基于計(jì)算智能的創(chuàng)新概念設(shè)計(jì)研究及應(yīng)用.pdf

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，產(chǎn)品制造業(yè)水平得到了前所未有的發(fā)展，產(chǎn)品的技術(shù)含量也越來(lái)越高。目前市場(chǎng)上的產(chǎn)品功能齊全、種類(lèi)繁多，產(chǎn)品風(fēng)格也各具特色。這不但改善了人們的生活質(zhì)量，也大大改變了人們的消費(fèi)觀念。人們的眼光更加挑剔，對(duì)產(chǎn)品的要求也更高，而且不同的消費(fèi)者的審美觀點(diǎn)、消費(fèi)意識(shí)各不相同，所以他們對(duì)所需產(chǎn)品的認(rèn)識(shí)和要求也有很大的差異。由于這些原因，使得產(chǎn)品的設(shè)計(jì)難度加大，直接導(dǎo)致了更為激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。企業(yè)為了在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中

2、取得勝利，在市場(chǎng)上占有一席之地，就必須轉(zhuǎn)移產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的重心。在最短的時(shí)間里設(shè)計(jì)出最佳的產(chǎn)品方案就成了每個(gè)企業(yè)的首要目標(biāo)。創(chuàng)新性設(shè)計(jì)能夠快速的適應(yīng)市場(chǎng)需求的變化，有效地提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，所以創(chuàng)新設(shè)計(jì)也就逐漸成為近年來(lái)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。
　　計(jì)算智能技術(shù)的迅猛發(fā)展，給我們研究探索一種支持進(jìn)化的概念創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供了一個(gè)嶄新而有效的途徑。支持進(jìn)化的設(shè)計(jì)可以認(rèn)為是在滿足新產(chǎn)品需求的同時(shí)可以保存原有產(chǎn)品優(yōu)良性能的一種改進(jìn)式的設(shè)

3、計(jì)方法。這種設(shè)計(jì)方法將各種智能技術(shù)應(yīng)用于設(shè)計(jì)的不同階段或者應(yīng)用于設(shè)計(jì)的不同領(lǐng)域，以計(jì)算智能算法作為基本的計(jì)算工具，再結(jié)合各種設(shè)計(jì)理論知識(shí)及實(shí)踐進(jìn)行設(shè)計(jì)的求解，最終取得了令人滿意的設(shè)計(jì)效果。由于進(jìn)化設(shè)計(jì)方法可以模仿生物進(jìn)化的特征，如模仿生物染色體的交叉變異等生物遺傳特性，所以進(jìn)化設(shè)計(jì)具有很大的優(yōu)勢(shì)，它具有設(shè)計(jì)智能的同時(shí)又可以快速有效的求得問(wèn)題的解。
　　事實(shí)上，基于計(jì)算智能的設(shè)計(jì)方法已經(jīng)成為最重要的創(chuàng)新設(shè)計(jì)技術(shù)之一。計(jì)算智能技術(shù)已經(jīng)

4、開(kāi)始應(yīng)用到創(chuàng)新概念設(shè)計(jì)領(lǐng)域。本文作者在查閱大量文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，對(duì)計(jì)算智能算法的來(lái)源、原理、機(jī)制、特點(diǎn)以及計(jì)算智能的應(yīng)用等進(jìn)行了簡(jiǎn)要闡述，同時(shí)文中將改進(jìn)的遺傳算法和微粒群算法進(jìn)一步應(yīng)用到沙發(fā)的創(chuàng)新概念設(shè)計(jì)領(lǐng)域中。
　　本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下:
　　1、將改進(jìn)的交互式遺傳算法應(yīng)用于產(chǎn)品造型的進(jìn)化設(shè)計(jì)當(dāng)中。通過(guò)這種方法，進(jìn)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)可以輔助專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)者或者非專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)人員產(chǎn)生大量的具有創(chuàng)新性的產(chǎn)品設(shè)計(jì)造型。實(shí)驗(yàn)表明，該方法在創(chuàng)新進(jìn)化

5、系統(tǒng)中有很好的應(yīng)用前景。
　　2、對(duì)基于動(dòng)態(tài)自適應(yīng)群體的多種群PSO的算法進(jìn)行改進(jìn)。在該算法中，首先把種群中的所有微粒隨機(jī)初始化為n個(gè)小的種群，然后通過(guò)計(jì)算每個(gè)小種群gP的變化大小來(lái)動(dòng)態(tài)的調(diào)整各個(gè)小種群的規(guī)模。若某個(gè)小種群gP值連續(xù)多代不發(fā)生變化或它的變化很小，我們就減少進(jìn)入這個(gè)小種群的微粒的數(shù)量。反之，我們就增加進(jìn)入這個(gè)種群的微粒的數(shù)量。通過(guò)這種方法就可以在一定程度上避免個(gè)體信息陷入局部最優(yōu)的危險(xiǎn)。
　　3、將微粒群算法應(yīng)

6、用于產(chǎn)品的構(gòu)件選取與構(gòu)件組裝。文中通過(guò)對(duì)沙發(fā)組成構(gòu)成的詳細(xì)分析，對(duì)構(gòu)成沙發(fā)的組件進(jìn)行了合理的分類(lèi)，并為不同的組件建立了相應(yīng)組件的豐富的構(gòu)件庫(kù)。然后應(yīng)用微粒群算法對(duì)構(gòu)件進(jìn)行選取和組裝，產(chǎn)生了豐富多彩的沙發(fā)組裝方案。
　　4、實(shí)現(xiàn)了一個(gè)原型CAD系統(tǒng)。根據(jù)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的創(chuàng)新過(guò)程，利用微軟的VC++開(kāi)發(fā)工具和ACIS/HOOPS造型庫(kù)，在Windows操作系統(tǒng)下開(kāi)發(fā)了一個(gè)支持進(jìn)化的創(chuàng)新設(shè)計(jì)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以輔助專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)者或者非專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)