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篇(1)

世界航天工業(yè)經(jīng)過(guò)五十多年的發(fā)展，目前規(guī)模已相當(dāng)可觀。在不同程度上建立了航天工業(yè)的國(guó)家和地區(qū)已有20多個(gè)，但在能力與水平上，各國(guó)的相互差距仍然很大。目前，世界航天工業(yè)主要分布在一些發(fā)達(dá)國(guó)家和大國(guó)，以美國(guó)最為發(fā)達(dá)，俄羅斯、歐洲和日本的航天工業(yè)也相當(dāng)發(fā)達(dá)，發(fā)展中國(guó)家中，中國(guó)、印度、巴西等國(guó)的航天工業(yè)都有一定的能力和水平。

一、美國(guó)的航天工業(yè)

美國(guó)的航天工業(yè)經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展已形成了龐大的科研生產(chǎn)體系，從事航天工業(yè)的員工人數(shù)近百萬(wàn)人，其中科研和工程技術(shù)人員約占到總數(shù)的近80%。美國(guó)從事與航天有關(guān)的研究與咨詢(xún)活動(dòng)的研究機(jī)構(gòu)及學(xué)會(huì)等約有200多家。按照航天產(chǎn)品和導(dǎo)彈的總體、動(dòng)力系統(tǒng)和電子設(shè)備三大部分的主要承包商統(tǒng)計(jì)，約有370多家公司；如果將有關(guān)設(shè)備、儀器儀表、地面設(shè)備、電子元器件及原材料企業(yè)也計(jì)算在內(nèi)，則為航天產(chǎn)品配套的公司有1000多家。美國(guó)大型航天和導(dǎo)彈公司大多從事航空航天業(yè)務(wù)，同時(shí)經(jīng)營(yíng)多種業(yè)務(wù)，有雄厚的技術(shù)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)能力。

美國(guó)將空間開(kāi)發(fā)與利用作為綜合國(guó)力新的增長(zhǎng)點(diǎn)，確立了發(fā)展空間能力為基本國(guó)策，不斷加強(qiáng)國(guó)家對(duì)航天工業(yè)的協(xié)調(diào)，實(shí)施商業(yè)化空間政策，對(duì)民用和軍用航天計(jì)劃在技術(shù)開(kāi)發(fā)、發(fā)射和服務(wù)支持方面進(jìn)行最大限度的協(xié)作，并廣泛參與世界范圍的競(jìng)爭(zhēng)。美國(guó)已形成了一套比較完善的航天與導(dǎo)彈工業(yè)管理體制。總統(tǒng)與國(guó)會(huì)為決策層，總統(tǒng)負(fù)責(zé)航天和導(dǎo)彈工業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略決策和方針政策，國(guó)會(huì)進(jìn)行航天和工業(yè)管理的立法，監(jiān)督政府有關(guān)部門(mén)的航天和導(dǎo)彈工業(yè)管理工作，并通過(guò)預(yù)算撥款和政策對(duì)航天和導(dǎo)彈工業(yè)進(jìn)行宏觀調(diào)控。國(guó)防部與國(guó)家航空航天局（NASA）為計(jì)劃層，國(guó)防部是軍用航天和導(dǎo)彈的主管部門(mén)，NASA是美國(guó)民用航天活動(dòng)的政府主要管理部門(mén)，并承擔(dān)部分軍用航空航天計(jì)劃，NASA還與其它政府部門(mén)負(fù)責(zé)商業(yè)航天規(guī)劃的實(shí)施。承包商（工業(yè)界）、科研部門(mén)、大學(xué)等為實(shí)施層。

美國(guó)在航天工業(yè)上的投資遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其它國(guó)家，2001年達(dá)到288億美元，約占世界所有國(guó)家航天預(yù)算總和的75%。

