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An axiomatic system engineering design method based on NSGA-II algorithm applied to complex systems
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AI
DOI：10.1038/s41598-025-17689-5.png)
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摘要
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本研究提出了一种集成框架，将公理设计（Axiomatic Design）与基于模型的系统工程（Model-Based Systems Engineering）相结合，并引入NSGA-II作为智能优化引擎。该框架构建了连接需求、功能、行为和结构要素的多级可追溯性矩阵，并利用NSGA-II动态优化设计结构矩阵（Design Structure Matrix）的排序，从而增强耦合关系的显式性和可视化。该方法并非直接消除依赖关系，而是旨在支持更系统化的模块化导向分析。采用SysML实现后，该框架在用户、功能、行为和物理领域之间建立正式映射，以确保双向可追溯性。同时，基于公理设计原则定量评估耦合度，并采用多目标智能搜索加速大规模设计空间内的收敛。一项针对主动反射器控制系统的案例研究表明，所提出的NSGA-II增强型框架显著降低了在DSM排序中对专家知识的依赖，并在复杂系统的耦合识别和模块化分析方面展现出明显优势。
Keyword:
Axiomatic design
Active Reflective Surface Control System
System design methodology
Model-Based Systems Engineering
NSGA-II
AI总结
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期刊
IF:
3.9
论文数:
28.0W
被引数:
83.5W
机构
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