多学科设计优化国内外研究现状及发展趋势

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多学科设计优化是当前国际上飞行器设计方法研究的一个最新、最活跃的领域。当前国际多学科优化领域的研究热点主要包括三个方面：

(1)探索有效的多学科设计优化方法，实现多学科（子系统）并行设计，获得系统整体最优解；51359

　 (2)面向设计的各学科分析方法和软件的集成；

　　(3)多学科设计优化的分布式网络计算环境。

由于多学科优化设计还在不断发展中，其定义一直没有定论。早先美国某航空航天研究中心的某分支机构对多学科设计优化的定义是：多学科优化设计方法是一种方法论，它能充分利用工程系统中相互作用的协同机制，考虑各学科（子系统）之间的相互影响，从整体系统的角度优化设计复杂的系统。其主要思想是利用合适的优化结构组织来管理优化设计过程，通过分析、协调等手段将复杂系统化分为与现有的工程设计形式相一致的若干子系统，从而可以更好的便捷的使用现有的学科分析工具来解决问题，利用各学科或子系统已有的丰富知识与经验结合现代分布式计算机网络，来对复杂的系统进行综合优化，进而能够解决问题，加快优化设计进展。多学科设计优化的定义也可以用下式1-1来表示。

（1-1）

其中，式子的左侧表示设计的总体利益，式子右侧的第一个表达出采用子系统的利益的总和，第二个表达出添加多学科优化设计之后增加的利益。这个式表明，多学科优化设计可以显著提高设计的优化性。

其主要目的是通过充分利用各个学科（子系统）之间的相互作用所产生的效应，快捷地得到协同的整体最优解论文网，已达到缩短设计周期、降低开发成本、提高产品竞争力的目的。

多学科设计优化是一种通过充分利用和探索系统中相互作用的协同机制来设计复杂系统和子系统的方法论，经过近10年的并行发展，MDO思想已经渗透到武器、航天、汽车、电子、机械、建筑等领域现代设计的各个环节和阶段。它相比传统的设计方法更具有先进性和前景，减少了成本，缩短了设计时间，使产品能尽快地投入生产和使用。它于20世纪80年代末首先在美国航空航天工业界开始兴起，到现在已经发展成为美国等发达国家工业设计界一个新的研究领域，之后受到企业研究人员及学术界的广泛关注。

我国这方面起步相对欧美国家比较晩，从20世纪90年代中期才开始对MDO思想的研究，之后很多高校将MDO的理论应用于一些简单系统设计和工程设计中，并取得了一定的进展。在无人机优化设计和对声速分析器机体/发动机一体化的全局优化设计中结合了MDO思想都取得了满意的成果。同时，MDO思想也逐渐被国内工业界特别是国内航天领域接受和利用，MDO理论的研究也在很多高校出现。其基础理论研究取得了较大成果的高校包括：国防科技大学、北京工业大学、北京航天航空大学等优秀高等院校。

但总的说来，与国外相比，我国的研究的深度和投入的力度都比较低，同时也没有对MDO的研究建立起相应的体系，但在许多方面有许多潜力可以发掘