复杂产品设计中的多领域耦合建模及综合优化研究

本项目旨在建立有效处理复杂产品多领域分析与设计优化的理论和方法，探讨由机、电、液、控等多领域耦合复杂系统的递阶混合建模与综合优化方法。基于复杂产品的层次信息模型，研究仿真模型和优化模型的一体化集成表示方法，构建结构特征与边界条件融合的递阶混合模型。并将多学科协同规划方法引入仿真求解过程，实现复杂系统仿真与优化问题的统一求解。针对多领域耦合模型优化求解的低效率问题，进一步提出了仿真模型的分治求解策略。在此基础上开发原型系统，以江淮汽车公司的某型电动汽车为对象进行应用实例验证。最终形成复杂系统的多领域、多粒度、多阶段递阶建模、仿真与综合优化的理论框架体系，解决复杂产品设计过程仿真分析与设计优化的共性基础问题。本项目的研究丰富和拓展复杂系统建模与仿真理论，促进多学科设计优化理论发展，为复杂产品创新设计以及建模与仿真工具的研发提供支撑使能技术。

针对复杂产品设计多领域耦合，本项目从如下三层进行了建模与优化的研究：（1）复杂系统多领域、多阶段、多粒度递阶混合建模理论，基于DSM矩阵构建了复杂系统层次化模型，并对递阶混合模型到优化模型转换方法进行了研究；（2）基于协同规划与分解，构建了仿真优化一体化模型，并研究了子学科分治求解和多层次归约；（3）基于递阶混合理论及协同规划与分解，建立了复杂产品设计多领域耦合的递阶混合建模及优化综合模型，并通过混合动力电动汽车机电耦合系统验证了模型的可行性。. 项目研究期间，共发表了（含收录）科技论文10篇，其中SCI收录2篇（已录用1篇），EI收录4篇，ISTP收录2篇；培养博士3人，硕士3人。