【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及系統工程與管理領域，具體涉及多層級和多學科集成優化設計。
技術介紹
1、任務體系與單個裝備的有效集成及優化設計是提高體系效能和應對復雜應用環境的關鍵。然而，傳統的裝備設計方法主要側重于單一系統的性能優化，不足以應對多系統集成和任務體系整體要求。傳統的方法忽略了系統間的相互作用和協同效應，導致裝備實際應用中存在系統整合不足和資源分配不合理等問題。美國《國防科技期刊》(journal?ofdefense?technology)指出美國當前的裝備研發往往著重于單一裝備的技術性能，而較少考慮裝備與整體任務體系之間的兼容性和協同效應。傳統的分離式設計思維和方法將導致資源浪費和任務效能無法得到有效發揮。
2、在申請日前的現有技術中，多學科優化設計(mdo，multidisciplinary?designoptimization)已經成為提高系統設計效率和性能的重要手段。例如，美國國防高級研究計劃局(darpa，defense?advanced?research?projects?agency)就曾推動過相關的研究項目，以期通過集成不同學科的設計方法，實現高效的系統設計。大多數現有技術仍然側重于單一裝備平臺或系統的優化，而非整個任務體系與裝備的綜合優化，缺乏體系層面的整體考量。
3、公布號為cn114896699a的現有專利技術專利申請文獻《一種航空發動機中向心渦輪葉輪的多學科優化設計方法》，在該現有方法中，通過整合不同學科的設計模型，實現發動機性能的全局優化。公布號為cn117892559a的現有專利技
4、隨著技術的發展和戰爭形態的變化，單一裝備系統已無法滿足復雜任務需求，必須通過多層級多學科的集成優化，實現體系整體任務效能的提升。
5、在傳統的系統工程領域，很多現有的設計方法主要集中在某一特定層級或學科的優化，忽略了體系與裝備之間的相互關系及其在提高整體任務效能中的關鍵作用。主要表現在：
6、一、缺乏實現需求牽引的有效抓手。體系級屬于應用學科群，而裝備級屬于技術學科群。兩個學科群沒有有效的抓手來實現耦合，致使任務需求牽引不直接，操作性不強。
7、二、在裝備級的優化設計中，沒有以體系貢獻率為優化準則。追求單個裝備所定義的效能并不一定能有效整體任務效能。
8、綜上，現有技術的任務體系及裝備系統的優化設計過程中，存在需求牽引與系統優化設計的耦合程度低、存在信息孤島，以及未將體系貢獻率作為優化準則，導致任務效能及裝備性能低、裝備與任務體系建設效益低的技術問題。
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題在于：如何解決現有技術的任務體系及裝備的優化設計過程中，存在需求牽引與系統優化設計的耦合程度低、存在信息孤島，以及未將體系貢獻率作為優化準則，導致任務效能及裝備性能低、裝備與任務體系建設效益低的技術問題。
2、本專利技術是采用以下技術方案解決上述技術問題的：體系與裝備多層級多學科優化設計方法包括：
3、s1、根據任務場景信息分析得到總體使命指標，根據任務場景信息、總體使命目標構建問題框架；
4、s2、使用多指標需求集算法進行體系級分析，生成關鍵指標需求集，定義有效需求區域，根據有效需求區域，進行系統級多學科優化，使總體使命指標中的關鍵指標落入有效需求區域，以實現體系任務目標；其中，多指標需求集算法包括：單調型指標需求集生成算法、非單調型指標需求集生成算法以及非確定型指標需求集生成算法；
5、s3、從需求指標空間中確定初始取值，將初始取值輸入至各學科模型，根據關鍵指標需求集，按照三層優化模式，利用總控優化模型進行迭代優化操作，找到適用設計方案，實現分層級多學科優化設計，其中，總控優化模型包括：基于有效性的優化模型、基于穩健性的優化模型以及學科i的優化模型。
