多学科知识融合驱动的复杂产品协同设计理论与方法研究

涉及机械、电子、控制等多个学科领域协同决策与知识融合是复杂产品协同设计的显著特征，也是复杂产品协同设计研究亟待解决的关键问题。由于传统的产品协同设计大多焦聚在单学科领域与协同设计环境的建设上，难以解决复杂产品设计的多学科协同决策问题。因此，研究多学科知识融合驱动的复杂产品协同设计理论与方法学具有理论与实践双重意义。为此，本项目拟从深层科学问题探索的角度出发研究支持复杂产品协同设计的多学科知识融合与重用机理、复杂产品协同设计过程模型与调度方法、多学科本源设计方法的协同决策模型与冲突消解机制、协同感知与知识共享跟踪控制等理论问题；从工程技术及应用的角度出发研究多学科知识融合驱动的复杂产品协同设计软件与工具集的系统分析与设计方法、软件实现的关键使能技术和编程模型等；最终从复杂产品的设计案例研究着手，验证上述理论、方法与模型的正确性，以此达到"理论驱动应用"的基础性研究效应。

复杂产品的设计是一个涉及机械、电子、控制等多个学科领域的一体化协同优化决策与冲突消解过程，是具有不同专业知识的设计者协同工作过程，也是多学科领域的复杂知识融合过程。在传统的复杂产品设计模式中，设计工作多集中在某单一学科领域，缺少多学科协同决策机制。本文提出从多学科知识融合与多学科领域协同决策两个层面来支持复杂产品的创新设计，达到提高复杂产品设计质量与设计效率的目的。首先，提出多学科知识的获取、融合与重用方法与模型为支持复杂产品协同设计的多学科分布式知识的智能挖掘与融合、动态组织、多视图建模与重用提供了理论与方法支持；其次，提出了复杂产品协同设计过程建模与调度方法为复杂产品协同设计过程网络的动态配置与运行调度，实现对复杂产品协同设计过程的全局可视化控制提供有效地方法与技术支持；再次，提出了多学科协同决策理论与方法为支持复杂产品的功能实现设计与功能保障设计之间及多学科设计方法之间的协同决策提供了理论与方法支持；最后，开发的多学科知识融合驱动的复杂产品设计协同决策设计系统与工具为实现复杂产品的协同设计理论、方法与模型提供有力的支持和保障。