到目前為止，美國(guó)不僅形成了龐大的航天和導(dǎo)彈研發(fā)、生產(chǎn)和管理體系，而且不論是航天運(yùn)載工具和航天器、還是各類(lèi)導(dǎo)彈，均形成種類(lèi)齊全、型號(hào)繁多的體系。美國(guó)具有世界上最強(qiáng)大的航天運(yùn)載能力，擁有重型、大、中、小型等多種系列運(yùn)載火箭，目前只有美國(guó)的航天飛機(jī)是世界上唯一投入使用的可重復(fù)使用的運(yùn)載器，在研的及預(yù)研的可重復(fù)使用的運(yùn)載器數(shù)量最多時(shí)達(dá)到十幾種；美國(guó)載人航天和空間探測(cè)技術(shù)發(fā)展成熟，目前領(lǐng)導(dǎo)和管理著龐大而復(fù)雜的國(guó)際空間站工程，數(shù)十個(gè)空間探測(cè)器探測(cè)了月球、行星和星際，各類(lèi)在軌的衛(wèi)星門(mén)類(lèi)齊全。自人類(lèi)發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星以來(lái)，各國(guó)發(fā)射了5000余顆衛(wèi)星，其中美國(guó)占了將近一半。

美國(guó)的航天和導(dǎo)彈技術(shù)始終處于世界領(lǐng)先地位，這與其長(zhǎng)期保持雄厚的航天工業(yè)基礎(chǔ)和持續(xù)的創(chuàng)新能力分不開(kāi)。航天與導(dǎo)彈技術(shù)屬于綜合技術(shù)和系統(tǒng)工程技術(shù)，需要以各專(zhuān)業(yè)技術(shù)為基礎(chǔ)。美國(guó)十分重視國(guó)防技術(shù)基礎(chǔ)的發(fā)展，國(guó)防部制訂的15項(xiàng)國(guó)防關(guān)鍵技術(shù)，其中12項(xiàng)都用于航天和導(dǎo)彈的研發(fā)。而這些關(guān)鍵技術(shù)的絕大多數(shù)在世界居領(lǐng)先地位。

二、俄羅斯航天工業(yè)

俄羅斯繼承了蘇聯(lián)大部分航天與導(dǎo)彈工業(yè)的科研設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)和工業(yè)企業(yè)，保留了規(guī)模巨大航天與導(dǎo)彈工業(yè)的基礎(chǔ)，以及雄厚的科研、生產(chǎn)、試驗(yàn)和應(yīng)用能力。獨(dú)立后，俄聯(lián)邦政府給航天與導(dǎo)彈工業(yè)的財(cái)政撥款銳減，許多已列入航天與導(dǎo)彈計(jì)劃的研制和生產(chǎn)項(xiàng)目被取消或推遲，航天與導(dǎo)彈工業(yè)受到巨大的影響。但由于蘇聯(lián)航天與導(dǎo)彈工業(yè)的龐大規(guī)模和堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，使俄羅斯至今仍然保持著一個(gè)實(shí)力僅次于美國(guó)、許多領(lǐng)域可以與美國(guó)并駕齊驅(qū)的航天與導(dǎo)彈工業(yè)強(qiáng)國(guó)的地位。

俄羅斯非常重視航天工業(yè)的發(fā)展，在經(jīng)費(fèi)有限，航天與導(dǎo)彈發(fā)展規(guī)模縮小的情況下，突出保證國(guó)家航天與導(dǎo)彈重點(diǎn)項(xiàng)目的實(shí)施和發(fā)展，繼續(xù)保持重點(diǎn)航天與導(dǎo)彈技術(shù)在世界的領(lǐng)先地位。俄羅斯將核威攝力量做為國(guó)家安全的基石，保持和發(fā)展包括新型戰(zhàn)略導(dǎo)彈在內(nèi)的戰(zhàn)略核力量，確保獨(dú)立研制、生產(chǎn)先進(jìn)戰(zhàn)略導(dǎo)彈系統(tǒng)的能力。鼓勵(lì)航天與戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈產(chǎn)品的出口，積極開(kāi)展國(guó)際航天合作。

