面向航空領(lǐng)域的多學(xué)科優(yōu)化系統(tǒng)

杜海 張睿 崔德剛

摘要：本文簡(jiǎn)述了面向航空領(lǐng)域的多學(xué)科優(yōu)化系統(tǒng)SAMOS的概況和發(fā)展歷程，分別從分層體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案、系統(tǒng)各功能模塊構(gòu)成、工作流的組織方式及具體實(shí)現(xiàn)等方面詳細(xì)描述了該系統(tǒng)的綜合情況。本文對(duì)該系統(tǒng)在航空領(lǐng)域中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了介紹，總結(jié)了SAWS系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)，驗(yàn)證了系統(tǒng)的有效性和實(shí)用性，為航空領(lǐng)域設(shè)計(jì)人員提供了一個(gè)可操作的優(yōu)化平臺(tái)構(gòu)建方案。

關(guān)鍵詞：多學(xué)科優(yōu)化，航空;飛行器設(shè)計(jì);工作流;優(yōu)化系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP399 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

隨著我國(guó)工業(yè)、制造業(yè)的不斷發(fā)展，不同行業(yè)基于提升創(chuàng)新能力，對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)均提出了迫切的需求，主要包括從單學(xué)科優(yōu)化向多學(xué)科發(fā)展;從小變量向大變量、精細(xì)化發(fā)展兩個(gè)方面。具體而言，優(yōu)化問(wèn)題本身就是追求更高目標(biāo)的再設(shè)計(jì)問(wèn)題，越來(lái)越高的優(yōu)化目標(biāo)和設(shè)計(jì)要求使得優(yōu)化變量的規(guī)模逐年增長(zhǎng)，傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單優(yōu)化方法已力不從心，以航空工業(yè)為代表的許多行業(yè)都建立了基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的現(xiàn)代優(yōu)化平臺(tái)[1，2]，向多學(xué)科綜合設(shè)計(jì)和精細(xì)設(shè)計(jì)“要油水”已成為各行業(yè)設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域中重要的研究方向之一?？罩锌蛙嚬净ㄙM(fèi)30年開(kāi)發(fā)了多學(xué)科、大設(shè)計(jì)變量綜合優(yōu)化系統(tǒng)LAGRANGE，構(gòu)建了飛機(jī)綜合優(yōu)化平臺(tái)，為空中客車公司研發(fā)世界一流飛機(jī)打下基礎(chǔ)。與之相應(yīng)，我國(guó)的航空工業(yè)也必須建立具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的優(yōu)化系統(tǒng)，為構(gòu)建自身的創(chuàng)新環(huán)境做出努力。

1 概述

由于設(shè)計(jì)復(fù)雜性和結(jié)構(gòu)減重等設(shè)計(jì)目標(biāo)的要求，航空領(lǐng)域中的飛行器設(shè)計(jì)是對(duì)優(yōu)化需求最多的工作之一?，F(xiàn)代飛行器是高度復(fù)雜的大系統(tǒng)，是一個(gè)綜合了多種學(xué)科技術(shù)的系統(tǒng)工程[3]。隨著新材料、新技術(shù)的發(fā)展，飛行器設(shè)計(jì)的復(fù)雜度和綜合性越來(lái)越高。與此同時(shí)，設(shè)計(jì)過(guò)程中的優(yōu)化工作涉及的學(xué)科也越來(lái)越多，包括總體參數(shù)、氣動(dòng)力、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、氣動(dòng)彈性和噪聲等領(lǐng)域。另一方面，飛行器設(shè)計(jì)已從單目標(biāo)、單學(xué)科優(yōu)化轉(zhuǎn)向多目標(biāo)、多學(xué)科綜合優(yōu)化，并兼具大設(shè)計(jì)變量、高計(jì)算量的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的手工優(yōu)化方法已很難滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)[4]。開(kāi)發(fā)自動(dòng)化工具，改進(jìn)現(xiàn)有尋優(yōu)算法，構(gòu)建友好、便捷的優(yōu)化計(jì)算平臺(tái)，是解決多學(xué)科綜合優(yōu)化的必由之路[5]。

