机械产品曳引系统的优化设计方法

针对机械产品曳引系统的性能优化,应用非支配排序遗传算法（NSGA II）求解曳引性能的三目标优化问题,即最大曳引效率、最小曳引功率和最小制动力矩.根据曳引性能优化模型中设计变量分为连续值和离散值的特点,引入浮点数与二进制数混合编码策略.通过改进NSGA II的二进制交叉、变异规则,保证了设计变量的全局寻优能力和有效性,使得算法一次运行就能够求得分布均匀的Pareto最优解集.实验数据分析表明,采用混合编码策略,NSGA II算法较线性加权法和Pareto强度进化算法（SPEA）能够获得边界性和分布性更好的Pareto最优前沿.     

复参扰演化系统的分形变形方法研究

为了生成更多具有新型结构特征的分形图，提出了复参扰演化系统的分形变形算法. 该算法通过建立含6个扰动控制参数的复参扰演化系统的基本数学模型，采用周期检测法计算复参扰演化系统在给定复平面区域内各离散点的周期值，并根据周期值定义各点的颜色.利用由6个变形控制参数构成的二维变形收缩因子对各离散点进行位置变换，并保持其颜色属性不变，生成最终的分形图.实验结果表明，该算法通过扰动控制和变形控制共12个参数的引入，实现了对复动力系统分形集整体结构和局部细节的有效控制，且算法具有简单、快速和可控强的优点.     

面向广义工程更改的产品模块划分方法研究

提出了产品配置设计中广义工程更改的概念，对广义工程更改需求进行了分析，由此映射出模块划分影响因素。采用二次聚合方法对产品进行了模块划分，根据零件之间的连接关系，划分出产品的子功能机构，然后根据广义工程更改需求，建立了机构之间的关联矩阵，采用截取矩阵对机构进行了模块聚合，通过判别矩阵对划分的模块进行验证与优化。最后用平头锁眼机的模块划分说明了该方法的有效性。     

基于符号演变的运动方案建模

针对目前计算机辅助设计系统对机械运动方案设计支持能力不足的问题,提出了运动功能-机构映射-机构组合的层次运动方案设计模型。运动功能层利用功能符号实现了运动方案设计过程和复杂机构运动关系的抽象表达,机构映射层通过运动功能到机构和运动关系到机构组合关系两个映射过程实现了功能符号到机构简图符号以及机构简图符号到机构装配符号的演化,机构组合层通过机构装配符号组合实现了运动方案设计结果的可视化。     

柔性作业车间分批调度多目标优化方法

为了解决柔性作业车间中小批量工件的分批调度多目标优化问题,构建以制造工期、拖期惩罚、加工成本、批次数量和机器总负荷为目标函数的柔性作业车间多目标调度模型.应用改进的强度Pareto进化算法（SPEA）求解.在该算法中,应用模糊c 均值聚类（FCM）加快外部种群的聚类过程,引入自适应的变异算子来增强解的多样性.采用约束Pareto支配和可变长度的编码策略,一次运行就能够求得Pareto最优解集.利用模糊集合理论得到Pareto解的优先选择序列,并从中选出一个最优解.该方法将工件分割成具有柔性数量的多个批次,使各批次的工艺路线选取及加工顺序得到优化.通过实例仿真对该方法的性能进行比较分析.将该方法应用于某机械公司车间调度中,验证了该方法的有效性和适应性.     

基于K-WFA的机械产品运动方案设计求解

为获得更加多样的运动方案,防止设计的组合爆炸,提出一种基于半环赋权自动机（K WFA）的机械产品运动方案设计求解方法.利用功能语义单元模型表达机械产品运动方案设计的设计信息,以对设计者的设计思维进行合理捕捉和描述.建立机械产品运动方案设计的认知模型,使用基于半环的赋权自动机对其进行编译,由客户需求决定自动机的权重集,并通过权重集进行输入机构的截取与方案的优选.分别定义了功能语义单元求解的并联元自动机和反馈元自动机模型,借助赋权自动机的析取、逆转等运算,实现功能语义单元的串联求解、并联求解以及反馈求解.通过设计实例,详细地阐述了基于K WFA的运动方案设计求解过程,证明了该方法的可行性.     

基于改进DEMATEL-VIKOR混合模型的产品概念方案评价

针对当前产品方案评价方法存在的不足,提出一种基于直觉模糊理论的多属性决策模型。该模型结合决策试验与评价试验方法和MCDM算法,引入直觉模糊理论表达信息的不确定性。在传统决策试验与评价试验方法的基础上引入拆分矩阵法以维持综合影响矩阵的直觉模糊特性,由改进决策试验与评价试验方法对产品方案评价系统中的评价指标进行量化分析,其结果以可视化的形式呈现,表达了各评价指标的量化因果关系,同时根据量化结果对指标集进行因果分类、重要度排序和权重分配;在VIKOR算法中改进理想解和负理想解的定义,以折中规划法为核心,提供最大化群体效益与最小化个别遗憾相妥协的备选方案最佳排序,得到距离理想解最近的折中可行方案。以螺杆式注塑机的方案评价为例,证明了该方法在工程应用中的可行性和有效性。     

基于知识进化的产品可重用设计方法

针对传统CAD系统在解决客户需求个性化带来的产品多样化方面存在的不足,结合工程产品设计的内在规律,在可重用设计过程中引入相似性理论,根据相似性分析的思想构造了基于知识进化的产品可重用设计方法,描述了语义知识相似性指标（相似度、满足度和重用度）计算方法,将产品可重用设计流程与产品设计的进化操作相结合,使语义知识的进化过程反映设计意图,并结合某制造企业具体应用,将上述理论应用于数控加工机床开发中,更有效地表示工程产品及其设计过程,对提高设计效率和设计质量具有很重要的意义.     

基于混合协同进化算法的可调节产品族优化设计

针对产品族设计中平台通用性与实例产品性能的平衡问题,在分析可调节平台产品开发特点的基础上,基于多平台产品族设计空间的二维染色体表达方式,提出了混合协同进化的产品族优化设计方法.将通用性与设计变量种群的进化分别放入主一附两个相关过程,主过程使用第二代非支配排序遗传算法求解平台通用性与产品性能的Pareto前沿,附过程使用粒子群优化算法,以并行方式搜索每个通用性等级下满足约束的产品族优化方案,避免了两类种群同步进化带来的数据扰动问题.通用性种群对设计变量种群施加约束,保证二者变量共享的一致性.通过单相异步电动机产品族优化设计实例.验证了优化方法与算法的有效性.     

复杂产品不确定性智能设计研究综述与展望

不确定性现象普遍存在于各个设计环节，使得复杂产品的设计过程越来越复杂，正确认识并掌握设计过程中的各种不确定性是复杂产品智能设计取得成功的必要条件。系统梳理了产品设计中的不确定性因素种类与特征，聚焦于不确定性智能设计的设计流程，围绕用户需求不确定性智能分析、功能结构不确定性智能求解、设计方案不确定性智能决策、局部参数不确定性智能优化四个方面，分析了其研究现状与应用场景。针对现有不确定性智能设计中存在的强模糊冗余条件下设计意图难提取、不完全可信条件下功能行为难推理、不完备区间条件下设计方案难决策、混合不确定条件下结构性能难预测等问题，提出了复杂产品不确定性智能设计的未来研究方向。