目前，俄羅斯航空航天局直接管理著從事航天與導(dǎo)彈系統(tǒng)及相關(guān)部件研制的研究設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)企業(yè)一百多家，另有航空航天局內(nèi)外的45家企業(yè)通過(guò)合作參與航天器與導(dǎo)彈的研制生產(chǎn)，還有一些俄羅斯與國(guó)外合資的航天企業(yè)。從事航天與導(dǎo)彈研制與生產(chǎn)的雇員近30萬(wàn)。從獨(dú)立后的1992年至2000年底，俄羅斯共進(jìn)行了316次航天發(fā)射，先后發(fā)射了454個(gè)各種軌道的航天器。近5年來(lái)，俄羅斯平均每年約進(jìn)行20～30次航天發(fā)射，發(fā)射數(shù)量大約是蘇聯(lián)時(shí)期的1/3。俄羅斯的航天產(chǎn)品包括各種航天運(yùn)載器、衛(wèi)星和深空探測(cè)器、載人飛船與空間站，建立了完整的航天飛行控制與測(cè)量系統(tǒng)，開(kāi)展了全面的航天應(yīng)用與豐富空間科學(xué)研究活動(dòng)，是美國(guó)之外全球航天產(chǎn)品最齊全、設(shè)施最配套的國(guó)家。俄羅斯已經(jīng)形成種類(lèi)齊全、產(chǎn)品配套的導(dǎo)彈武器系統(tǒng)。總體上說(shuō)，在許多領(lǐng)域俄羅斯導(dǎo)彈武器系統(tǒng)在品種、技戰(zhàn)術(shù)水平上都可與美國(guó)匹敵。

三、歐洲航天工業(yè)

法國(guó)是西歐第一航天大國(guó)，也是美國(guó)和俄羅斯之后的世界第三航天大國(guó)。它擁有強(qiáng)大的運(yùn)載火箭與航天器制造能力和類(lèi)型較齊全、規(guī)模較龐大的導(dǎo)彈研制生產(chǎn)能力。法國(guó)航天和導(dǎo)彈工業(yè)的規(guī)模在西歐居第一位，從業(yè)人數(shù)和銷(xiāo)售額均高居西歐各國(guó)之首。法國(guó)能獨(dú)立或?yàn)橹餮兄聘鞣N大型運(yùn)載火箭，通信、偵察和對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星，較大型航天器以及各種類(lèi)型的導(dǎo)彈，共研制過(guò)或正在研制約5個(gè)系列的運(yùn)載火箭、約15種型號(hào)的衛(wèi)星、3種型號(hào)的航天器和約60種型號(hào)的導(dǎo)彈，具備總體設(shè)計(jì)、推進(jìn)、制導(dǎo)、結(jié)構(gòu)、防熱等分系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研制以及電池、火工品等零部件研制能力。法國(guó)研制生產(chǎn)的各種運(yùn)載火箭、衛(wèi)星 、航天器和導(dǎo)彈具有較高的技術(shù)和應(yīng)用水平。其中，通信和遙感衛(wèi)星性能接近世界先進(jìn)水平，并帶頭打破了美國(guó)對(duì)國(guó)際商業(yè)通信衛(wèi)星研制市場(chǎng)的壟斷，成為“阿拉伯衛(wèi)星”和“土耳其衛(wèi)星”的主承包商；反艦導(dǎo)彈、防空導(dǎo)彈、空空導(dǎo)彈的性能基本接近或達(dá)到美國(guó)同類(lèi)武器系統(tǒng)的水平。法國(guó)航天大型企業(yè)的基礎(chǔ)雄厚、設(shè)備精良、技術(shù)先進(jìn)，如在“阿里安”火箭總裝車(chē)間擁有現(xiàn)代化的機(jī)器人、加工中心、CAD／CAM、數(shù)學(xué)仿真、模擬仿真等設(shè)備，其設(shè)計(jì)、研制、管理手段均非常先進(jìn)。

