多学科设计优化方法及其的应用的研究

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1、摘要随着高科技领域的广泛延伸，针对某一复杂产品的设计开发常常伴随着多门学科的介入，传统的设计方法以学科为基础把产品划分为不同的子系统，由不同的部门完成子系统的优化设计，再经过各子系统之间的协商与妥协来完成整成品的开发工作。由于设计人员在寻求本学科子系统最优解的时候，很少考虑不同学科之间的相互影响的问题，按照这种设计模式得到的结果往往只是局部最优，而非全局最优。在大型化和复杂化的产品设计领域，传统的设计模式难以满足人们的设计要求，需要发展一种高效的适合于复杂工程系统优化设计的方法。多学科设计优化是传统设计优化方

2、法基础上的一个重要的质的发展。它是设计方法，传统的产品机械设计知识、过程设计知识、现代信息技术的交叉集成的大系统方法，能够适应更大规模的工程产品的系统设计、发展的需要。多学科设计优化方法通过充分利用各个学科之间的相互作用所产生的协同效应，并行计算并采用高精度的分析模型进行设计优化，对发展武器装备、汽车、摩托车、数控机床等复杂工程系统设计是技术理论与方法上的制高点之一，几乎可以说，是代表了一个国家掌握产品创新的核心能力之一，因而具有基础性、前沿性、工程实用性。开展对多学科设计优化技术的研究具对于提升我国整体科技

3、水平具有重要意义。本课题来源于广东省自然科学基金项目(项目编号06029824)。本文首先介绍了多学科设计优化研究的背景和意义及国内外的研究发展现状，概述了多学科设计优化的含义和特点以及MDO的主要研究内容。然后比较研究了各种优化算法以及几种多学科设计优化方法的优缺点和适用范围，为下文打好基础。最后本文将多学科设计优化理论及方法应用于六轴并联机床的综合优化设计，用matlab进行编程然后集成到Isight中，以六轴并联机床的灵活性和误差为指标对其进行多学科设计优化，从而实现对多学科设计优化理论及方法进行验证．

4、关键词：多学科设计优化，智能优化算法，近似技术，协同优化；nABSTRACTWiththelargeextensionofhightechnologyfield，therearemanydifferentdisciplineswhichweshouldconsiderwhendesigningacomplexproduct．Tranditionally,wedevidetheproductintomanysubsystemsbasedonthedisciplines．Differentdepartmentsw

5、illaccomplishthedesignofdifferentsubsystemsand．thenthesubsystemshavetocompromiseinordertocompletethewholedesignoftheproduct．Becausewhenthedesignerstrytofmdthebestsolutionintheirdiscipline，theyoftenignorethecoinfluenccofotherdisciplines．Inthatway,theyCanonly

6、getalocal—bestresultinsteadoftherealbestresultthatwedesirefor．Inlarge—scalecomplexengineeringsystem,thetraditionalmodeishardtomeetpeople’Sdemandsandneeds．Thereforeweneedtodevolopeaneffectivewaywhichcallapplyinthedesignoflarge-scalecomplexengineeringsystems．

7、MultidisciplinaryDesignOptimization(MOO)istheresultofhugedevelopmentbasedontraditionaldesignoptimization．MDOisal(indofdesignmethodologyintegratingdesignmethods，designknowledgeandmodeminformationtechnologiesusedforlarge-scalecomplexengineeringsystem．Itmeetst

8、herequirementsofdesign，optimizationanddevelopmentofcomplexengineeringsystem．ItCanSimplifyandreducethedesignprocess，producethebestqualitywhilereducethecostanddesigncycle．MDOtechnologyissignificantfordev