产品设计过程中特性基因的继承与变异

生物界中,遗传与变异现象十分普遍,没有遗传,各色物种就不可能延续发展,没有变异,各色物种就不可能有进化.依照生物遗传与变异法则,将不同型号的新产品设计视为可由具有同一特性基因的标准构件通过继承与变异迅速得到.研究了产品设计中特性基因的继承与变异原理,结合参数化设计软件包Pro/Engineer2001来说明新构件在大批量定制产品开发设计过程中继承与变异的实现过程.     

基于遗传因子理论的家族式产品设计研究

将遗传因子相关知识框架及理论体系延伸入工业设计领域,从工业设计的角度阐述产品基因的遗传、变异与重组,同时对产品造型设计基因与生物学基因工程类比关系进行研究。以动车组列车车头造型为研究样本,对其外形基因进行提取与研究,从整体和局部两方面分析了动车组列车造型进化发展过程中如何发生基因的遗传与变异。     

遗传编程的机构运动链进化设计

针对再生运动链法存在的新机构与原机构具有相同构件数和运动副数的局限,提出采用遗传编程替代数综合,保留了再生运动链法的一般化和具体化过程,分析确定原机构的必备构件,保证新机构满足原机构的功能特性,实现新机构与原机构不同构件数和运动副数的进化设计;基于公理设计中信息公理的内容设计适应度评价函数,以构件总数和多副杆数作为适应度衡量因子,得到具有最小信息量的可行解。通过实例验证,证明了基于遗传编程的机构运动链进化设计方法的有效性。     

基于设计过程基因的设计过程仿生优化

从产品设计过程与生物遗传进化过程的相似性出发,引入生物遗传变异原理和基因优化重组方法研究设计过程优化,提出一种通过优化重组设计过程基因进行设计过程仿生优化的方法。以设计过程知识为基本单元构造设计过程基因,分析其内涵、结构和特征,引入可拓论的基元建模方法建立设计过程基因的基元模型,提出并分析设计过程基因组的概念及其组织结构;在划分设计类型的基础上建立了产品设计过程仿生优化过程参考模型;利用基元的可扩性实现设计过程基因重组与变异。通过某型号飞机设计过程仿生优化方法应用实例,验证了所提方法的可行性和合理性。     

基于基因工程的产品设计过程重用方法

为提高设计过程效率,将生物遗传变异原理引入产品设计过程重用,提出一种基于生物基因工程原理的产品设计过程重用和优化方法.根据设计过程基因具有类似生物基因的可遗传和可变异特点,提出设计过程重用的基因工程原理及其实施模式,运用生物基因工程方法对过程基因进行重组和修改,实现设计过程重用和优化.给出过程重用系统设计方案,并以某型号飞机的设计过程为实例进行应用分析.     

面向风格意象的产品族外形基因设计

为继承和传递工业设计中的产品族外形知识,保持特殊的产品族外形和风格,塑造差异化品牌形象,将生物界基因遗传与变异理论引入产品族外形设计中,提出一种面向风格意象的产品族外形基因设计方法。通过分析产品族风格意象,构建产品族外形基因体系,划分了基因层次,建立了产品族风格意象（心理的意象特征）和外形基因（物理的外形特征）之间的映射模型。以电话机产品为例,提取了风格意象和外形基因,计算了外形基因在各风格意象中的贡献率,基于映射模型构建了面向风格意象的产品族外形基因建模与设计系统,实现了产品族外形基因与风格意象之间的双向推理。该系统能提高电话机的开发设计效率,验证了面向风格意象的产品族外形基因理论体系。     

具有变胞功能的装载机构构态分析与基因建模

装载机是一种重要机械,将变胞机构理论引入到装载机构的设计过程中,设计出一种满足搬运需求的变胞货物装载机构,它能够通过构件的合并使多个构件固结成一个变胞构件,改变活动构件数量、改变拓扑结构,进行自我重组和重构,使变胞装载机构适应不同工作阶段的任务需求,灵活应用于不同场合。基于变胞机构理论,应用拓扑图及自由度描述该变胞装载机构构态,应用关联矩阵表征机构拓扑图特性,采用异或逻辑运算方法,对变胞装载机构构态变化过程进行分析。依据基因建模理论,建立变胞机构基因模型,讨论变胞装载机构的构态演变与进化。     

最优子种群实数编码的遗传算法

提出了最优子种群实数编码遗传算法理论,通过从种群中选出适应值最高的若干数量的个体,组成该代最优子种群,将最优子种群中的个体与种群中其它个体进行交叉变异、最优子种群中的个体间也进行交叉变异,从而产生新的种群。该遗传算法使得遗传过程中落入局部最优解的几乎不可能,对于多极值问题非常有效,收敛速度也非常快。     

扩散式半导体小型压力传感器

一般说来,如果没有电子式传感器(变换器)来检测各种信息,支撑现代文明的科学技术就不可能发展。在传感器的结构中,敏感元件是最重要的基本构件。其中,属于电阻变化     

基于遗传算法的堆场自动化设备调度策略

主要针对处理码头运营系统(TOS)一次生成多条未指定作业设备的生成任务的业务需求提出了一种基于遗传算法的自动化堆场调度策略。该策略采用遗传算法的框架模型分析作业任务,设计基因编码规则,设计适应度计算函数,制定基因筛选和交叉变异方法,最终实现算法得到优化的任务调度方案,包括分配设备和规划设备避让。其中规划设备避让采用了随机方法迭代产生最优解。提出的自动化堆场调度策略继承了遗传算法的优点与特性,不需要知道研究目标的内在性质也能进行求解。这对于任务调度优化这类原本需要考虑复杂的时间空间转换的问题提供了捷径,提高了系统开发效率。     