為了滿足飛行器設(shè)計(jì)過(guò)程中的優(yōu)化需求，我們自行研發(fā)了多學(xué)科綜合優(yōu)化平臺(tái)，歷經(jīng)多年的開(kāi)發(fā)與完善，形成了一套面向航空領(lǐng)域的基于敏度分析的遺傳算法多學(xué)科優(yōu)化系統(tǒng)（Sensitivity Analysis based MultidisciplinaryOptimization System，SAMOS）。該系統(tǒng)曾對(duì)大量算例進(jìn)行應(yīng)用計(jì)算，成功地完成了多項(xiàng)科研任務(wù)。

2 SAMOS發(fā)展歷程

SAMOS優(yōu)化系統(tǒng)由多學(xué)科大變量?jī)?yōu)化核心和高性能并行計(jì)算平臺(tái)組成，歷經(jīng)三個(gè)發(fā)展階段。

第一階段：1999-2002年。SAMOS優(yōu)化系統(tǒng)創(chuàng)造性地開(kāi)發(fā)了基于敏度分析的遺傳算法，引入了并行計(jì)算方法。當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)高性能并行計(jì)算剛剛起步，SAMOS采用了Platform公司的LSF并行計(jì)算平臺(tái)，將設(shè)計(jì)變量規(guī)模提高至3000個(gè)以上，實(shí)現(xiàn)了滿足方向穩(wěn)定性的垂尾結(jié)構(gòu)優(yōu)化，達(dá)到了傳統(tǒng)優(yōu)化方法多年無(wú)法實(shí)現(xiàn)的大變量?jī)?yōu)化的目標(biāo)。

第二階段：2003-2006年。SAMOS優(yōu)化系統(tǒng)使用BOINC高性能并行計(jì)算平臺(tái)替代了原有的LSF平臺(tái)。開(kāi)展了克服飛機(jī)“副翼反效”和保證滾轉(zhuǎn)力矩不降低的機(jī)翼結(jié)構(gòu)多目標(biāo)綜合優(yōu)化，經(jīng)過(guò)對(duì)4000個(gè)機(jī)翼蒙皮設(shè)計(jì)變量的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化目標(biāo)，系統(tǒng)工程化向前邁進(jìn)一步。

第三階段：2007年開(kāi)始至今。2007年12月2009年2月，中國(guó)和歐洲的科研機(jī)構(gòu)共同開(kāi)展了歐盟第六框架計(jì)劃的相關(guān)課題，全稱為Bilateral Research and IndustrialDevelopment Enhancing and Integrating GRID EnabledTechnologies（BRIDGE）。BRIDGE項(xiàng)目的應(yīng)用領(lǐng)域包括航空、制藥、氣象等，其中航空應(yīng)用的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)一個(gè)商用飛機(jī)機(jī)翼的多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)，驗(yàn)證了采用基于網(wǎng)格技術(shù)的遺傳算法解決飛機(jī)多學(xué)科優(yōu)化問(wèn)題的可行性和有效性。在BRIDGE項(xiàng)目結(jié)束后，引進(jìn)了比利時(shí)NOESIS公司適用于網(wǎng)格環(huán)境的Optimus工作流軟件，并聯(lián)合北京航空航天大學(xué)共同開(kāi)發(fā)了Nova網(wǎng)格平臺(tái)，在其基礎(chǔ)上進(jìn)行了遺傳算法、代理模型、大規(guī)模并行計(jì)算等問(wèn)題的相關(guān)研究，發(fā)展了優(yōu)化算法和工作流構(gòu)建技術(shù)。課題組經(jīng)過(guò)國(guó)家自然基金等課題的研究，實(shí)現(xiàn)了十萬(wàn)設(shè)計(jì)變量的多學(xué)科優(yōu)化，進(jìn)而完善了SAMOS多學(xué)科優(yōu)化系統(tǒng)。

