基于免疫計算的產(chǎn)品耦合功能規(guī)劃研究.pdf

1、隨著市場經(jīng)濟的飛速發(fā)展，市場競爭日益激烈，降低產(chǎn)品成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期已成為企業(yè)生存和發(fā)展的關(guān)鍵，產(chǎn)品設(shè)計活動的智能化作為提高產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)能力的關(guān)鍵舉措，已成為現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展的必然選擇。另一方面，在設(shè)計領(lǐng)域里建立類似自然科學(xué)的嚴謹公理化體系，對現(xiàn)代設(shè)計學(xué)的發(fā)展具有不可低估的理論和現(xiàn)實意義。公理設(shè)計的理論及其應(yīng)用已成為設(shè)計領(lǐng)域研究的熱點，并已逐漸成為現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計的重要方法之一。但是，目前的公理設(shè)計理論還不能有效地指導(dǎo)復(fù)雜產(chǎn)

2、品的設(shè)計過程。因此，針對復(fù)雜產(chǎn)品的實際需要，有必要從理論上對公理設(shè)計進行擴展研究，并采用行之有效的智能化方法尋求耦合設(shè)計中復(fù)雜問題的解。從生物免疫系統(tǒng)啟發(fā)而來的人工免疫系統(tǒng)是一種新穎且強大的計算智能方法，因此，該文提出了一種基于免疫計算的產(chǎn)品耦合功能規(guī)劃方法，即在公理設(shè)計理論的基礎(chǔ)上，研究了產(chǎn)品設(shè)計中的耦合設(shè)計問題，將免疫計算的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用到耦合設(shè)計問題求解的諸多環(huán)節(jié)中，進一步豐富了人工免疫系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，同時也突破了公理設(shè)計目前的局限

3、性，使之能夠處理產(chǎn)品設(shè)計中的耦合設(shè)計問題。 該文提出的基于免疫計算的產(chǎn)品耦合功能規(guī)劃方法采用免疫算法ICRA進行功能耦合關(guān)系的聚類識別，能夠較清晰地識別出設(shè)計矩陣中的功能耦合關(guān)系，為后面的解耦操作提供方便，并有效地避免了解耦過程不必要的信息丟失；采用基于三角模糊數(shù)的兩兩比較方法進行功能耦合程度的度量，考慮到了人的思維的模糊性，量化結(jié)果更接近客觀；根據(jù)實際情況進行必要的解耦操作后采用免疫算法ITA進行耦合功能的割裂，以迭代代價為計

4、算指標，最終獲得耦合功能的最佳排序順序，實現(xiàn)了對問題的求解。另外，本文開發(fā)了耦合功能規(guī)劃原型系統(tǒng)CFPS，系統(tǒng)的各功能模塊基本實現(xiàn)了本文提出的方法。 最后，通過臥式殼管式冷凝器和CNC齒輪測量中心這兩個應(yīng)用實例驗證了耦合功能規(guī)劃方法及其原型系統(tǒng)的通用性、正確性和可行性，表明該方法是一種有效的產(chǎn)品設(shè)計耦合問題求解方法。另外，在冷凝器的實例中還對ICRA的一些重要參數(shù)進行了深入探討，并將ICRA與遺傳算法就算法收斂性和群體多樣性兩個