協(xié)同設(shè)計模式的基本思想
不同生產(chǎn)任務(wù)下的系統(tǒng)帕累托最優(yōu)邊界對比（橘紅色代表協(xié)同設(shè)計方法，淺藍(lán)色代表傳統(tǒng)方法）
近日，中國科學(xué)院沈陽自動化研究所在信息物理融合生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)計方面取得新進(jìn)展，提出基于優(yōu)化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、調(diào)度與控制協(xié)同設(shè)計的新方法，相關(guān)成果以論文的形式(Codesign of Architecture, Control, and Scheduling of Modular Cyber-Physical Production Systems for Design Space Exploration) 發(fā)表在國際頂級學(xué)術(shù)期刊IEEE Transactions on Industrial Informatics (中科院一區(qū)，IF=10.215)。
信息物理生產(chǎn)系統(tǒng)(CPPS)的設(shè)計空間探索(DSE)是一個潛在組合配置空間的搜索問題。當(dāng)前的設(shè)計方法遵循分離的設(shè)計范式，其中體系結(jié)構(gòu)、控制和調(diào)度是分開設(shè)計的。各部分的優(yōu)化只考慮局部相應(yīng)的利益目標(biāo)而忽略了其他方面，使得確定給定系統(tǒng)的全局最優(yōu)解，變得困難。
為此，依托于沈陽自動化所的中國科學(xué)院網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)重點實驗室智能制造系統(tǒng)團隊提出了一種新的協(xié)同設(shè)計方法，以實現(xiàn)更高效的制造系統(tǒng)?？蒲腥藛T通過將系統(tǒng)架構(gòu)、控制和調(diào)度的設(shè)計空間視為混合的離散連續(xù)空間，將DSE建模構(gòu)造出新的優(yōu)化問題，并提出了一個仿真在環(huán)的通用迭代算法框架來解決上述新問題。基于這種設(shè)計方法結(jié)果表明，協(xié)同設(shè)計方法比傳統(tǒng)方法得到了更高質(zhì)量的解，系統(tǒng)效率可以提高16%以上。
該研究成果得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、機器人學(xué)國家重點實驗室和中國科學(xué)院網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)重點實驗室的大力支持。