3 現(xiàn)有架構(gòu)方案

3.1 SAMOS系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

SAMOS優(yōu)化平臺(tái)由高性能計(jì)算平臺(tái)與優(yōu)化核心兩大子系統(tǒng)組成，采用“高內(nèi)聚、低耦合”的分層體系結(jié)構(gòu)，優(yōu)化系統(tǒng)與求解器分開(kāi)，通過(guò)優(yōu)化系統(tǒng)調(diào)用求解器解決工程計(jì)算問(wèn)題。其中高性能平臺(tái)子系統(tǒng)包括集群、操作系統(tǒng)、服務(wù)層和平臺(tái)層，優(yōu)化核心子系統(tǒng)包括優(yōu)化層和集成層。上述各層又細(xì)分為各個(gè)子層，各層間以消息傳遞、共享文件、外部調(diào)用等方式進(jìn)行交互，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

SAMOS多學(xué)科優(yōu)化系統(tǒng)高性能計(jì)算平臺(tái)各層的構(gòu)成為：（1）集群層，是優(yōu)化系統(tǒng)的物理硬件載體，對(duì)應(yīng)實(shí)際的物理機(jī)。多個(gè)物理機(jī)節(jié)點(diǎn)形成了集群計(jì)算資源池，共同提供基礎(chǔ)算力。（2）操作系統(tǒng)層，該層的特點(diǎn)是異構(gòu)，即Windows和Linux并存，同類操作系統(tǒng)多版本并存。（3）服務(wù)層，該層承載著業(yè)務(wù)級(jí)的解算功能，具體分為多個(gè)通用與專用的服務(wù)模塊，包括有限元求解、顫振求解、響應(yīng)面等。（4）平臺(tái)層，包括以Condor/LSF/openPBS/BOINC為代表的集群管理軟件[6]、Nova網(wǎng)格平臺(tái)、用戶集成通用接口等。該層屏蔽了底層的異構(gòu)環(huán)境，以統(tǒng)一的應(yīng)用程序編程接口（API）向上提供服務(wù)，保證其上各層對(duì)底層服務(wù)的透明化調(diào)用。平臺(tái)層同時(shí)承擔(dān)著作業(yè)調(diào)度的功能，通過(guò)集群管理軟件進(jìn)行作業(yè)的分發(fā)、調(diào)度、監(jiān)控與回收，實(shí)現(xiàn)作業(yè)級(jí)的并行計(jì)算，提高計(jì)算效率，有效縮短大變量?jī)?yōu)化問(wèn)題的計(jì)算時(shí)間。

SAMOS多學(xué)科優(yōu)化系統(tǒng)優(yōu)化核心各層的構(gòu)成詳述如下：（1）優(yōu)化層，該層集成了我們自研的基于敏度的遺傳算法優(yōu)化模塊，通過(guò)敏度求解、“填谷法”等方法較好地解決了設(shè)計(jì)變量之間的耦合問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)十萬(wàn)設(shè)計(jì)變量的優(yōu)化。為提高優(yōu)化過(guò)程的自動(dòng)化程度，減少人工干預(yù)，該層引入了工作流引擎，根據(jù)優(yōu)化方案建立工作流模型，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)其中的各個(gè)步驟串行或并行執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值守的優(yōu)化計(jì)算。（2）集成層，該層由工作流圖形界面、運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)和后處理系統(tǒng)組成，以桌面客戶端和Web界面的形式呈現(xiàn)。集成層是SAMOS優(yōu)化系統(tǒng)的頂層，主要功能是進(jìn)行數(shù)據(jù)的自動(dòng)收集、整理與分析，實(shí)時(shí)顯示優(yōu)化系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)指標(biāo)，為設(shè)計(jì)人員提供便捷的操作人口，方便進(jìn)行分析與決策。

從功能模塊角度，SAMOS系統(tǒng)包含計(jì)算資源池、網(wǎng)格平臺(tái)、前處理模塊、敏度分析模塊、遺傳算法模塊、工作流模塊、響應(yīng)面模塊、穩(wěn)定性模塊、后處理模塊和用戶操作界面等，具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

上述SAMOS系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊通過(guò)統(tǒng)一的用戶界面進(jìn)行操作，使系統(tǒng)具有“高內(nèi)聚、低耦合”的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，便于進(jìn)行“插件式”的集成、替換與擴(kuò)展。