基于产品基因的概念设计

提出了一种基于特征的、通用的功能表达模型。通过对生物基因工程与产品原理方案设计的系统类比,引出产品原理方案设计中的信息遗传基础“产品基因”的概念,提出了“产品基因”的“转录”、“翻译”、“复制”以及“逆转录”机理,揭示了产品基因在功能设计与原理方案设计之间的桥梁作用。建立了基于产品基因遗传和重组的概念设计框架,并以一种新型硬币分离装置的原理方案设计为例进行验证。结果表明,该框架显然有助于产品概念设计阶段的原理创新。     

工业设计中基于本体的产品族设计DNA

为满足用户对多样化产品的需求,解决工业设计中设计方案的大量生成问题,提出了基于本体的产品族设计DNA研究方法.阐述了工业设计本体论和产品族设计DNA概念,探讨了工业设计产品族本体知识、产品族没计DNA的遗传与变异规律、流程和关键技术.提出了工业设计产品族本体知识表示模型和产品族设计DNA遗传与变异模型.以眼镜设计为例,构建了基于本体的眼镜产品族设计DNA层次模型和计算机辅助眼镜三维造型设计系统软件.基于该系统可以实现眼镜产品设计的快速生成,并可与用户的感性意象设计评估相对应,提高眼镜开发设计的效率,验证了基于本体的产品族设计DNA理论体系.     

基于UG的产品设计特征继承与重构

特征继承与重构技术是原有设计特征的再利用,是对产品形态的创新设计和变形设计,对产品造型概念设计的形成具有重要的研究价值.介绍目前特征继承技术的研究概况.结合面向对象技术和特征技术,对面向特征继承的特征分类方法、特征重构技术的基本算法进行了研究,并以此为基础,在UG环境下利用OPEN API函数,实现了凸台类、腔孔类、沟槽类、倒角类等特征的继承和重构算法,并将其成功地运用到手机下盖的造型概念设计中.     

支持变型设计的产品基因模型建模方法研究

类比生物基因工程与变型设计过程,提出了变型设计中产品基因的概念,定义了支持变型设计的产品基因模型和基因操作,产品基因包括反映产品功能结构的基本几何元素和几何元素间的约束关系,通过对产品基因的分割、复制、替换、变异和组合等操作实现了变型信息的动态传递,支持了产品变型设计.最后以水平定向钻动力头为产品变型实例进行验证.结果表明,该方法能够有效的实现快速变型设计.     

基于使用方式情景化的产品设计定位研究

在信息社会,人们的生活方式更加个性化,设计理念和战略也愈加复杂。设计定位作为产品开发战略的关键要素,基于特定情景中用户与产品或服务之间的互动,即使用方式是其研究的核心内容;这种基于产品使用方式的设计定位包含着人、物、环境等各因素及其相互作用所形成的情景,其过程主要包括产品使用方式的情景描述,设计定位的明确和产品特征化,设计师正是通过研究特定群体使用方式的多重情景进行设计定位来创造多样化的产品。     

产品基因研究综述

产品基因(Product Gene,PG)是参照生物基因提出的关于机械产品遗传信息的概念,产品基因工程是生物基因工程思想在机械领域的应用.通过对产品基因文献的综合分析,从产品基因的概念、特点及相关操作等多方面,对产品基因理论研究和应用研究进行了分析总结,提出了自己的见解,并对产品基因进一步研究趋势进行了分析.     

APPLICATION OF MODERN ROBUST OPTIMAL DESIGN METHOD TO THE SHOCK ABSORBER IN A CAR*

To reduce the variation of velocity characteristic of the shock absorber in a car, a modern robust optimal design method is applied to its structural parameters design. Firstly, the method is used to obtain the robust values which have low sensitivity to velocity characteristic and analyze the influences of the parameters on velocity characteristic. Secondly, the method is used to obtain their maximum tolerances under the condition of ensuring product quality. The results obviously improve the velocity characteristic.     

Multi-objective Optimization Conceptual Design of Product Structure Based on Variable Length Gene Expression

It is a complicated problem for the bottom-to-top adaptive conceptual design of complicated products between structure and function. Reliable theories demand to be found in order to determine whether the structure accords with the requirement of design. For the requirement generally is dynamic variety as time passes, new requirements will come, and some initial requirements can no longer be used. The number of product requirements, the gene length expressing requirements, the structure of the product, and t...     

大规模定制模式下绿色设计产品信息模型研究

为实现大规模定制模式下的绿色设计,基于产品配置技术,结合绿色产品设计方法,提出了绿色产品族的概念,并详细分析了其内部的继承关系.通过绿色产品族的三元组表述,建立了绿色产品族到零部件族的映射关系,抽象表述了基于继承的绿色产品族.在此基础上,给出了大规模定制模式下的绿色产品信息模型,详细分析了该信息模型对大规模定制模式下绿色设计的支持过程.最后,通过电冰箱产品的绿色设计进行了该信息模型的实例验证.     

运用遗传算法的产品造型设计方案优化方法

从产品语义出发,提出一种基于遗传算法的产品造型设计方案优化方法,构造基于语义的产品造型进化设计模型。通过构造产品造型基因编码和基因串及适应度函数,对产品造型设计方案进行优化并形成新的方案,应用板式家具的造型设计验证了方法的适宜性。