支持學(xué)習(xí)的協(xié)同進(jìn)化模型研究及應(yīng)用.pdf

1、協(xié)同進(jìn)化算法是在協(xié)同進(jìn)化論基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一類新的進(jìn)化算法。它在進(jìn)化過程中考慮了環(huán)境對個體和種群的影響以及種群與種群之間的相互影響。協(xié)同進(jìn)化算法克服了傳統(tǒng)進(jìn)化算法的很多缺點(diǎn)，因此越來越多的學(xué)者對它進(jìn)行了研究，協(xié)同進(jìn)化已成為近幾十年來進(jìn)化計(jì)算研究的一個熱點(diǎn)問題。 與此同時，社會的發(fā)展，物質(zhì)產(chǎn)品的巨大豐富使得工業(yè)產(chǎn)品的競爭日趨激烈，社會消費(fèi)觀念也發(fā)生了巨大變化。產(chǎn)品的創(chuàng)新性、環(huán)保性、宜人性、外觀造型等因素越來越受到重視，成為引導(dǎo)消費(fèi)

2、者購買的重要的因素。在這種情況下，許多企業(yè)都意識到產(chǎn)品設(shè)計(jì)將成為搶占市場的決定性因素，因而試圖通過產(chǎn)品的創(chuàng)新性來獲得核心競爭力。創(chuàng)新設(shè)計(jì)能夠滿足求新和多變的市場需求，有效地提高產(chǎn)品的市場競爭力。因此，創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究倍受國內(nèi)外相關(guān)學(xué)者的關(guān)注，計(jì)算機(jī)輔助的創(chuàng)新概念設(shè)計(jì)也隨之發(fā)展起來。 但是現(xiàn)有的創(chuàng)新概念設(shè)計(jì)系統(tǒng)創(chuàng)新能力不足，僅能為設(shè)計(jì)者提供繪圖工具，不能根據(jù)設(shè)計(jì)者的思路生成概念個體以啟發(fā)設(shè)計(jì)者思維，并且已有的優(yōu)秀的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和先驗(yàn)知識不

3、能得到保留。整個設(shè)計(jì)過程主要依靠設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)和創(chuàng)造力，對設(shè)計(jì)者提出的設(shè)計(jì)方案不能進(jìn)行合理的評價或分析，對于成功的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)知識也不能及時記錄和保留。 本文正是基于上述考慮，提出了支持學(xué)習(xí)的協(xié)同進(jìn)化模型及其應(yīng)用問題，目的是通過研究新的、適用于創(chuàng)新概念設(shè)計(jì)的協(xié)同進(jìn)化機(jī)制，將已有的進(jìn)化設(shè)計(jì)的研究從單體進(jìn)化拓展到多群體協(xié)同進(jìn)化，并且能夠?qū)崟r保存優(yōu)秀的先驗(yàn)知識，為創(chuàng)新概念設(shè)計(jì)人員創(chuàng)新思路的開拓提供了有利的環(huán)境。 本文的主要工作是：

4、 1、提出了一種支持學(xué)習(xí)的協(xié)同進(jìn)化方法。 協(xié)同進(jìn)化方法基本思想來源于生物知識。生物學(xué)上，多種群組成的群落比單種群群落能更有效地利用環(huán)境資源、更持久地維持較高的生產(chǎn)力、更具有穩(wěn)定性。不僅如此，多種群進(jìn)化過程中由于基因片斷搜索范圍大，能夠更好的適應(yīng)自然環(huán)境的變化，對自身進(jìn)行調(diào)節(jié)。并且在生物適應(yīng)環(huán)境的過程中，學(xué)習(xí)也起著很重要的作用。本文以生物的協(xié)同進(jìn)化理論為基礎(chǔ)，將學(xué)習(xí)和進(jìn)化兩個不同的自適應(yīng)過程有機(jī)地結(jié)合起來，提出了一種支持學(xué)習(xí)

5、的協(xié)同進(jìn)化方法。在此進(jìn)化過程中引入了個體培訓(xùn)和種群吞并兩個自適應(yīng)學(xué)習(xí)算子，并且通過種群繁衍保證了種群的多樣性，同時也提高了算法的搜索能力。 2、構(gòu)造了一個基于該協(xié)同進(jìn)化算法的創(chuàng)新概念設(shè)計(jì)模型。 創(chuàng)新概念設(shè)計(jì)內(nèi)涵廣泛而深刻，一般意義上的概念設(shè)計(jì)指在產(chǎn)品的功能和原理基本確定的情況下，產(chǎn)品外觀造型的設(shè)計(jì)過程。本文著重研究了建筑方面的創(chuàng)新概念設(shè)計(jì)，將支持學(xué)習(xí)的協(xié)同進(jìn)化模型應(yīng)用于建筑創(chuàng)新設(shè)計(jì)領(lǐng)域，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個建筑創(chuàng)新概念設(shè)計(jì)系