本發(fā)明涉及飛機設(shè)計，具體涉及一種基于生成式人工智能的飛機概念方案設(shè)計方法和系統(tǒng)，用于飛機概念方案快速設(shè)計、評估、展示。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有的飛機設(shè)計方法涉及復(fù)雜的多學(xué)科協(xié)作，要求設(shè)計師具備豐富的經(jīng)驗和高水平的專業(yè)技能。傳統(tǒng)的設(shè)計過程通常耗時長、成本高，特別是在面對復(fù)雜的新型飛行器設(shè)計時，效率問題更加突出。雖然已有的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在氣動和結(jié)構(gòu)設(shè)計中取得了一定的進(jìn)展，但由于數(shù)據(jù)需求量大、模型遷移難度高，在概念設(shè)計階段的應(yīng)用仍然受到限制。

2、本技術(shù)發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，生成式人工智能的發(fā)展，特別是大語言模型的廣泛應(yīng)用，為提高飛機概念設(shè)計效率提供了全新的方法。大語言模型具備強大的自然語言處理能力，可以在沒有大量訓(xùn)練數(shù)據(jù)的情況下，通過提示詞生成高質(zhì)量的設(shè)計方案。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為提高飛機概念設(shè)計階段的設(shè)計效率，降低設(shè)計成本，本發(fā)明提供了一種基于生成式人工智能的飛機概念方案設(shè)計方法和系統(tǒng)，旨在于通過大語言模型的強大自然語言處理能力，實現(xiàn)飛機概念方案的自動化設(shè)計、評估與展示。

2、基于生成式人工智能的飛機概念方案設(shè)計方法包括：

3、步驟s1：選擇大語言模型作為系統(tǒng)基礎(chǔ)模型；

4、步驟s2：構(gòu)建飛行器協(xié)同設(shè)計云平臺，作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成、管理、調(diào)用平臺；

5、步驟s3：通過本地調(diào)用的方式驅(qū)動大語言模型進(jìn)行設(shè)計方案生成，包含模型類型選擇與提示詞選擇；

6、步驟s4：將重量、氣動、性能和建模專業(yè)分析工具封裝成設(shè)計系統(tǒng)的能力單元，所涉及的建模、評估、驗證環(huán)節(jié)包含外形、動力、氣動、重量、rcs、飛行性能部分，以分布式方式部署運行；其中，設(shè)計系統(tǒng)指的是執(zhí)行基于生成式人工智能的飛機概念方案設(shè)計方法的系統(tǒng)；

7、步驟s5：以協(xié)同設(shè)計云平臺中的設(shè)計項目為基礎(chǔ)，對設(shè)計方案所形成的飛機catia模型、總體參數(shù)、氣動參數(shù)、重量參數(shù)、性能數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取，并將其中的元素進(jìn)行展示。

8、根據(jù)本發(fā)明另一方面，還提供一種基于生成式人工智能的飛機概念方案設(shè)計系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

9、方案生成模塊，用于選擇大語言模型作為系統(tǒng)基礎(chǔ)模型；

10、數(shù)據(jù)集成模塊，用于構(gòu)建飛行器協(xié)同設(shè)計云平臺，作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成、管理、調(diào)用平臺；

11、方案評估模塊，用于通過本地調(diào)用的方式驅(qū)動大語言模型進(jìn)行設(shè)計方案生成，包含模型類型選擇與提示詞選擇；

12、將重量、氣動、性能和建模專業(yè)分析工具封裝成設(shè)計系統(tǒng)的能力單元，所涉及的建模、評估、驗證環(huán)節(jié)包含外形、動力、氣動、重量、rcs、飛行性能部分，以分布式方式部署運行；其中，設(shè)計系統(tǒng)指的是執(zhí)行基于生成式人工智能的飛機概念方案設(shè)計方法的系統(tǒng)；

13、方案展示模塊，用于以協(xié)同設(shè)計云平臺中的設(shè)計項目為基礎(chǔ)，對設(shè)計方案所形成的飛機catia模型、總體參數(shù)、氣動參數(shù)、重量參數(shù)、性能數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取，并將其中的元素進(jìn)行展示。

14、下面描述本發(fā)明的系統(tǒng)架構(gòu)、實現(xiàn)方法、有益效果和應(yīng)用場景。

15、1、系統(tǒng)架構(gòu)

16、本發(fā)明系統(tǒng)的核心在于其模塊化設(shè)計，具體包括：

17、方案生成模塊：該模塊首先基于通用開源大語言模型進(jìn)行本地化部署，所選模型類型包含llama3.1、qwen2的多個參數(shù)版本。然后，根據(jù)大語言模型通用提示詞框架和飛機概念設(shè)計方案模板，進(jìn)行飛機概念設(shè)計提示詞設(shè)計，通過引入few-shot方法，共形成zero-shot、1-shot、5-shot三種類型提示詞。通過運行該模塊，用戶可根據(jù)設(shè)計需求，選擇合適的模型與提示詞，進(jìn)行飛機概念方案智能設(shè)計。

18、數(shù)據(jù)集成模塊：該模塊將生成的設(shè)計方案與協(xié)同設(shè)計平臺進(jìn)行集成。設(shè)計數(shù)據(jù)以結(jié)構(gòu)化的方式存儲，并可通過協(xié)同平臺與專業(yè)設(shè)計工具進(jìn)行無縫對接，支持多用戶的設(shè)計數(shù)據(jù)共享和編輯。