3.2 優(yōu)化核心與工作流構(gòu)建

3.2.1 優(yōu)化模塊

尋優(yōu)算法，即通常意義上的優(yōu)化算法，是一門相對(duì)獨(dú)立的專門學(xué)科，可以形成一些通用的方法;但同時(shí)又與實(shí)際運(yùn)用到的優(yōu)化問(wèn)題密切相關(guān)，目前各種常用的優(yōu)化算法大體框架業(yè)已經(jīng)形成，每一種新算法的提出到證明、檢驗(yàn)再到發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用，均需要行業(yè)內(nèi)的權(quán)威學(xué)者及工程人員投人大量時(shí)間與經(jīng)驗(yàn)。因此，針對(duì)實(shí)際工程問(wèn)題，設(shè)計(jì)人員往往選擇較為成熟的算法框架，再針對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)，如加人額外的算法步驟或者調(diào)整算法中的一些參數(shù)因子等[7]。

一類典型的優(yōu)化算法是基于進(jìn)化理論的遺傳算法，它所特有的選擇、交叉、變異等操作使得優(yōu)化具有很強(qiáng)的魯棒性，且遺傳算法能夠?qū)㈦S機(jī)選定的、不依賴于梯度等信息的初始設(shè)計(jì)進(jìn)化為更適應(yīng)設(shè)計(jì)空間的優(yōu)化設(shè)計(jì)，可得到全局優(yōu)化解。

隨著設(shè)計(jì)變量規(guī)模的不斷增大，常規(guī)優(yōu)化算法面臨的變量耦合問(wèn)題日益凸顯，為解決變量耦合問(wèn)題，使得優(yōu)化系統(tǒng)具有解決十萬(wàn)量級(jí)設(shè)計(jì)變量?jī)?yōu)化問(wèn)題的能力，設(shè)計(jì)人員改進(jìn)了經(jīng)典遺傳算法，引入了敏度分析步驟，大幅提高優(yōu)化效率，縮短尋優(yōu)時(shí)間。敏度分析也稱為靈敏度分析，是研究與分析一個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)對(duì)系統(tǒng)參數(shù)敏感程度的方法。在優(yōu)化方法中引入敏度分析來(lái)研究原始數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)最優(yōu)解的穩(wěn)定性，并利用其來(lái)分析各參數(shù)對(duì)系統(tǒng)的影響程度，找出有較大影響的設(shè)計(jì)參數(shù)。因此，靈敏度分析被廣泛應(yīng)用于復(fù)雜系統(tǒng)的方案評(píng)估及優(yōu)化設(shè)計(jì)。

飛行器氣動(dòng)、結(jié)構(gòu)、隱身、噪聲等多學(xué)科優(yōu)化問(wèn)題常見(jiàn)設(shè)計(jì)變量多、搜索空間維度高的情況，導(dǎo)致搜索效率明顯降低以及難度變大等問(wèn)題。因此，在設(shè)計(jì)變量規(guī)模較大時(shí)可以考慮加入敏度分析策略來(lái)對(duì)設(shè)計(jì)變量篩選分級(jí)，進(jìn)而降低單次搜索空間維度、提高搜索效率。在遺傳算法尋優(yōu)過(guò)程中，使用敏度分析方法對(duì)變量進(jìn)行分析，并以變量的敏度值作為設(shè)計(jì)參數(shù)篩選分級(jí)的依據(jù)，易于量化設(shè)計(jì)變量影響程度，縮短優(yōu)化進(jìn)程。

3.2.2 求解器與工作流

SAMOS多學(xué)科優(yōu)化系統(tǒng)采用開(kāi)放式架構(gòu)，不局限于特定專業(yè)學(xué)科，以外部調(diào)用的形式集成第三方求解器，并可實(shí)現(xiàn)“插件式”替換。當(dāng)優(yōu)化系統(tǒng)用于不同學(xué)科時(shí)，僅需將目標(biāo)學(xué)科的求解器以命令調(diào)用的形式集成在優(yōu)化工作流中，即可通過(guò)該求解器進(jìn)行優(yōu)化目標(biāo)的解算操作。目前SAMOS系統(tǒng)已集成的求解器有：（1）大型結(jié)構(gòu)有限元分析軟件;（2）響應(yīng)面構(gòu)建與分析軟件;（3）航空結(jié)構(gòu)分析軟件;（4）金屬穩(wěn)定性計(jì)算分析軟件;（5）復(fù)合材料蜂窩/加筋板/多墻結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性計(jì)算軟件;（6）通用矩陣運(yùn)算求解軟件;（7）氣動(dòng)彈性求解軟件;（8）三維幾何外形設(shè)計(jì)軟件。

