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第1章 绪论1

1.1 多学科可靠性设计优化的提出1

1.2 多学科可靠性设计优化研究现状3

1.2.1 确定性多学科设计优化研究3

1.2.2 不确定性量化理论6

1.2.3 多学科可靠性评价方法8

1.2.4 单学科可靠性分析方法9

1.2.5 多学科可靠性分析方法13

1.2.6 多学科可靠性设计优化15

1.3 本书主要内容17

参考文献19

第2章 多学科可靠性设计优化理论基础29

2.1 多学科设计优化理论29

2.1.1 多学科设计优化定义30

2.1.2 多学科设计优化数学模型32

2.1.3 灵敏度分析技术33

2.1.4 多学科设计优化算法37

2.1.5 多学科设计优化策略39

2.1.6 多学科设计优化中的多目标问题54

2.1.7 多学科设计优化环境60

2.2 基于可靠性的设计优化62

2.2.1 不确定设计优化62

2.2.2 RBDO数学模型65

2.2.3 RBDO流程65

2.2.4 RBDO求解策略66

2.3 本章小结67

参考文献67

第3章 改进的协同优化算法72

3.1 协同优化算法改进综述72

3.1.1 改进协同优化算法的收敛性能72

3.1.2 提高协同优化算法的计算效率74

3.2 基于智能优化算法的协同优化算法76

3.2.1 面向多学科设计优化的智能优化算法库76

3.2.2 自适应智能优化算法84

3.2.3 自适应协同优化策略94

3.3 基于线性近似过滤的联合线性近似协同优化策略109

3.3.1 协同优化算法的迭代过程109

3.3.2 联合线性近似协同优化111

3.3.3 联合线性近似协同优化过程中的线性近似冲突113

3.3.4 线性近似过滤策略115

3.3.5 基于LAF策略的CLA-CO计算流程122

3.3.6 算例验证123

3.4 本章小结132

参考文献132

第4章 基于近似技术的可靠性分析方法136

4.1 近似技术与试验设计概述136

4.1.1 多学科设计优化中的近似技术136

4.1.2 多学科设计优化中的试验设计方法141

4.1.3 基于近似技术的多学科设计优化应用实例144

4.2 基于逆可靠性原理抽样的响应面法155

4.2.1 逆可靠性分析的响应面法155

4.2.2 基于逆可靠性分析原理的抽样方法156

4.2.3 算例验证160

4.3 基于样本点全插值的响应面法及其应用164

4.3.1 样本点全插值法165

4.3.2 应用样本点全插值的响应面法166

4.3.3 算例验证168

4.4 本章小结170

参考文献171

第5章 多源不确定性数学建模173

5.1 不确定性来源与分类174

5.2 不确定性的数学建模理论176

5.2.1 随机不确定性的数学建模176

5.2.2 模糊不确定性的数学建模179

5.2.3 区间不确定性的数学建模182

5.2.4 基于证据理论的随机-模糊-区间不确定性统一表达188

5.3 不确定性在多学科系统中的传播190

5.3.1 单学科不确定性传播190

5.3.2 多学科系统中的混合不确定性传播191

5.4 本章小结195

参考文献195

第6章 单学科统一可靠性分析方法200

6.1 可靠性分析概述200

6.1.1 可靠度概念200

6.1.2 可靠度指标201

6.1.3 可靠性评价202

6.2 常用的可靠性分析方法203

6.2.1 蒙特卡罗仿真分析方法203

6.2.2 响应面法204

6.2.3 一阶可靠性分析方法206

6.2.4 二阶可靠性分析方法（SORM）214

6.2.5 其他可靠度求解方法215

6.3 基于证据理论的统一可靠性分析217

6.3.1 基于证据理论的可靠性分析218

6.3.2 基于证据理论的统一可靠性分析方法219

6.3.3 算例221

6.4 基于概率论、可能性理论、证据理论的统一可靠性分析226

6.4.1 随机-模糊-区间混合不确定性下的可靠性分析模型构建226

6.4.2 统一可靠性分析的FORM-α-URA方法233

6.4.3 实例验证237

6.5 基于插值的统一可靠性分析244

6.5.1 目标子似真度的确定245

6.5.2 逆可靠性评估模型的建立246

6.5.3 逆分析的最可能失效点的求解247

6.6 本章小结256

参考文献257

第7章 序列化的多学科统一可靠性分析方法261

7.1 多学科可靠性分析方法概述262

7.1.1 多学科可靠性分析流程262

7.1.2 多学科分析264

7.1.3 基于PMA的多学科可靠性分析265

