围绕WEB创新的计算机辅助设计系统研究

总结最短路径原则与相似性联想原则这两项创新设计思维原则,基于WEB创新的设计知识库,提出了功能要求、作用原理及物理结构的相似性的量化方法,用相似度作为计算机辅助联想及遗传算法初始群体筛选的依据,形成一种改进的遗传算法。     

基于混合智能的产品设计方法及系统研究

提出发散与收敛交替的创新设计思维模型,分析基于实例的推理、遗传算法的不足并指出其深层原因是它们只能实现创新思维模型中的单一阶段。然后提出一种有向相似性联想模拟算法以实现部件间的产品需求相似度计算,用基于实例推理、有向相似性计算与遗传算法模拟一个完整的创新思维模型。最后提出相应的产品设计系统,并用之进行实验验证该混合智能算法的优越性。     

基于遗传算法和非均匀有理B样条表达的产品外型创新设计

为更直观地进行产品外型的创新设计,将遗传算法与非均匀有理B样条表达方法相结合,提出一种产品外型创新设计方法.定义了同类型产品,并基于非均匀有理B样条理论提出一种适用于同类产品外型的统一表示方法.该方法把产品外型的约束条件分成绝对约束和相对约束,分别代表必要的几何约束和客户需求.应用遗传算法作为进化过程,得出一种产品外型创新设计的实现算法.以汽车前引擎盖外型的创新设计过程为例,对该算法进行了验证.实例结果表明,该算法可以快速有效地实现产品外型的创新设计.     

混沌遗传算法及其在机构创新设计中的应用

将混沌优化的遍历性、规律性与遗传算法(GA)的全局性相结合形成了一种混沌遗传算法(CGA),有效地克服了遗传算法随机性大、未成熟收敛等缺点.建立以构件和运动副为基本单元,以机构的拓扑结构为核心的机构型式数学模型,采用适合描述机构型式的染色体编码方法,用生命进化机制模拟机构的演变,实现了机构构型创新设计的自动化,缩短了创新设计周期.     

基于本体语义块相似匹配的设计知识更新

针对基于知识的计算机辅助创新设计系统可持续应用中的设计知识知识更新问题,从综合利用本体概念自身的语义和概念间的层次结构角度出发,研究基于本体语义块相似性匹配的设计知识更新方法。通过Jena提供的jena.ontology包中的接口函数提取本体元素。综合采用基于元素级本体匹配、基于结构级本体匹配结果,获得本体元素中的匹配概念对和待匹配概念对。提出建立概念语义块的规则。采用编辑距离法计算概念语义块单词序列中对应单词的相似度,加权求和得概念语义相似度,判定概念语义块的匹配关系,通过Jena提供的jena.ontology包中接口类、属性及实例的添加和删除函数实现设计知识更新。公司甲和公司乙产品设计知识更新应用实例验证了基于本体语义块相似匹配的设计知识更新方法的正确性和有效性,以概念语义块内语义邻居的相似性增强了相似性较强的匹配,对相似性较差的匹配则不作改变,增强了概念对匹配的可区分度。     

基于遗传算法的智能仪表设计专家系统

为解决遗传算法存在的早熟、收敛全局最优解难题,提出适应度标定问题;定义相似度概念,剔除相似性个体.提出了CPU模板概念,解决了外围模块与CPU的耦合关系,提出了仪表组成模块的性能参数与仪表的性能参数之间的映射关系.改进遗传算法解决了传统的遗传算法存在问题,并且解决了穷举法进行模块组合的效率问题,基于此算法的推理机制能够做到设计新仪表,并且新仪表能基本符合用户要求.     

构件相似性判定的新方法

针对运动链再生创新设计中构件的相似性判定问题,提出一种基于"标准化"邻接矩阵幂矩阵的构件相似判定的新方法,并举例说明此方法的具体运用.该方法解决了机构型综合中关键性技术难题,减少冗余设计方案的产生,提高了运动链再生创新设计的效率和可靠性.     

遗传算法改进的BP神经网络在协同创新评价中的应用

为了解决客户协同创新中协同工作效率难于评价的问题,提出了一种用遗传算法优化的神经网络对客户协同产品创新进行评价的评价模型：在评价指标方面,设计了一套包括效益、效率和过程的18个指标的评价体系;在评价算法方面,将遗传算法与BP神经网络结合起来,设计了遗传算法改进的BP神经网络算法。该模型充分利用遗传算法的全局搜索能力强与神经网络的局部搜索能力强的特点,克服了遗传算法局部收敛与神经网络收敛速度较慢的问题,是一种非常适用于评价协同工作的模型。最后通过实例训练,证明了该模型的有效性与可行性。     

以绿色为原型的机械产品创新设计方法

提出了以绿色为原型的创新设计原理,对于以往的经验型设计提供了新的理论思维工具;介绍了面向产品全生命周期的机械产品设计系统,分析了创新设计、绿色设计的基本理念及方法;阐述了基于绿色原型的创新设计原理、特点和实现过程,并充分运用绿色设计理念和创新智能.     