為使優(yōu)化工作能夠自動(dòng)進(jìn)行，減少人工干預(yù)，提高優(yōu)化系統(tǒng)的效率，開(kāi)發(fā)人員引入了工作流機(jī)制[8]。SAMOS優(yōu)化工作流主要描述優(yōu)化設(shè)計(jì)的定義與執(zhí)行過(guò)程，主要包括操作步驟、輸入輸出數(shù)據(jù)、指令交換、文件傳輸、優(yōu)化參數(shù)設(shè)定與傳遞和流程控制等操作，其構(gòu)建過(guò)程如圖3所示。

具體實(shí)現(xiàn)方面，SAMOS系統(tǒng)選用Optimus作為工作流引擎。Optimus軟件提供了直觀的可視化軟件界面用于工作流建模，業(yè)務(wù)人員可采用拖拽的形式，靈活添加和刪除工作流功能模塊，確定各模塊之間的執(zhí)行順序和調(diào)用關(guān)系，快速構(gòu)建優(yōu)化設(shè)計(jì)工作流[9]。Optimus中的工作流模塊由如下組件構(gòu)成：（1）輸入變量及其集合，用于指定優(yōu)化計(jì)算的起始條件、設(shè)計(jì)變量的初值、外部模塊的執(zhí)行路徑等信息。（2）文件，用于保存優(yōu)化過(guò)程中的中間結(jié)果，在各步驟之間傳遞結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)信息，記錄日志和健康狀態(tài)等信息。（3）動(dòng)作，該模塊可以執(zhí)行批處理語(yǔ)句，調(diào)用外部程序完成業(yè)務(wù)邏輯，是工作流引擎的核心部分。（4）連接，負(fù)責(zé)建立各模塊之間的聯(lián)系，指定操作順序和依賴關(guān)系，標(biāo)明控制流和指令流的方向，同時(shí)實(shí)現(xiàn)在模塊之間傳遞參數(shù)的功能。（5）輸出變量及集合，保存優(yōu)化結(jié)果和相應(yīng)的輸出數(shù)據(jù)，便于后續(xù)進(jìn)一步分析。（6）第三方程序抽象，提供專用的交互接口，方便和現(xiàn)有的成熟商業(yè)軟件進(jìn)行交互，典型的第三方程序抽象有Ansys、CATIA、Matlab等。（7）方案抽象，代表另一個(gè)Optimus工作流的整體，用于實(shí)現(xiàn)嵌套雙循環(huán)的控制結(jié)構(gòu)。具體模型如圖4所示。在與SAMOS優(yōu)化系統(tǒng)其他層級(jí)交互方面，Optimus工作流引擎采用集成代理的方式實(shí)現(xiàn)：通過(guò)在動(dòng)作模塊中集成業(yè)務(wù)代理，完成跨層級(jí)信息的上傳下達(dá)。目前Optimus集成的代理包括集群健康狀態(tài)監(jiān)控代理、作業(yè)負(fù)載監(jiān)控代理、網(wǎng)格平臺(tái)作業(yè)客戶端等。上述這些代理可以看作服務(wù)觸點(diǎn)，數(shù)據(jù)和控制信息通過(guò)這些觸點(diǎn)進(jìn)行流動(dòng)，未來(lái)也可在這些服務(wù)觸點(diǎn)處添加控制與審計(jì)機(jī)制。綜上，工作流引擎賦予SAMOS優(yōu)化系統(tǒng)以活力，使該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行，減輕了工程人員的負(fù)擔(dān)，提高了系統(tǒng)的效率和可用性。

