《新一代智能設(shè)計(jì)專輯》序言

當(dāng)前，世界格局正發(fā)生著重大變化，越來越多的國(guó)家正加大對(duì)“三航”(航空、航天與航海)裝備研制的投入，“三航”裝備研制水平已成為衡量國(guó)家科技水平高低的重要標(biāo)志，加強(qiáng)對(duì)“三航”裝備研制的前沿性與戰(zhàn)略性技術(shù)創(chuàng)新已成為維護(hù)我國(guó)國(guó)家安全和利益的重要基石。近二十年來，以“計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)+計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)+結(jié)構(gòu)優(yōu)化”為核心的傳統(tǒng)分段式設(shè)計(jì)方法在“三航”裝備關(guān)重件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中得到了廣泛應(yīng)用，有力支持了我國(guó)“三航”裝備的研制。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和裝備服役性能的要求逐漸嚴(yán)苛，“超輕質(zhì)、高性能、多功能、全智能與重節(jié)能”正逐步成為現(xiàn)代“三航”裝備研制的重要目標(biāo)，傳統(tǒng)分段式設(shè)計(jì)方法已無法有效滿足上述需求，成為阻礙我國(guó)“三航”裝備研制水平提升的主要因素之一。

眾所周知，相比于尺寸優(yōu)化與形狀優(yōu)化，拓?fù)鋬?yōu)化可為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供更為科學(xué)、合理的創(chuàng)新構(gòu)型方案，拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)及軟件已成為產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的重要手段，并廣泛用于“三航”裝備關(guān)重件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。為解決傳統(tǒng)分段式設(shè)計(jì)方法中結(jié)構(gòu)幾何、分析與拓?fù)鋬?yōu)化相互割裂的問題，在拓?fù)鋬?yōu)化中引入可實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)幾何與分析一體化的等幾何分析技術(shù)，采用相同的數(shù)學(xué)基函數(shù)在理論上統(tǒng)一結(jié)構(gòu)幾何、分析與優(yōu)化模型，開展結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)/分析/優(yōu)化一體化設(shè)計(jì)，已成為現(xiàn)代“三航”裝備設(shè)計(jì)中極其重要的研究方向。近年來，國(guó)內(nèi)眾多高校和科研院所，包含華中科技大學(xué)、清華大學(xué)、上海交通大學(xué)、大連理工大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、浙江大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、國(guó)防科技大學(xué)、北京理工大學(xué)、東南大學(xué)、華南理工大學(xué)、吉林大學(xué)、中南大學(xué)、湖南大學(xué)、重慶大學(xué)、山東大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、中科院長(zhǎng)春光機(jī)所與中國(guó)空間技術(shù)研究院等，圍繞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、分析與優(yōu)化，從基礎(chǔ)理論、分析技術(shù)、優(yōu)化算法與軟件開發(fā)等方面開展了卓有成效的研究，有效推動(dòng)了以“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)/分析/優(yōu)化一體化”為核心的新一代智能設(shè)計(jì)方法研究，為解決當(dāng)前裝備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中幾何建模、結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)相互獨(dú)立、互不融合的瓶頸問題，提升我國(guó)“三航”裝備研制水平，提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

新一代智能設(shè)計(jì)正成為新一輪工業(yè)革命的核心技術(shù)之一，為探討和分享本領(lǐng)域最新研究成果，促進(jìn)有益的學(xué)術(shù)交流，推動(dòng)新一代智能設(shè)計(jì)方法的發(fā)展與應(yīng)用，支撐我國(guó)“三航”裝備研制水平的快速提升，在華中科技大學(xué)建校70周年和機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院建院70周年之際，《中國(guó)機(jī)械工程》特聯(lián)合華中科技大學(xué)機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院，組織出版了“新一代智能設(shè)計(jì)”專輯，分設(shè)了“拓?fù)鋬?yōu)化基礎(chǔ)理論”“等幾何拓?fù)鋬?yōu)化”“增材制造可成形設(shè)計(jì)”“宏微觀跨尺度設(shè)計(jì)”與“優(yōu)化設(shè)計(jì)工程應(yīng)用”5個(gè)專欄。本專輯的征文得到了國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域?qū)W者的積極響應(yīng)，經(jīng)專輯編輯委員會(huì)的嚴(yán)格評(píng)審，本專輯共刊載論文13篇，較好地反映了我國(guó)在本領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展。希望以本專輯出版為牽引，持續(xù)匯聚學(xué)者智慧，展示科技成果、交流技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展行業(yè)生態(tài)，助力中國(guó)“數(shù)字化智能化設(shè)計(jì)與制造”學(xué)科方向的高質(zhì)量發(fā)展。

征程萬里風(fēng)正勁，奮楫爭(zhēng)先再遠(yuǎn)航。習(xí)近平總書記多次強(qiáng)調(diào)，努力把關(guān)鍵核心技術(shù)和裝備制造業(yè)掌握在我們自己手里。國(guó)務(wù)院印發(fā)的《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》已明確提出要深入實(shí)施智能制造工程，大力推動(dòng)裝備數(shù)字化。華中科技大學(xué)機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院作為我國(guó)“數(shù)字化智能化設(shè)計(jì)與制造”技術(shù)的主要“策源地”之一，在70周年校慶與院慶之際，對(duì)長(zhǎng)期以來熱忱支持學(xué)院發(fā)展的社會(huì)各界師長(zhǎng)、朋友致以最誠(chéng)摯的感謝！邁步新時(shí)代新征程，學(xué)院全體同仁必將牢記使命，踔厲奮發(fā)，勇?lián)鷷r(shí)代重任，攜手行業(yè)內(nèi)高校、科研院所及相關(guān)企業(yè)，共譜“三航”裝備智能設(shè)計(jì)發(fā)展新篇章！