英國(guó)航天和導(dǎo)彈工業(yè)的規(guī)模，在西方國(guó)家中處于前列。英國(guó)有比較配套的航天工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，研發(fā)、生產(chǎn)能力與水平在西方國(guó)家中處于前列。英國(guó)航天工業(yè)的研發(fā)和生產(chǎn)注重選擇重點(diǎn)發(fā)展方向，主要是在對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星、小衛(wèi)星和衛(wèi)星軟件等領(lǐng)域的研發(fā)、生產(chǎn)中具有很強(qiáng)的實(shí)力；在通信衛(wèi)星技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)中處于世界先進(jìn)水平；能獨(dú)立研發(fā)、生產(chǎn)衛(wèi)星整星和探空火箭，但不能獨(dú)立研發(fā)、生產(chǎn)運(yùn)載火箭。英國(guó)雖然缺乏戰(zhàn)略導(dǎo)彈生產(chǎn)能力，但在戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈領(lǐng)域，除了不具備獨(dú)立研制生產(chǎn)巡航導(dǎo)彈的能力外，其它戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈不僅可以獨(dú)立研發(fā)和生產(chǎn)，而且其水平位居世界先進(jìn)行列，至今已經(jīng)生產(chǎn)了30多種型號(hào)的戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈。英國(guó)的航天與導(dǎo)彈產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上具有一定的競(jìng)爭(zhēng)力，其中每年戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈的出口貿(mào)易額達(dá)10多億英鎊。

德國(guó)近年來(lái)在航天器系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造、管理和工程總承包方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，掌握了許多領(lǐng)域的關(guān)鍵先進(jìn)技術(shù)。在單、雙組元液體推進(jìn)系統(tǒng)，硅太陽(yáng)電池及復(fù)合材料電池板，衛(wèi)星姿控系統(tǒng)，行波管放大器，光學(xué)儀器，電火箭發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)等領(lǐng)域擁有世界一流技術(shù)。在大型運(yùn)載火箭第二級(jí)液體芯級(jí)、液體捆綁助推器、上面級(jí)液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、姿控發(fā)動(dòng)機(jī)和火箭結(jié)構(gòu)件的研制上具有豐富的經(jīng)驗(yàn)。德國(guó)具有應(yīng)用衛(wèi)星和科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星整星研制的能力，并擁有很高衛(wèi)星制造水平，尤其在衛(wèi)星太陽(yáng)電池系統(tǒng)、姿控系統(tǒng)、光學(xué)儀器、衛(wèi)星通信有效載荷、衛(wèi)星單組元和雙組元推力器及電推進(jìn)系統(tǒng)領(lǐng)域擁有先進(jìn)水平。德國(guó)近年來(lái)積極參與了歐洲阿里安4、阿里安5運(yùn)載火箭的研制和生產(chǎn)，并自己研制了哥白尼德國(guó)郵政衛(wèi)星。德國(guó)不生產(chǎn)戰(zhàn)略導(dǎo)彈產(chǎn)品，研制的導(dǎo)彈產(chǎn)品主要有地空導(dǎo)彈、空地導(dǎo)彈、空空導(dǎo)彈、反艦導(dǎo)彈、反坦克導(dǎo)彈等。

