面向复杂装备的鲁棒性产品平台设计关键技术研究

为快速响应外部需求和本体革新，复杂装备设计亟需引入产品平台策略，但贯穿设计进程的不确定性因素制约了产品平台设计在复杂装备领域的深化应用。为此，本项目研究时变需求向功能概念跨域映射的功能推理技术，通过需求预测的云推理、需求映射的证据融合和功能结构的递归匹配，抑制功能设计知识的隐性流失，提高产品平台的功能可靠性；研究参数协调的产品平台性能优化技术，在构建公理化产品平台基础上，提出不确定性耦合参数的分解-协调设计模式，建立约束一致的性能优化决策模型，并设计博弈-协调的多目标优化方法，提高多模块并发调节的优化效率，从模块级和系统级确保产品平台的性能稳健最优；研究模块化配置的过程重用方法，支持对已有设计过程的大颗粒继承，并建立过程迭代的不确定性动力学状态控制方程，给出迭代活动集的解耦策略，实现产品平台设计过程的重构镇定。根据项目研究的关键技术，开发原型系统，并在典型复杂装备中应用验证。

在产品平台设计中融合不确定性分析理念，可有效提高产品平台设计的鲁棒性。为此，本项目开展面向复杂装备的鲁棒性产品平台设计关键技术研究。主要研究内容包括：研究了基于云理论的客户需求映射转化方法，利用云数字特征表达质量功能配置中的语义不确定性，实现客户需求重要度的动态预测和产品功能技术特性的跨域映射；研究了基于质量损失函数的模块实例稳健选配方法和基于变拓扑理论的柔性化结构设计方法，实现功能-结构的跨域匹配；为解决性能优化设计中模型不确定和参数不确定问题，提出了基于支持向量机的稳健代理模型构建方法和基于区间分析的不确定参数性能稳健优化方法，以保证产品平台性能的稳健最优；为分析设计过程的可重用性，构建了产品平台设计过程模型。此外，所研究关键技术在飞机柔性装配系统中应用验证。项目研究成果可为提升复杂装备产品平台设计的鲁棒性提供理论支持和技术途径。