基于Lotka-Volterra模型的复杂产品设计指标分解关联定量分析

摘要

针对复杂产品设计指标演化过程中关联关系往往会使分解的子功能结构设计指标被高估或低估的问题，且鉴于设计指标分解与群落生态学类似，提出了一种基于Lotka-Volterra模型的设计指标分解关联定量分析方法。分析了复杂产品演化过程，定义了设计指标分解过程中的生态主体和关联关系；基于Lotka-Volterra模型构建了系统与子功能结构设计指标之间的分解关联模型，利用龙格-库塔法结合最小二乘法求解了模型系数，定量分析了设计指标之间的关联关系；最后，以高速列车系统指标能耗与子功能结构设计指标关联求解为例，验证了方法的有效性。研究结果表明，该方法能够量化识别复杂产品设计指标演化过程中的相互作用关系，可为正向创新设计优先突破的方向提供定量依据。

关键词

设计指标 / 正向设计 / Lotka-Volterra模型 / 关联建模 / 定量分析

基金资助

国家自然科学基金(52105277); 四川省自然科学基金(2022NSFSC0038)