复杂产品设计的多学科协同决策方法.pdf

第３１卷　第４期 四 川 兵 工 学 报 ２０１０年４月  【其他研究】  复杂产品设计的多学科协同决策方法 张文成，王　红，宋宝华 （川庆钻探工程总公司，西安　７１００１６） 摘要：在分析产品开发所涉及的各领域设计原理、设计要求及设计目标的基础上，建立协同决策的约束网络模 型，并设计了模型求解的约束优化算法，该算法将混沌方法的局部有哪些信誉好的足球投注网站与免疫算法的全局有哪些信誉好的足球投注网站相结合，增强了算 法的细化有哪些信誉好的足球投注网站能力，且有效避免了算法陷入局部最优。将该决策优化方法用于单圆盘弹性转子的设计，获得了 综合性能较优的设计方案，验证了方法的有效性与可靠性。 关键词：冲突解耦；协同决策；约束网络；免疫混沌算法 中图分类号：ＴＰ３９１．７２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６－０７０７（２０１０）０４－０１４６－０５ 　　航空航天、汽轮机组、机床等是一类系统组成复杂、开 适的设计参数使得各领域的约束条件得到满足和设计目 ［２］ 发过程复杂、分析方法复杂的基于多领域多学科知识融合 标得以实现的过程 。 的大型复杂产品，这类产品的开发是涉及机械、电子、控制 与一般的多目标约束规划不同的是，多学科协同决策 等多个领域的一体化协同设计过程，需要各领域设计者相 问题中每个领域不但有自己的决策目标，而且还有各自不 互协作，综合考虑各组成要素间的相互作用，并行协同地 一定相同的约束集，而不是多目标约束规划中每一个目标 完成设计任务。通常，产品设计的多个领域指标间往往存 都是在相同的约束集上进行寻优。 在复杂的耦合关系，甚至相互矛盾的关系，使得设计变量 另外，从系统论的角度讲，产品的设计是一个系统工 ［１］ 可行解空间的确定非常困难 。因此，如何正确地处理领 程，各领域设计要求、设计目标之间存在各种相互依赖甚 域间的耦合关系，充分利用各学科间相互作用所产生的协 至相互冲突的关系，设计变量呈现复杂的耦合特征，它们 同效应进行设计变量的各领域协同决策，实现系统层面上 的选择需要综合考虑各方面因素，权衡各方“利益”，由设 产品综合性能的优化是复杂产品开发中的一个关键问题。 计各方进行合作博弈，整体把握以便使设计方案能够满足 传统设计方法往往分别从单领域单学科角度考虑问 各方要求，从而实现产品的系统级综合性能最优。为此， 题，缺乏对多领域多学科知识融合与协同决策的综合考 需要对各学科设计要素建立统一形式表示的协同决策模 虑，例如，人们对产品本源设计方法的研究与先进协同技 型，以实现各领域设计要素的一致性建模。典型的多学科 术的研究通常平行无交叉地进行，并没有很好地将两者结 并行协同设计的信息流关系如图１所示。其中Ｘ表示由 合起来，导致复杂产品设计的质量与效率不高。本文中以 各个领域共同决策的设计变量，Ｘ＝［Ｘ ，Ｘ ，…，Ｘ ］表 ｉ ｉ１ ｉ２ ｉｍ 高速旋转机械这类复杂产品具有共性特征的关键部件转 示各领域的局部变量，ｙ表示由ｉ控制但对ｊ有影响的设计 ｉｊ 子系统的设计为例，研究复杂产品设计的多领域多学科冲 变量，ｆ为领域ｉ的设计目标，ｇ为领域ｉ的设计约束。