[发明专利]一种基于层次分解的汽车产品开发系统优化方法

权利要求书

1.一种基于层次分解的汽车产品开发系统优化方法，其特征在于包括以下主要步骤：

(1)根据市场调研得到的顾客需求和市场上同类相竞争产品的对标分析数据，并依据有关法律法规和标准规范，利用质量功能展开理论和层次分析法，确定出整车技术指标，也即整车的产品开发目标；

(2)在基于部件进行分解的企业传统产品开发组织结构的基础上，利用引入基于性能模型的分解方式，形成一个更符合实际需要的层次化分解结构；

(3)建立整车层次的优化设计模型P_v和相应的分析模型r_v，对此优化问题选取适宜的优化算法或者优化算法的组合，进行整车层次的优化问题求解，将优化得到的有关设计参数向下传递给系统层次，形成系统层次的开发目标；

(4)建立系统层次的优化设计模型P_s和相应的分析模型r_s，对此优化问题选取适宜的优化算法或者优化算法的组合，进行系统层次的优化问题求解，将优化得到的有关设计参数向下传递给部件层次，形成部件层次的开发目标；

(5)建立部件层次的优化设计模型P_c和相应的分析模型r_c，对此优化问题选取适宜的优化算法或者优化算法的组合，进行部件层次的优化设计，以实现其所构成的部件层次的性能指标与系统层次所需的最佳值尽可能一致，将部件层次所能实现的性能指标向上传递给系统层次，形成部件层次的开发目标对标量；

(6)利用系统层次的优化设计模型P_s和相应的分析模型r_s，进行系统层次的优化设计，以实现其所构成的系统层次的性能指标与整车层次所需的最佳值尽可能一致，将系统层次所能实现的性能指标向上传递给整车层次，形成系统层次的开发目标对标量；

(7)在完成系统层次的优化设计之后，利用反馈回来的开发目标对标量，在整车优化设计层次，进行优化问题的再次建模和优化求解，至此实现了基于层次分解的汽车产品开发系统优化方法的一个完整优化迭代过程；

(8)完成每次优化迭代之后，进行收敛性判断，如果满足了预设的收敛条件，则优化过程结束，否则将进行下一个迭代过程：(3)～(7)。

2.根据权利要求1所述的基于层次分解的汽车产品开发系统优化方法，其特征在于：所述的层次化分解后的汽车开发问题具有模块化结构，由于模块化结构的相对独立性，各子系统、学科的分析方法(软件)和设计优化方法的变更不会引起整个设计其它部分的关联变化，每个部分的设计人员可选用适当的分析方法(软件)、优化方法和专家知识，这种模块化结构使得设计进程具有很强的灵活性，为产品设计提供了一种并行设计模式。

3.根据权利要求1所述的基于层次分解的汽车产品开发系统优化方法，其特征在于：所述的方法体系当较高层次的系统、子系统满足了设计目标，较低层次的元素(零件)就可以在细节上被独立设计，此种开发模式允许零部件或者子系统供应商独立进行设计、制造工作，然后再由主机厂来进行模块化集成，使得主机厂与供应商之间的工作协同成为可能。

4.根据权利要求1所述的基于层次分解的汽车产品开发系统优化方法，其特征在于：所述的(3)～(7)中，使用某种形式的范数‖·‖来构建整车层次的优化目标函数，用于实现在整车层次上计算得到的各性能指标要与所确定的开发目标之间的偏差量最小化。

5.根据权利要求1所述的基于层次分解的汽车产品开发系统优化方法，其特征在于：所述的(3)～(7)中，w为表征响应或联系变量与它们对应目标匹配相对重要性的权重系数。

6.根据权利要求1所述的基于层次分解的汽车产品开发系统优化方法，其特征在于：所述的(3)～(7)中，ε_R为目标值与响应值之间的偏差量；ε_y为联系变量的目标值与计算值之间的偏差量，它们作为优化问题的辅助设计变量出现。

7.根据权利要求1所述的基于层次分解的汽车产品开发系统优化方法，其特征在于：所述的(3)～(7)中，分析模型的建立可采取变复杂度模型技术，在设计工作对计算精度要求不高的阶段，采用响应面等近似模型技术以提高求解速度，而在对计算精度要求较高的求解阶段，则采用精细模型以改善求解精度和设计效果。