综合集成研讨体系下的复杂产品创新设计决策支持系统

The innovative design of complex products, whose characteristics are multi-disciplines, multi-dimensional, multi-scale, has been highlighted and been in the spotlight recently. There is still lacking of deep theoretical study and scientific, accurate analytical methods, which are used to solve the problem mentioned above on home and abroad. Consequently, the innovation design of complex products will certainly is the theoretical frontier of this subject. Under the guidance of hall for workshop of metasynthetic engineering and the research methodology system, this project applies a critical analysis, based on the multi-disciplines group cooperative decision-making methodology, the comprehensive evaluation theory of complex products and all kinds of intelligent analysis technology. In accordance with the logical routine of the global problem decomposition-building specific decision problem-individual rational decision making-the group decision making, this project develops the polymorphic design information driven decision support system by the means of the architecture of complex products innovation design and decision making for the design and evolution of reusable components. The innovative design pattern of complex products is established, which supports the multi-granularity model integration, the functions combination according to the demands, the qualitative and quantitative of meta- synthetic engineering. For an example, empirical study of the micro- electromechanical systems innovation design is proposed to verify the theoretic research results, to optimize evolutionary path and consistency verification strategy of metasynthetic engineering of complex product innovation design. The project will enrich the theory and methodology of complex product innovation design and decision support and provide new ideas and paradigms for the development and aplication of intelligent metasynthetic workshop engineering.

具有多领域、多维度、多尺度特征的复杂产品创新设计问题是一个亟待解决的重要课题, 目前国内外对该课题尚缺乏深入的理论研究和科学准确的分析方法。本课题以综合集成研讨理论与方法体系为指导，综合运用多领域群体协同决策方法、复杂产品综合评价理论及各类智能分析技术，采用理论研究和系统验证等方法，按照全局问题分解-具体决策问题形成-个人理性决策-群体研讨决策的逻辑思路，通过将复杂产品创新设计与决策体系结构定义为可重用组件设计和演进方式，建立以多态设计信息架构驱动的决策支持系统,实现模型可多粒度集成、功能可按需求组合、定性定量综合集成的复杂产品创新设计模式。以微机电复杂系统创新设计实证研究为例，验证理论研究成果的科学性，优化复杂产品创新决策的综合集成迭代演进路径和一致性检验策略。研究成果将丰富复杂产品创新设计和决策支持理论和方法，为智能综合集成研讨应用和发展提供新的理念和范式。

具有多领域、多维度、多尺度特征的复杂产品创新设计问题是一个亟待解决的重要课题,目前国内外对该课题尚缺乏深入的理论研究和科学准确的分析方法。本课题以方法集成为指导，从如下方面进行了深入研究——..（1）面向复杂产品创新设计难题，采用定性与定量综合集成法作为复杂产品创新设计中的产品信息建模和决策的总体方法，给设计人员提供认知/智力支持的智能决策支持，实现产品创新的可行性和有效性的目标；..（2）以智能决策服务于复杂产品创新设计任务为牵引，面向复杂产品创新设计实际决策需求，在对复杂产品系统中不确定决策特点进行分析的基础上，基于协同设计工程平台建立不确定多属性决策算法工具集，为有效支撑典型复杂产品创新决策示范应用提供技术支持；.（3）构建了基于OSGI的复杂产品设计公共基础设施平台，探讨了基于综合集成研讨厅的复杂产品创新设计问题的求解策略，凝练出一套基于综合集成研讨厅的问题求解过程的基本步骤；.（4）提出了多种有意义的可丰富设计方法库、模型库的算法，如：基于设计结构矩阵（DSM）的产品设计算法、混合聚类算法、基于“一专多能”思想的模块化神经网络建模算法、将TRIZ与基于CBDT的决策问题求解模型有机融合的CBDT-TRIZ模型、面向产品模式分类的深度神经网络算法等；.（5）微机电系统产品的优化设计是一种多域耦合问题。以梳齿式微谐振器等典型系统为范例，对其结构、稳定性、静电力、最大量程、分辨率以及热学等进行分析，将系统分解为微机械学子系统和微电子学子系统，对各子系统设置一个目标函数，采用多目标遗传算法和差分进化算法分别对它们进行有效的优化设计。..在国家自然科学基金支持下，课题组发表论文近20篇，其中被SCI/SSCI收录论文7篇；出版专著译著3部；获国际国内科技奖励5项；获软件著作权5项；多人获得人才称号；积极开展国际交流，主办3次国际会议。