基于計算智能的創(chuàng)新概念設計研究及應用.pdf

1、隨著社會經濟的飛速發(fā)展和科學技術的不斷進步，產品制造業(yè)水平得到了前所未有的發(fā)展，產品的技術含量也越來越高。目前市場上的產品功能齊全、種類繁多，產品風格也各具特色。這不但改善了人們的生活質量，也大大改變了人們的消費觀念。人們的眼光更加挑剔，對產品的要求也更高，而且不同的消費者的審美觀點、消費意識各不相同，所以他們對所需產品的認識和要求也有很大的差異。由于這些原因，使得產品的設計難度加大，直接導致了更為激烈的市場競爭。企業(yè)為了在激烈的競爭中

2、取得勝利，在市場上占有一席之地，就必須轉移產品開發(fā)的重心。在最短的時間里設計出最佳的產品方案就成了每個企業(yè)的首要目標。創(chuàng)新性設計能夠快速的適應市場需求的變化，有效地提高產品的市場競爭力，所以創(chuàng)新設計也就逐漸成為近年來計算機輔助設計領域的一個研究熱點。
　　計算智能技術的迅猛發(fā)展，給我們研究探索一種支持進化的概念創(chuàng)新設計提供了一個嶄新而有效的途徑。支持進化的設計可以認為是在滿足新產品需求的同時可以保存原有產品優(yōu)良性能的一種改進式的設

3、計方法。這種設計方法將各種智能技術應用于設計的不同階段或者應用于設計的不同領域，以計算智能算法作為基本的計算工具，再結合各種設計理論知識及實踐進行設計的求解，最終取得了令人滿意的設計效果。由于進化設計方法可以模仿生物進化的特征，如模仿生物染色體的交叉變異等生物遺傳特性，所以進化設計具有很大的優(yōu)勢，它具有設計智能的同時又可以快速有效的求得問題的解。
　　事實上，基于計算智能的設計方法已經成為最重要的創(chuàng)新設計技術之一。計算智能技術已經

4、開始應用到創(chuàng)新概念設計領域。本文作者在查閱大量文獻資料的基礎上，對計算智能算法的來源、原理、機制、特點以及計算智能的應用等進行了簡要闡述，同時文中將改進的遺傳算法和微粒群算法進一步應用到沙發(fā)的創(chuàng)新概念設計領域中。
　　本文的主要創(chuàng)新點如下:
　　1、將改進的交互式遺傳算法應用于產品造型的進化設計當中。通過這種方法，進化設計系統(tǒng)可以輔助專業(yè)設計者或者非專業(yè)的設計人員產生大量的具有創(chuàng)新性的產品設計造型。實驗表明，該方法在創(chuàng)新進化

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

6、用于產品的構件選取與構件組裝。文中通過對沙發(fā)組成構成的詳細分析，對構成沙發(fā)的組件進行了合理的分類，并為不同的組件建立了相應組件的豐富的構件庫。然后應用微粒群算法對構件進行選取和組裝，產生了豐富多彩的沙發(fā)組裝方案。
　　4、實現(xiàn)了一個原型CAD系統(tǒng)。根據(jù)計算機輔助設計的創(chuàng)新過程，利用微軟的VC++開發(fā)工具和ACIS/HOOPS造型庫，在Windows操作系統(tǒng)下開發(fā)了一個支持進化的創(chuàng)新設計系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以輔助專業(yè)設計者或者非專業(yè)的設計