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

1、隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進步，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)含量也越來越高。目前市場上的產(chǎn)品功能齊全、種類繁多，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觀念。人們的眼光更加挑剔，對產(chǎn)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(chǎn)品的認識和要求也有很大的差異。由于這些原因，使得產(chǎn)品的設(shè)計難度加大，直接導(dǎo)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(zhuǎn)移產(chǎn)品開發(fā)的重心。在最短的時間里設(shè)計出最佳的產(chǎn)品方案就成了每個企業(yè)的首要目標。創(chuàng)新性設(shè)計能夠快速的適應(yīng)市場需求的變化，有效地提高產(chǎn)品的市場競爭力，所以創(chuàng)新設(shè)計也就逐漸成為近年來計算機輔助設(shè)計領(lǐng)域的一個研究熱點。
　　計算智能技術(shù)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(shè)計提供了一個嶄新而有效的途徑。支持進化的設(shè)計可以認為是在滿足新產(chǎn)品需求的同時可以保存原有產(chǎn)品優(yōu)良性能的一種改進式的設(shè)

3、計方法。這種設(shè)計方法將各種智能技術(shù)應(yīng)用于設(shè)計的不同階段或者應(yīng)用于設(shè)計的不同領(lǐng)域，以計算智能算法作為基本的計算工具，再結(jié)合各種設(shè)計理論知識及實踐進行設(shè)計的求解，最終取得了令人滿意的設(shè)計效果。由于進化設(shè)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(shè)計具有很大的優(yōu)勢，它具有設(shè)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(shè)計方法已經(jīng)成為最重要的創(chuàng)新設(shè)計技術(shù)之一。計算智能技術(shù)已經(jīng)

4、開始應(yīng)用到創(chuàng)新概念設(shè)計領(lǐng)域。本文作者在查閱大量文獻資料的基礎(chǔ)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(yīng)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(yīng)用到沙發(fā)的創(chuàng)新概念設(shè)計領(lǐng)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(yīng)用于產(chǎn)品造型的進化設(shè)計當中。通過這種方法，進化設(shè)計系統(tǒng)可以輔助專業(yè)設(shè)計者或者非專業(yè)的設(shè)計人員產(chǎn)生大量的具有創(chuàng)新性的產(chǎn)品設(shè)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(yīng)用前景。
　　2、對基于動態(tài)自適應(yīng)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(diào)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(yīng)

6、用于產(chǎn)品的構(gòu)件選取與構(gòu)件組裝。文中通過對沙發(fā)組成構(gòu)成的詳細分析，對構(gòu)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(yīng)組件的豐富的構(gòu)件庫。然后應(yīng)用微粒群算法對構(gòu)件進行選取和組裝，產(chǎn)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(shè)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(shè)計系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以輔助專業(yè)設(shè)計者或者非專業(yè)的設(shè)計