李冬琴 王丽铮 孔令海

（江苏科技大学船舶与海洋工程学院1） 镇江 212003）

（武汉理工大学交通学院2） 武汉 430063） （江苏现代造船技术有限公司3） 镇江 212003）

0 引 言

复杂工程系统的设计过程是一个多学科交叉的系统工程，其设计的高度非线性和强耦合性使优化设计面临着诸多挑战，如计算复杂性、组织复杂性、模型复杂性与信息交换复杂性［1－2］.多学科设计优化（multidisciplinary design optimization，MDO）是解决复杂工程系统设计优化的一种有效方法和工具.在保持学科层或子系统层各自独立优化设计的同时，它能提供一种协同机制协调学科之间的冲突，获取系统的整体最优解，并且利用分布式计算机网络环境进行并行优化设计，从而大大缩短设计周期和降低成本［3－4］.本文通过引入分解和协调策略，构建了基于协调机制的多学科协同优化方法的统一框架.同时在该框架中，引入了基于函数关系矩阵（functional dependency table，FDT）的多学科分解策略和基于参数化近似模型的协调策略.最后进行了减速器的优化设计；根据实例的计算结果，对上述几种多学科设计优化方法进行了定量的比较和研究.

1 基于协调机制的多学科协同优化方法统一框架的构建

本文提出了如图1所示的MDO理论研究主线，即以分解策略、协调策略为基础，通过MDO优化过程实现集成，进而求解复杂设计问题.

图1 MDO求解问题的一般流程

由图1可以确立MDO求解问题的一般流程，包括：（1）系统建模：建立系统模型，确定设计问题的边界与约束以及设计变量、目标与约束函数等；……