机构为例,说明了该算法在冲突仲裁中的应用。     

基于策略的复杂机械产品可维修性设计

为提高机械产品的使用寿命,对产品的维修性和维修性的度量进行了分析,建立了基于维修效率和维修成本的混合策略复杂机械产品维修性能优化数学模型,提出了基于改进的强度Pareto进化算法的复杂机械产品的维修性能设计流程.根据该模型,求得了多目标维修性能优化问题的Pareto最优解集,并使用基于模糊集合理论的方法选择出最优解,在优化产品维修效率的同时优化产品维修成本.应用所提方法对多段式立体停车设备升降横移部件进行了维修件能优化设计,验证了该方法的正确性与高效性.     

协同产品创新设计优化中的多主体冲突协调

在分析协同产品创新设计过程中客户、多领域设计人员等多角色主体间众多冲突原因的基础上,为协调各设计主体在设计目标上的偏好冲突,提出了运用二元语义分析来集结各主体多粒度评价语言信息的方法,并以满意度最大为优化目标建立了多主体冲突协调模型.针对该模型,提出了改进的自适应粒子群算法进行优化求解.算法中,粒子的惯性权值随当前粒子群的进化速度和多样性动态改变,从而使算法具有动态自适应性.通过某手机设计优化实例验证了所提模型与算法的可行性和有效性.     

基于MSRE的机械产品质量特性稳健优化设计方法

为了解决产品质量特性优化设计过程中设计参数发生变差时,最优解变为违反约束条件的不可行解的问题,对产品质量特性的稳健性和稳健性度量进行了分析,建立了基于最小灵敏域估计的产品质量特性稳健优化数学模型,提出了多目标产品质量特性稳健优化设计流程。根据该模型,采用广义差分多目标进化算法求得多目标质量特性稳健优化问题的Pareto稳健优化解集,并使用基于模糊集合理论的方法选择出最优解。在满足产品质量特性设计要求的前提下,优化产品质量特性,提高产品质量特性性能对设计参数变差的稳健性。最后,应用该方法对高速工业平缝机挑线机构进行质量特性稳健优化设计,证明了该方法在工程应用中的正确性与高效性。