19、方案評估模塊：該模塊對生成的設(shè)計方案進(jìn)行綜合評估，通過分布式運行的各能力單元組件，實現(xiàn)對大模型初步設(shè)計方案的建模、分析與評估，包含外形建模、氣動估算、重量估算、動力性能計算、飛行性能計算、rcs計算等子模塊。

20、方案展示模塊：該模塊通過數(shù)據(jù)集成模塊獲取設(shè)計方案數(shù)據(jù)、分析評估結(jié)果數(shù)據(jù)等，綜合利用三維模型、曲線、餅圖、表格等組件，實現(xiàn)設(shè)計方案與評估結(jié)果的動態(tài)實時展示，幫助用戶進(jìn)行設(shè)計決策與優(yōu)化。

21、2、實現(xiàn)方法

22、基座模型部署與運行：基于通用開源大語言模型進(jìn)行本地化部署，建立虛擬環(huán)境和項目結(jié)構(gòu)，為運行應(yīng)用程序提供一個受控和隔離的環(huán)境，確保其依賴關(guān)系與其他系統(tǒng)范圍的包分離，簡化了依賴關(guān)系的管理，有助于維護(hù)不同環(huán)境之間的一致性。所選模型類型包含llama3.1、qwen2的多個參數(shù)版本。

23、需求分析與提示詞生成：根據(jù)大語言模型通用提示詞框架和飛機概念設(shè)計方案模板，進(jìn)行飛機概念設(shè)計提示詞設(shè)計，通過引入few-shot方法，共形成zero-shot、1-shot、5-shot三種類型提示詞。通過運行該模塊，用戶可根據(jù)設(shè)計需求，選擇合適的模型與提示詞，進(jìn)行飛機概念方案智能設(shè)計。根據(jù)用戶輸入的設(shè)計需求，通過提示詞生成模塊將需求轉(zhuǎn)化為適合大語言模型處理的提示詞。提示詞內(nèi)容包括設(shè)計目標(biāo)、背景信息、風(fēng)格要求等。

24、設(shè)計方案生成：需要將各種專業(yè)分析工具封裝成能力單元，所涉及的建模、評估、驗證環(huán)節(jié)主要包含外形、動力、氣動、重量、rcs、飛行性能等部分，以分布式方式部署運行，大語言模型模塊根據(jù)生成的提示詞自動生成飛機的總體布局、動力系統(tǒng)選擇、三維建模、性能分析等設(shè)計方案。

25、數(shù)據(jù)集成與評估：將大模型的設(shè)計需求和所生成的飛行器總體設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)方案以結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的方式存儲為一個數(shù)據(jù)包，其中的每一條設(shè)計指標(biāo)均作為一個數(shù)據(jù)項，各個分布式終端可以以數(shù)據(jù)包為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)編輯、修改、上傳，以數(shù)據(jù)項為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)下載與調(diào)用，數(shù)據(jù)包和數(shù)據(jù)項附帶版本信息。除此以外，設(shè)計方案的性能需求、性能計算中間數(shù)據(jù)、結(jié)果數(shù)據(jù)、cad模型等下游數(shù)據(jù)以及中間參數(shù)均可通過該平臺進(jìn)行定義、查看、編輯、下載。生成的設(shè)計方案通過數(shù)據(jù)集成模塊上傳至協(xié)同設(shè)計平臺，并與專業(yè)設(shè)計工具進(jìn)行集成，自動進(jìn)行氣動特性、重量估算、動力特性、rcs特性和飛行性能的評估。

26、設(shè)計方案展示：可視化展示模塊以協(xié)同設(shè)計平臺中的設(shè)計項目為基礎(chǔ)，對設(shè)計方案所形成的模型和數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取，并將其中的元素進(jìn)行展示，支持圖片、音頻、視頻、曲線、時序數(shù)據(jù)、cad模型、cae模型等多種格式。方案評估模塊對多輪次生成的設(shè)計方案進(jìn)行分析，通過優(yōu)化算法選擇最優(yōu)方案，并輸出最終設(shè)計結(jié)果。通過該模塊，設(shè)計人員可以清楚直觀地獲取整個設(shè)計方案的設(shè)計狀態(tài)，以便進(jìn)行對比、決策，以及后續(xù)的優(yōu)化與詳細(xì)設(shè)計。

27、3、有益效果

28、本發(fā)明所述的系統(tǒng)通過自動化的設(shè)計流程和多模塊協(xié)作，顯著提高了飛機概念設(shè)計的效率。系統(tǒng)能夠在短時間內(nèi)生成多種高質(zhì)量的設(shè)計方案，并支持多用戶協(xié)作設(shè)計，適用于復(fù)雜航空器的快速概念設(shè)計。通過與協(xié)同設(shè)計平臺的集成，系統(tǒng)能夠在整個設(shè)計過程中實現(xiàn)數(shù)據(jù)的一致性和完整性，極大地降低了設(shè)計周期和成本。

29、4、應(yīng)用場景

30、本發(fā)明的系統(tǒng)適用于飛機的早期概念設(shè)計階段，特別是在需要快速生成和評估多種設(shè)計方案時表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。系統(tǒng)的模塊化設(shè)計使其可以靈活適應(yīng)不同規(guī)模和復(fù)雜度的設(shè)計任務(wù)，并能夠與現(xiàn)有的設(shè)計工具和流程無縫集成，確保設(shè)計質(zhì)量和效率。