為了提高我校研究生在試驗設計與優化方面的科研能力、增強國際交流能力,BETVLCTOR伟德官方网站邀請2021年BETVLCTOR伟德官方网站外國專家計劃項目獲得者辛千凡教授線上開設試驗設計與優化系列講座。12月6日和8日,分别舉辦了兩場,學校教師和研究生積極參加了學習。
辛教授畢業于同濟大學本科,後獲得了美國華盛頓大學機械工程碩士和博士學位,曾就職于世界500強企業中的美國納威司達(Navistar)公司,主管柴油發動機性能與系統集成的模拟分析工作,并曾擔任國際汽車工程師學會(SAE)商用車動力系及傳動系委員會2012年度主席,著有《Diesel Engine System Design》和《柴油發動機系統設計》兩部專著。
辛教授基于精深造詣,為參加講座者诠釋了系統設計、優化技術、可靠性工程這三個重要學科領域之間的關系,并指出試驗設計、優化技術、可靠性分析是科技領域中最重要的三大通用技術,在質量、效益、經濟性理念驅動下,在各行業均具有極為廣泛的應用。試驗設計與優化講座主要介紹工程技術領域常用的試驗設計與分析的理論和方法,包括誤差分析、方差分析、因子設計、正交設計、響應曲面方法、多目标優化、穩健性設計、可靠性設計、蒙特卡羅模拟等。現代科學技術問題通常是具有多因子和多響應的多目标尋優複雜問題,而且具有非确定性随機概率特征。如何使用較少的試驗次數和較小的成本取得較多的試驗結果,确定主要和次要影響因素,并獲取最優方案,是一項重要的實用技術。正交設計和響應曲面方法是兩類最常用的試驗設計方法,能夠高效快速篩選因子,并建立因子與響應參數之間的數學關系。基于帕雷托前鋒曲線的多目标優化方法比單目标優化方法更為先進,能夠處理大量的工程實際問題。為了進一步提高産品質量,還需要在穩健性和可靠性等具有概率分布特征的問題上予以優化,獲得具有較強抗幹擾能力和成本較為經濟的設計方案。通過對試驗設計與優化技術的學習,能夠提高科研工作質量和産品設計質量,并為發表高水平學術論文奠定必要的基礎。
在講座開篇,辛教授指出在試驗設計與分析的學習中需要注意學習方法,辛教授希望同學們能夠博采衆長、紮實基礎、了解全貌。在試驗設計方法的應用方面,辛教授指出應當着力開展響應曲面分析,取代粗糙的分析方法,并從單點優化擴展到二維全域優化。這不僅能夠将單目标優化提高兩個數量級(維度)的先進程度,而且能夠強有力幫助解決帕雷托前鋒曲線的多目标優化問題。在穩健設計方面,辛教授指出了田口方法的不足之處,對不同的學術流派給予介紹,包括更為先進的“均值-偏差”雙響應曲面方法。
通過講座,同學們開闊了工程案例視野,全方位了解到論文寫作中的問題,結合實際用途複習了書中的公式,能夠幫助自己将來策劃與試驗設計及優化有關的科研課題,并為撰寫學位論文和期刊論文打下實踐基礎。學生學到了先進的科學探索、分析的理念和方法。通過理論、案例、學生合作參與的方式,也為學院老師帶來了一種全新的教學理念,大家都感到得到了很大的收益。
此系列講座的成功舉辦,必将有力推動我院試驗設計與優化技術的科研水平,将最新的理論和實用方法引入機械工程學科,提高我院師生的教學、科研工作水平。