面向创新设计的Web实例库系统研究

分析了现有案例对产品创新设计的积极作用,提出了面向创新设计的知识库-实例库的系统模型.将各方面的实例用统一的结构加以收集整理,供设计者进行检索使用.并通过面向创新设计的实例表达信息模型实现了面向产品创新设计的基于实例推理技术.最后,运用实例展示了面向创新设计实例库系统的应用,显示该实例库具有较好的效果.     

基于绿色理念的产品创新设计

主要阐述基于绿色理念的产品创新设计,分析在绿色理念下的产品创新设计原则。创新设计是一种现代设计方法,树立全新的产品创新设计理念,在产品创新设计过程中引入绿色思想,符合人类对资源合理运用、环境保护的需要。     

机械系统概念设计自动化方法

给出了一种基于设计规则的机械系统概念设计自动化方法。该方法体现了发散思维创新设计思想,依赖符号方案推理器来实现。符号推理器主要由设计规则定义、图形载体库、构件相似性判定及符号推理四部分组成。通过定义设计规则,选择图形载体,对图形载体进行并、或、非的逻辑运算,邻接、重叠、拓扑性的关系运算,系统可以自动地获得概念设计符号方案。镶嵌于推理器内部的构件相似性分析组元,对图形载体各构件进行相似性分析,避免了冗余方案的产生,能够得到符合设计规则要求的全部设计方案。通过细化设计规则,使概念设计具有收敛性,并且可以得到优化的设计方案。该方法适用于一般复杂机械系统的概念设计。     

创新设计若干问题研究

从资源模型出发 ,探讨了资源与其性质的关系 ,给出了设计的一种分类方式 ,分析了每类设计的性质 ,并指出了每类设计的关键点和难点。研究了产品开发中的多解性 ,用户需求的适应性 ,知识的灵活运用这三个与创新设计相关的问题。最后 ,从以上设计分类出发 ,研究了计算机辅助创新设计的可能性问题     

基于共生进化原理的功能结构设计

从生物的共生进化模式得到启发,从设计认知的高度,系统地总结了基于共生进化原理的共生功能之间的关系,包括“提供作用条件”关系,“消除有害副作用”关系和“消除有害环境影响”关系三类。这些关系为系统地解决创新设计中基于可行原理解的功能结构设计问题奠定了基础。在此基础上提出了集成原理方案设计和功能结构设计的计算机辅助概念设计的进程模型。该进程模型能根据实际创新设计环境以及候选原理解的作用条件、副作用和环境影响,在求解过程中动态地生成待求产品的功能结构,符合设计师的思维习惯。最后给出了模型应用实例。     

基于CAD技术的产品创新设计系统分析

在对现有产品概念创新设计系统进行分析的基础上 ,归纳出了建立面向计算机辅助创新设计系统的三个关键问题 :创新模式、知识表达和创新技术 ,并对其进行了讨论。以期为深入研究实用的、符合工程设计要求的创新设计系统提供有益的参考     

基于运动链再生创新设计理论的冲击攻丝机的研制

冲击攻丝是国外最近开发出来的一种全新的螺纹加工方法。本文详细介绍了冲击攻丝机的结构和工作原理。为了避开现有的专利设计,本文把运动链再生创新设计理论应用到冲击攻丝机上,经过原始机构分析、一般化运动链、数综合、定义设计约束和再生运动链过程,由此得出6种新的运动链,再将这些新的运动链具体化为机构,从而得到6种具有自主知识产权的创新机构。     

基于串联式机构组合原理的包装机执行机构创新设计

为了实现机构的预期功能,本文运用串联式机构组合原理对方便针自动包装机执行机构进行了创新设计。根据执行机构的具体设计要求,对得到的创新设计方案进行了分析、评估,从9个创新设计结果中选豳了机构设计方案,给出了该机构的主要尺寸和结构简图。     

Design creativity in product innovation

The traditional design methods mainly focus on product or technical system themselves, but seldom recognise and plan design process from creative cognition approach point of views. This paper presents a qualitative model of creativity for product innovation. The factors that affect individual creativity are analyzed. Based on the characteristics of product design, incorporating cognitive psychology, information technology and computer application technology into design technology, a qualitative model of creativity for product innovation is developed. The key attributes of the model, named thinking styles and computer support tool, are analyzed, as well as the approaches of enhancing designer’s creativity for product innovation are presented. Based on the cognising process, the design activities were defined and represented, then, suitable creative strategies were selected. A systematic man-machine interactively creative design approach was established and a preliminary prototype software system of computer-aided design for product innovation was developed.