《基於QFD的模糊MDO建模與最佳化方法研究》是依託上海大學，由陳以增擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於QFD的模糊MDO建模與最佳化方法研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陳以增
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本項目將針對MDO技術用於產品概念設計所面臨的、彼此相關的四個重要問題加以研究。首先，如何把QFD的顧客驅動的產品設計思想與MDO的基於計算與仿真的產品設計特點相結合，建立一個產品開發集成框架，確保MDO技術融入到產品概念設計的全過程？第二，如何通過系統模糊性建模對設計者的直覺和經驗進行量化分析，從而把設計知識前移來增加設計柔性？第三，如何建立模糊MDO的最佳化策略，能夠在模糊條件下實現產品概念的柔性設計、並對多學科間的耦合性進行有效分析？第四，如何設計模糊MDO的最佳化算法，旨在獲得更具有穩態和均勻性的Pareto最優解的集合，使設計者對可能的設計方案有全面的認識？本項目將為上述問題提供解決方案並研製原型系統，幫助設計者在產品開發早期就運用MDO技術進行多學科間的耦合性分析、及早發現並改進產品設計方案的缺陷，跨越需求分析、方案設計、參數最佳化、仿真計算之間的鴻溝，提高複雜產品的設計質量。
結題摘要
本項目對QFD與MDO集成問題進行了研究。本項目的研究成果在眾多行業，尤其是在複雜工程創新領域具有良好的套用前景，可以幫助設計人員增加產品概念設計的柔性，跨越需求分析、方案設計、參數設計、仿真分析之間的鴻溝，提高產品概念設計的質量。主要研究成果如下：第一，通過把QFD中質量屋的“瀑布式”展開模式與MDO中的“系統—子系統”的分析方法相結合，建立一個產品開發集成框架，增加在產品概念設計階段運用MDO技術的可行性和有效性。第二，運用模糊拓展原理和隨機仿真技術建立了系統模糊建模的步驟和近似算法。運用這些步驟和算法，可以在產品概念設計階段對設計者的直覺和經驗進行模糊表達，把系統模糊性由設計空間映射到評價空間,既能減輕模糊計算的複雜性，又能滿足工程設計的需要。第三，建立了多學科的模糊最佳化策略和最佳化算法。首先，建立了基於不精確法（MOI）的系統模糊融合模型。該模型能夠把多學科間的耦合性分析轉化為補償性分析，通過調整多學科間的補償水平進行多學科設計目標的模糊融合，構建一系列系統級最佳化目標，從而實現產品概念的柔性設計；然後，建立了基於模糊博弈論多學科間補償談判機制。利用該機制，把產品設計中的每個相互耦合的學科作為博弈方，在產品開發預算約束下，每個學科進行合作博弈，確定最優補償水平，進行產品總體最佳化；最後，對模糊多學科的最佳化算法進行了研究，提出了Pareto最優策略與進化算法（主要是遺傳算法）相結合的最佳化思想，能產生具有穩態和均勻性的Pareto最優解的集合，使設計者對可能的設計方案有全面的認識。第四，結合當前科技發展的新形勢，對大數據驅動下顧客參與的產品開發問題進行了預研，取得了初步的研究成果，建立了產品開發集成框架，提出了基於bi-cluster技術的產品痛點分析算法。
