多学科设计优化的分解策略及其云服务平台的实现技术研究

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1、硕士学士学位位论论文多学科设计优化的分解策略及其云服务平台的实现技术研究作者姓名周际锋学科专业机械制造及其自动化指导教师姚锡凡教授所在学院机械与汽车工程学院论文提交日期2016年4月StudyontheDecompositionStrategyofMultidisciplinaryDesignOptimizationandItsCloudServicePlatformImplementationADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：Z

2、houJi-fengSupervisor：Prof.YaoXi-fanSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China校代号：１０５６１分类号；ＴＰ３９１学学号：２０１３２０１００２６９华南理工大学硕±学位论文多学科设计仇化的分解策略及其云服务平台的实现技术研究、职称：作者姓名；周际锋指导教师姓名姚锡凡教授申请学位级别：工学硕±学科专业名称：机械制造及其自动化研究方向；数字制造及其计算机控制２２日论文答辩日期：２０

3、１６年０６月０４日论文提交日期；２０１６年０４月：年月日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期答辩委员会成员：＾主席：（ｍＡｖ华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研巧所取得的研究成果。除了文中特别加ｔ＾ｉ＜标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中１＾明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名贿日期：糾年

4、＾月？日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关傑留、使用学位论文的规定，艮：Ｐ－研巧生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可臥公布学位论文的全，可部或部分内容允许采、用影印缩印或其它、汇复制手段保存学位编一。人论文电子文档本的内容和纸质论文的内容相。致本学位论：文属于□保密，在年解密后适用授权。本书时禾保密意在校网上

5、，，同园发布内师生供校和与学校有共协议的享位浏览同意将本人学位论单；文提交中国学术期刊光盘版电子杂志社全（文）ＣＮＫＩ出版和编入《中源，。国知识总》传播学位资库论文的全部或内部分容上＂＂请在Ｖ臥相应方框内巧（）Ｗ同者签名；＆作日曰親３蘭蛛叫購？斯化：少指导师签名教；日期啦＞的３每日摘要为了解决多学科设计优化过程中的学科交互复杂性与计算复杂性所造成的求解困难，本文对多学科设计优化的分解策略和云服务平台的实现技术两个方面的内容进行研究。一方面探讨针对不同的多学科优化问题采用

6、不同的分解策略来组织和管理设计过程；另一方面探讨将云制造的理念应用在多学科设计优化过程中，通过云服务调用的方式去解决多学科优化问题。主要工作如下：首先，对目标级联法的分解方法进行了研究，通过目标级联法对层次性的多学科优化问题进行层级分解，将复杂的工程系统分解为相互联系的若干子系统，结合具体的算例进行分析，为了充分发挥目标级联法的求解优势，探讨了目标级联法与智能优化算法的组合应用。其次，针对非层次性的多学科优化问题，探讨通过灵敏度分析方法对其进行分解，提出了基于灵敏度分析的多学科优化框架，结合具体的算

7、例对其进行了验证；由于灵敏度分析方法在解决大规模耦合问题与非线性问题的局限性，提出一种新的序列化协同优化方法，将设计结构矩阵应用在多学科设计优化中，通过聚类算法将学科群体聚合为多个学科子群，并通过划分操作和添加约束的方式对学科子群进行处理，使学科子群呈无环的树结构，进而进行并行优化分析。然后，对多学科设计优化过程中的近似建模技术进行了研究，概述了近似建模的基本原理，并对近似建模过程中的样本点采集方法和多种近似模型进行对比分析，结合多学科设计优化的评估算例，利用多种近似模型进行近似建模分析，使用不同的

8、优化算法进行优化对比。最后，鉴于云制造整合优化资源方面的优势，将云制造的理念运用在多学科优化过程中，提出一种多学科云服务平台的原型系统，重点阐述了优化资源的服务化方式和服务资源的调用流程两个方面的内容，并在服务调用的基础上，采用工作流的方式实现了算例在不同求解策略下的应用过程。关键词：多学科设计优化；目标级联法；灵敏度分析；设计结构矩阵；近似建模；云服务IAbstractInordertosolvethedisciplineinteractioncomplexitya