意大利航天與導(dǎo)彈工業(yè)規(guī)模在西歐排名第四位。意大利的航天工業(yè)在歐洲具有較先進(jìn)的技術(shù)水平，能夠獨(dú)立開(kāi)發(fā)衛(wèi)星系統(tǒng)和輕型運(yùn)載火箭。在大型運(yùn)載火箭固體助推器、衛(wèi)星平臺(tái)、衛(wèi)星通信高頻技術(shù)、通信衛(wèi)星有效載荷、衛(wèi)星天線(xiàn)、遠(yuǎn)地點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域位于歐洲前列。意大利作為主承包商研制的典型衛(wèi)星型號(hào)有意大利衛(wèi)星-1、-2通信衛(wèi)星，阿蒂米斯先進(jìn)中繼和技術(shù)衛(wèi)星，宇宙-昴星團(tuán)衛(wèi)星，米塔科學(xué)小衛(wèi)星。與其他國(guó)家聯(lián)合研制的航天器有多種型號(hào)。意大利目前作為主承包商正在研制維加輕型運(yùn)載火箭；參加了國(guó)際空間站項(xiàng)目，承擔(dān)了多功能增壓后勤艙（MPLM）等重大項(xiàng)目的研制。在導(dǎo)彈領(lǐng)域，主要通過(guò)與法國(guó)、德國(guó)、英國(guó)和美國(guó)等國(guó)家合作的方式研制生產(chǎn)戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈，產(chǎn)品包括反艦導(dǎo)彈、防空導(dǎo)彈、空空導(dǎo)彈、空地（艦）導(dǎo)彈和反坦克導(dǎo)彈。

篇(2)

從20世紀(jì)末，汽車(chē)行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)已從單一的性能競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)向性能、環(huán)保、節(jié)能等多元綜合競(jìng)爭(zhēng)。僅就汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)而言，為應(yīng)對(duì)世界能源危機(jī)和減少對(duì)環(huán)境污染，其研究開(kāi)發(fā)工作已側(cè)重于降低油耗、減少排放、輕質(zhì)及減少磨損等方面，在這些研究中優(yōu)化技術(shù)將得到廣泛的應(yīng)用。近年來(lái)，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)化工作是根據(jù)航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)所建立及應(yīng)用的優(yōu)化技術(shù)，并已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展。

1　對(duì)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)化技術(shù)的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀

目前各類(lèi)發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)工作的共同重點(diǎn)包括降低油耗、減少排放、減輕質(zhì)量以及減少磨損等，為了達(dá)到這些目標(biāo)，在發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)中應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)是一個(gè)重要的手段。當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)化工作主要在發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)、材料、燃料及燃燒、排放以及多學(xué)科優(yōu)化等幾個(gè)方面展開(kāi)。