6、本專利技術通過多層級多學科的集成優化，打破信息孤島，實現多層級多學科信息的有效集成，本專利技術的集成優化設計能夠有效融合不同層級、不同學科信息，以促進信息的無縫交流和綜合利用，實現體系整體任務效能的提升。本專利技術將任務體系需求深度融入到裝備系統的設計與優化過程中，實現多層級和多學科的協同優化，以適應快速變化的任務環境和提升整體任務效能。本專利技術能夠跨越傳統學科間的界限，通過高度集成的設計流程，解決復雜的任務系統設計問題，從而顯著提升裝備系統的任務適應性、魯棒性和綜合任務效果。
7、在更具體的技術方案中，s1包括：
8、s11、根據任務場景信息進行使命目標分析，以得到總體使命目標；
9、s12、根據總體使命目標，構建體系運作概念模型；
10、s13、在體系運作概念模型中，細化體系關鍵能力指標、裝備系統功能與性能指標以及系統關鍵技術參數，確立多層級要素，構建影響關系量化模型；
11、s14、根據體系運作概念模型、影響關系量化模型，構建問題框架。
12、本專利技術通過構建任務體系任務場景和體系運作的概念模型，實現從總體任務指標到裝備具體性能指標的多層級聯動優化，通過構建基于整體任務體系與裝備集成優化的框架，有效提升任務效能和裝備性能，提高裝備與任務體系建設效益。
13、在更具體的技術方案中，s2中的單調型指標需求集生成算法，通過遞歸操作，利用最大等分內接超盒按任意精度來逼近關鍵指標需求集，s2包括：
14、s21、確定相應需求約束值uk，生成單調任務指標需求集pl，使得相應需求約束值uk、單調任務指標需求集pl滿足下述約束：
15、fu(pl)≤uk；
16、s22、獲取并根據單調型指標、指標值，迭代求取新區間笛卡爾積，以作為最小外包超盒；
17、s23、本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.體系與裝備多層級多學科優化設計方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的體系與裝備多層級多學科優化設計方法，其特征在于，所述S1包括：
3.根據權利要求1所述的體系與裝備多層級多學科優化設計方法，其特征在于，所述S2中的單調型指標需求集生成算法，通過遞歸操作，利用最大等分內接超盒按任意精度來逼近所述關鍵指標需求集，所述S2包括：
4.根據權利要求1所述的體系與裝備多層級多學科優化設計方法，其特征在于，所述S2中的非單調型指標需求集生成算法，還包括：
5.根據權利要求1所述的體系與裝備多層級多學科優化設計方法，其特征在于，所述S2中的非確定型指標需求集生成算法，還包括：
6.根據權利要求1所述的體系與裝備多層級多學科優化設計方法，其特征在于，所述S3包括：
7.根據權利要求6所述的體系與裝備多層級多學科優化設計方法，其特征在于，所述S3中，利用下述邏輯，表達所述基于有效性的優化模型：
8.根據權利要求6所述的體系與裝備多層級多學科優化設計方法，其特征在于，所述S3中，利用下述邏輯
9.根據權利要求6所述的體系與裝備多層級多學科優化設計方法，其特征在于，所述S3中，利用下述邏輯，表達所述學科i的優化模型：
10.體系與裝備多層級多學科優化設計系統，其特征在于，所述系統包括：
...【技術特征摘要】
1.體系與裝備多層級多學科優化設計方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的體系與裝備多層級多學科優化設計方法，其特征在于，所述s1包括：
3.根據權利要求1所述的體系與裝備多層級多學科優化設計方法，其特征在于，所述s2中的單調型指標需求集生成算法，通過遞歸操作，利用最大等分內接超盒按任意精度來逼近所述關鍵指標需求集，所述s2包括：
4.根據權利要求1所述的體系與裝備多層級多學科優化設計方法，其特征在于，所述s2中的非單調型指標需求集生成算法，還包括：
5.根據權利要求1所述的體系與裝備多層級多學科優化設計方法，其特征在于，所述s2中的非確定型指標需求集...
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。