4 典型應(yīng)用

SAMOS系統(tǒng)在航空領(lǐng)域的優(yōu)化設(shè)計(jì)中得到了充分驗(yàn)證，該優(yōu)化設(shè)計(jì)的具體問(wèn)題是：對(duì)于某二維翼型，以最大升阻比為最主要優(yōu)化目標(biāo)，兼顧升力系數(shù)不降低，陽(yáng)力系數(shù)不增大，低頭力矩系數(shù)合理降低。優(yōu)化翼型幾何夕卜形如圖5所示。具體地，多個(gè)優(yōu)化目標(biāo)可以表述為：max{C₁/C_d} ，max{C₁} ，min{C_d} ，min{|C_my|}。優(yōu)化約束條件為：升力系數(shù)不低f合理范圍pad。

本算例中的翼型采用了結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分方式，如圖6所示。多段翼型網(wǎng)格部件相對(duì)較多、整體網(wǎng)格規(guī)模大，網(wǎng)格變形效果影響因素復(fù)雜，并且優(yōu)化過(guò)程僅涉及增升裝置的偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，因此選擇采用分塊式網(wǎng)格變形的處理方法。這樣可以在實(shí)現(xiàn)移動(dòng)前后緣襟翼的同時(shí)不影響其他區(qū)域網(wǎng)格，只涉及部分網(wǎng)格點(diǎn)的重新計(jì)算，滿足優(yōu)化條件，提高解算效率。

按照SAMOS優(yōu)化系統(tǒng)工作流構(gòu)建方法，設(shè)計(jì)了面向工程方案的計(jì)算獨(dú)立模型，并轉(zhuǎn)換為平臺(tái)獨(dú)立模型和平臺(tái)特定模型，構(gòu)建了優(yōu)化工作流并自動(dòng)進(jìn)行計(jì)算尋優(yōu)。

在優(yōu)化過(guò)程中，初始設(shè)計(jì)狀態(tài)為原始翼型構(gòu)型，經(jīng)過(guò)9輪外循環(huán)（每個(gè)外循環(huán)嵌套4個(gè)內(nèi)循環(huán)）優(yōu)化迭代，調(diào)整前后緣襟翼的位置，優(yōu)化結(jié)果如圖7所示。

此外，SAMOS系統(tǒng)還用于某復(fù)合材料垂尾鋪層優(yōu)化設(shè)計(jì)、飛機(jī)襟翼與噪聲多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)、復(fù)材垂尾鋪層穩(wěn)定性優(yōu)化設(shè)計(jì)、飛機(jī)型架外形優(yōu)化設(shè)計(jì)、復(fù)材氣動(dòng)彈性設(shè)計(jì)剪裁等諸多方面，均取得了良好的效果，充分驗(yàn)證了系統(tǒng)的有效性和工程實(shí)用性。

5 結(jié)論

SAMOS多學(xué)科優(yōu)化系統(tǒng)采用分層結(jié)構(gòu)，集成了計(jì)算平臺(tái)和優(yōu)化核心，可方便構(gòu)建優(yōu)化工作流，實(shí)現(xiàn)不同目標(biāo)的優(yōu)化計(jì)算。

SAMOS多學(xué)科優(yōu)化系統(tǒng)的具體技術(shù)特點(diǎn)如下：（1）可方便集成各學(xué)科求解器，用以求解不同領(lǐng)域的優(yōu)化問(wèn)題。（2）具有大規(guī)模設(shè)計(jì)變量的優(yōu)化設(shè)計(jì)能力，可實(shí)現(xiàn)精細(xì)化設(shè)計(jì)。（3）具有多目標(biāo)、多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)能力，可解決復(fù)雜優(yōu)化問(wèn)題。（4）具有復(fù)雜非線性問(wèn)題優(yōu)化設(shè)計(jì)能力，可解決長(zhǎng)求解時(shí)間優(yōu)化問(wèn)題。（5）具有復(fù)材結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)能力，可滿足復(fù)材各向異性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需求。

SAMOS多學(xué)科優(yōu)化系統(tǒng)經(jīng)過(guò)多年的研究與積累，形成了一套特有的優(yōu)化方法和技術(shù)手段，系統(tǒng)采用開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)，操作簡(jiǎn)便，用戶友好，可有效解決飛行器設(shè)計(jì)過(guò)程中面對(duì)的多學(xué)科優(yōu)化問(wèn)題。

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