第一方面對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)及材料優(yōu)化技術(shù)：發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化主要是優(yōu)化關(guān)鍵零部件的形狀以改善發(fā)動(dòng)機(jī)性能。新型復(fù)合材料如碳化硅、氮化硅、氧化鋯、石墨及合成石墨等不斷用于發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)。通過(guò)建立發(fā)動(dòng)機(jī)復(fù)合材料葉片各截面應(yīng)力應(yīng)變解析式和最大應(yīng)力準(zhǔn)則，對(duì)葉片進(jìn)行最大強(qiáng)度的優(yōu)化分析。第二方面是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒優(yōu)化技術(shù)：隨著世界能源問(wèn)題和環(huán)境污染問(wèn)題的日趨嚴(yán)重，汽車(chē)作為污染環(huán)境和消耗能源的大戶(hù)，備受人們的關(guān)注。發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程直接影響節(jié)能和環(huán)保，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程優(yōu)化的研究越來(lái)越受到重視。主要是從噴射系統(tǒng)、進(jìn)氣管系、燃燒室形狀等幾方面對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒噴射系統(tǒng)方面，借助于先進(jìn)電子控制技術(shù)，能準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)燃油供給，優(yōu)化噴油定時(shí)和噴油次數(shù)，控制氣缸內(nèi)的混合狀態(tài)、燃燒室內(nèi)的燃油分布，降低排放污染。對(duì)新型脈動(dòng)式電控燃油噴射系統(tǒng)的噴射定時(shí)問(wèn)題，研究了發(fā)動(dòng)機(jī)直接噴射技術(shù)的優(yōu)化問(wèn)題。第三方面是發(fā)動(dòng)機(jī)多學(xué)科優(yōu)化技術(shù)：發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)以結(jié)構(gòu)、熱力、燃燒、強(qiáng)度、振動(dòng)、流體、傳熱等多個(gè)學(xué)科為基礎(chǔ)，可變因素多，隨機(jī)性大，是一個(gè)可變互耦系統(tǒng)的優(yōu)化問(wèn)題。多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化通過(guò)充分利用各個(gè)學(xué)科之間的相互作用所產(chǎn)生的協(xié)同效應(yīng)，獲得系統(tǒng)的整體最優(yōu)解，主要體現(xiàn)在在以下幾個(gè)方面。第一是：多目標(biāo)優(yōu)化，發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)化涉及到多個(gè)目標(biāo)，與單目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題不同的是這些目標(biāo)函數(shù)往往耦合在一起，且每一個(gè)目標(biāo)具有不同的物理意義和量綱。它們的關(guān)聯(lián)性和沖突性使得對(duì)其優(yōu)化變得十分困難。多目標(biāo)優(yōu)化方法可以分為如下兩大類(lèi)并且已在發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中得到了應(yīng)用；第二是不確定性?xún)?yōu)化：在發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)及實(shí)際使用中，總是存在著材料特性、制造、裝配及載荷等方面的誤差或不確定性。雖然在多數(shù)情況中，誤差或不確定性很小，但這些誤差或不確定性結(jié)合在一起可能對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和可靠性產(chǎn)生很大的影響。對(duì)于此類(lèi)不確定性問(wèn)題的優(yōu)化，傳統(tǒng)的優(yōu)化方法已無(wú)法解決，而必須求助于不確定性?xún)?yōu)化方法。第三方面是多學(xué)科優(yōu)化的方法與策略多學(xué)科優(yōu)化的主要思想是在設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程中集成各個(gè)學(xué)科的知識(shí)，應(yīng)用有效的設(shè)計(jì)優(yōu)化策略及相應(yīng)的優(yōu)化方法，組織和管理設(shè)計(jì)過(guò)程。其目的是通過(guò)充分利用各個(gè)學(xué)科之間的相互作用所產(chǎn)生的協(xié)同效應(yīng)，獲得系統(tǒng)的整體最優(yōu)解。第四方面是優(yōu)化算法：在發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)中用到的優(yōu)化算法，既有常規(guī)優(yōu)化算法，也有遺傳算法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等智能優(yōu)化方法。

2　發(fā)展方向

以節(jié)能和環(huán)保為主要目標(biāo)的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)綜合優(yōu)化技術(shù)是以后的研究重點(diǎn)，主要在以下幾個(gè)方面：第一是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，在以節(jié)能、環(huán)保為主要目標(biāo)的綜合最優(yōu)前提下，根據(jù)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)特點(diǎn)，通過(guò)系統(tǒng)分解工作，建立起汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的物理分析模型及優(yōu)化數(shù)學(xué)模型；在上述工作基礎(chǔ)上，比較、選擇高效的多學(xué)科多目標(biāo)優(yōu)化方法；最終開(kāi)發(fā)出汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)多學(xué)科多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，包括燃燒、傳熱、結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、振動(dòng)、壽命、傳動(dòng)、、電氣、工藝及材料等眾多學(xué)科，具有大量的不確定性參數(shù)，而且很多參數(shù)很難獲得其概率分布，所以未來(lái)開(kāi)發(fā)區(qū)間數(shù)優(yōu)化方法用于發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)化將是一個(gè)很有發(fā)展前景的方向。第二是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵零部件如氣缸、活塞、曲軸、連桿及渦輪增壓器等的設(shè)計(jì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能有很大影響。這些零部件的優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能、壽命和可靠性，從而降低成本、提高經(jīng)濟(jì)性。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量越來(lái)越輕，而其功率和轉(zhuǎn)速不斷提高，振動(dòng)和噪聲問(wèn)題越來(lái)越突出，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的減振系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化也是一條提高車(chē)輛整體振動(dòng)性能的有效途徑。發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒和排放系統(tǒng)直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性、噪聲、排放等重要指標(biāo)，影響到汽車(chē)的節(jié)能與環(huán)保性能。