代理模型 代理模型是工程问题中常用的一个优化方法当实际问题高精度模型计算量很大不容易求解时可以使用计算量较小求解迅速的简化模型来替代原模型加速优化过程大多数工程设计问题需要模拟实验来评估采用不同设计参数时的目标函数和约束函数 例如为了找到最佳的机翼形状常常针对不同的形状参数长度曲率材料等模拟机翼周围的气流对于许多实际问题单次模拟可能需要数分钟数小时甚至数天才能完成 因此类似设计优化设计空间搜索灵敏性分析和假设分析这种需要数千甚至数百万次模拟的任务直接对原模型求解将是不可能的 改善这种情况的一个办法就是使用近似模型被称为代理模型响应曲面模型元模型或模拟器来模拟高精度模拟模型代理模型的计算结果与原模型非常接近但是求解计算量较小代理模型采用一个数据驱动的自下而上的办法来建立一般假定原模拟过程的内部精确处理过程未知有时也可能已知但是该模型的输入输出行为则非常重要通过在仔细选择的有限个点输入计算原模型的响应输出从而建立代理模型这一过程也被称为行为建模或者黑箱模型但是这两个名字会造成歧义如果只涉及唯一的变量这一过程也被称为曲线拟合 虽然使用代理模型来代替实验和模拟在工程设计中非常常见代理模型也可被用于许多其他实验或求解计算量较大的科学领域