7.1.4 基于卡方分布的统一多学科可靠性分析方法267

7.1.5 基于鞍点近似的多学科统一可靠性分析方法271

7.2 基于概率论的序列化多学科可靠性分析方法275

7.2.1 序列化多学科可靠性分析方法原理275

7.2.2 序列化多学科可靠性分析中采用的方法276

7.2.3 序列化多学科可靠性分析方法的数学模型277

7.2.4 序列化多学科可靠性分析流程与步骤277

7.3 基于概率论和凸集模型的序列化多学科可靠性分析方法280

7.3.1 MU-SMRA方法原理280

7.3.2 MU-SMRA数学模型281

7.3.3 MU-SMRA流程与步骤283

7.3.4 实例分析与讨论285

7.4 基于概率论、可能性理论和证据理论的序列化多学科可靠性分析方法291

7.4.1 含有三种不确定性的多学科逆可靠性分析模型291

7.4.2 嵌套MDPMA求解方法292

7.4.3 IS-MDPMA求解方法293

7.4.4 算例验证296

7.5 本章小结302

参考文献302

第8章 考虑多源不确定性的多学科可靠性设计优化建模304

8.1 复杂产品系统MDO建模方法概述304

8.1.1 系统的分解304

8.1.2 多学科设计优化建模技术306

8.2 随机不确定性下的RBMDO模型311

8.2.1 RBMDO数学模型311

8.2.2 采用多学科可行法的RBMDO312

8.2.3 采用单学科可行法的RBMDO313

8.3 基于概率论和凸集模型的RBMDO数学模型315

8.3.1 不确定性的数学建模流程315

8.3.2 可靠性综合评价指标的建立319

8.3.3 多源不确定性条件下的RBMDO模型322

8.4 考虑随机-模糊-区间混合不确定性的RBMDO建模326

8.4.1 不确定性的数学建模326

8.4.2 随机-模糊-区间混合不确定性下的可靠性评价327

8.4.3 随机-模糊-区间混合不确定性下的多学科可靠性设计优化模型330

8.5 本章小结334

参考文献335

第9章 多源不确定性条件下的多学科可靠性设计优化338

9.1 基于可靠性的多学科设计优化338

9.1.1 数学模型338

9.1.2 优化流程339

9.2 序列优化与可靠性评估策略及其应用342

9.2.1 序列优化与可靠性评估策略342

9.2.2 基于SORA和CSSO的多学科可靠性设计优化343

9.2.3 基于SORA和CO的RBMDO349

9.2.4 基于SORA和BLISCO的RBMDO351

9.3 混合层次多学科可靠性设计优化策略HSORA353

9.3.1 HSORA思想353

9.3.2 HSORA流程356

9.3.3 HSORA方法步骤357

9.4 随机不确定性条件下的HSORA358

9.4.1 HSORA-RBMDO策略358

9.4.2 HSORA-RBMDO步骤359

9.4.3 HSORA-RBMDO中的数学模型359

9.5 随机-认知不确定性条件下的AEMDO361

9.5.1 HSORA-AEMDO策略361

9.5.2 HSORA-AEMDO步骤362

9.5.3 HSORA-AEMDO中的数学模型363

9.5.4 算例测试366

9.6 随机-模糊-区间不确定性下的SOMUA369

9.6.1 单学科的SOMUA介绍369

9.6.2 并行计算的SOMUA方法372

9.6.3 RFIMDO-PCSOMUA方法与流程380

9.6.4 RFIMDO-PCSOMUA过程中的移动向量382

9.6.5 RFIMDO-PCSOMUA中的相关数学模型383

9.6.6 数值算例验证385

9.7 工程算例验证388

9.7.1 航空齿轮传动系统算例389

9.7.2 概念船设计算例395

9.8 本章小结402

参考文献403

第10章 RBMDO发展展望406

10.1 RBMDO技术406

10.1.1 构建精确的RBMDO模型406

10.1.2 高效的RBMDO求解技术408

10.2 多学科设计优化建模409

10.2.1 传统多学科设计优化建模存在的问题410

10.2.2 基于MBSE的多学科设计优化建模411

10.2.3 基于Modelica的多学科设计优化建模方法412

10.3 多学科设计优化环境414

10.3.1 多学科设计优化策略的功能需求414

10.3.2 基于Web服务的多学科设计优化框架417

10.3.3 未来的多学科设计优化环境419

10.4 多学科设计优化与先进技术的结合420

10.4.1 基于多学科设计优化的3D打印设计技术420

10.4.2 基于数据挖掘和大数据的多学科设计优化422

10.5 本章小结423

参考文献424