基于設(shè)計(jì)熵的產(chǎn)品自適應(yīng)設(shè)計(jì)更改方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于設(shè)計(jì)熵的產(chǎn)品自適應(yīng)設(shè)計(jì)更改方法，包括步驟：1)建立發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品的生態(tài)系統(tǒng)模型：將發(fā)動(dòng)機(jī)包含的各子系統(tǒng)定義為群落、將發(fā)動(dòng)機(jī)中的每個(gè)零件定義為個(gè)體，將每個(gè)子系統(tǒng)中同種零件個(gè)體的集合定義為種群；2)確定設(shè)計(jì)更改最先受到影響的個(gè)體，并將該個(gè)體作為當(dāng)前個(gè)體；3)進(jìn)化當(dāng)前個(gè)體直至該個(gè)體的設(shè)計(jì)熵達(dá)到設(shè)定閾值；4)根據(jù)所有已進(jìn)化個(gè)體的進(jìn)化結(jié)果以及產(chǎn)品的裝配關(guān)系，確定是否還存在下一個(gè)受影響的個(gè)體，若為是，則執(zhí)行步驟5)，若為否，則更改結(jié)束；5)將該個(gè)體作為當(dāng)前個(gè)體并執(zhí)行步驟3)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，可以將大部分的修改交給程序去做，設(shè)計(jì)師只需要做少量的修改即可。
【專利說明】
基于設(shè)計(jì)熵的產(chǎn)品自適應(yīng)設(shè)計(jì)更改方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及工業(yè)4.0領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于設(shè)計(jì)熵的產(chǎn)品自適應(yīng)設(shè)計(jì)更改方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)代工業(yè)具有信息密集、知識(shí)密集的特點(diǎn)，為滿足發(fā)展需求，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法以智 能化、集成化、自動(dòng)化為發(fā)展方向，智能設(shè)計(jì)是解決這一問題的必然趨勢(shì)。智能設(shè)計(jì)，即為人 工智能與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)相結(jié)合而形成的新系統(tǒng)。它以用戶功能需求為輸入，以產(chǎn)品 設(shè)計(jì)方案描述為輸出，并綜合考慮產(chǎn)品的功能、性能、用料、工序等對(duì)方案進(jìn)行優(yōu)化，從而達(dá) 到自動(dòng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)。
[0003] 隨著產(chǎn)品結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜，功能趨于復(fù)合化和集成化，產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程要面向復(fù)雜產(chǎn) 品。復(fù)雜產(chǎn)品是指高成本、大規(guī)模、高技術(shù)、工程密集型的產(chǎn)品、子系統(tǒng)、系統(tǒng)或設(shè)施;復(fù)雜產(chǎn) 品的客戶需求復(fù)雜、產(chǎn)品組成復(fù)雜、制造流程復(fù)雜、試驗(yàn)維護(hù)復(fù)雜、項(xiàng)目管理復(fù)雜、工作環(huán)境 復(fù)雜。但實(shí)際工作中，并非所有復(fù)雜產(chǎn)品都是從無到有進(jìn)行設(shè)計(jì)，研究發(fā)現(xiàn)，大約70%的產(chǎn) 品設(shè)計(jì)可歸類為適應(yīng)性設(shè)計(jì)，即產(chǎn)品設(shè)計(jì)更改。設(shè)計(jì)變更是指設(shè)計(jì)部門對(duì)原施工圖紙和設(shè) 計(jì)文件中所表達(dá)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的改變和修改。研究表明，復(fù)雜產(chǎn)品中的設(shè)計(jì)變更造成的 損失可高達(dá)千萬。
[0004] 針對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中大量存在的設(shè)計(jì)變更過程進(jìn)行研究，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)更改過 程的自動(dòng)化可以大大減小成本，但是工業(yè)設(shè)計(jì)自動(dòng)化過程中，各個(gè)零件、子系統(tǒng)等自適應(yīng)變 化過程無疑是一大難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種基于設(shè)計(jì)熵的 產(chǎn)品自適應(yīng)設(shè)計(jì)更改方法。
[0006] 本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0007] -種基于設(shè)計(jì)熵的產(chǎn)品自適應(yīng)設(shè)計(jì)更改方法，包括步驟：
[0008] 1)建立發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品的生態(tài)系統(tǒng)模型:將發(fā)動(dòng)機(jī)包含的各子系統(tǒng)定義為群落、將發(fā) 動(dòng)機(jī)中的每個(gè)零件定義為個(gè)體，將每個(gè)子系統(tǒng)中同種零件個(gè)體的集合定義為種群；
[0009] 2)確定設(shè)計(jì)更改最先受到影響的個(gè)體，并將該個(gè)體作為當(dāng)前個(gè)體；
[0010] 3)進(jìn)化當(dāng)前個(gè)體直至該個(gè)體的設(shè)計(jì)熵達(dá)到設(shè)定閾值；
[0011] 4)根據(jù)所有已進(jìn)化個(gè)體的進(jìn)化結(jié)果以及產(chǎn)品的裝配關(guān)系，確定是否還存在下一個(gè) 受影響的個(gè)體，若為是，則執(zhí)行步驟5 )，若為否，則更改結(jié)束；
[0012] 5)將該個(gè)體作為當(dāng)前個(gè)體并執(zhí)行步驟3)。
[0013] 產(chǎn)品生態(tài)系統(tǒng)模型中個(gè)體的數(shù)學(xué)模型為：
[0014] PI={Feathre,FeatureOrder,FeatureRelation}
[0015] 其中：PI表示個(gè)體，F(xiàn)eathre表示組成個(gè)體的特征的集合，F(xiàn)eatureOrder表示組成 個(gè)體的特征之間的順序，F(xiàn)eatureRelation表示特征之間的關(guān)系矩陣；
[0016]所述步驟2)具體為:根據(jù)設(shè)計(jì)更改確定該設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的個(gè)體以及該個(gè)體的特征，并 將該個(gè)體作為當(dāng)前個(gè)體。
[0017]所述步驟3)具體包括步驟：
[0018] 31)根據(jù)設(shè)計(jì)更改所對(duì)應(yīng)的特征，變更當(dāng)前個(gè)體，并設(shè)定進(jìn)化代數(shù)t = 0;
[0019] 32)計(jì)算當(dāng)前個(gè)體的設(shè)計(jì)熵，并判斷設(shè)計(jì)熵是否小于設(shè)定閾值，若為是，則進(jìn)化結(jié) 束，若為否，則執(zhí)行步驟33);
[0020] 33)采用遺傳算法交叉變異當(dāng)前個(gè)體的其他特征，將進(jìn)化代數(shù)累加1，并判斷進(jìn)化 代數(shù)是否大于100，若為是，則進(jìn)化結(jié)束，若為否，則執(zhí)行步驟32)。
[0021] 所述步驟33)中設(shè)定交叉概率Pc為0.5，變異概率Pm為0.3。
[0022]個(gè)體的設(shè)計(jì)熵具體為：
[0023]
[0024] 其中：SPi為個(gè)體PIi的設(shè)計(jì)熵，PIi為個(gè)體，ENVi為個(gè)體PI i所處的環(huán)境，γ (Pli， ENV1)為個(gè)體PI^環(huán)境之間的矛盾值，CPNk為組成環(huán)境的第k個(gè)組成因子，Qk為組成因子 CPNk的影響權(quán)重，f(CPNk，PIi)為第k個(gè)組成因子與個(gè)體PIi之間的影響關(guān)系，est( ·)為度量 函數(shù)，用于衡量個(gè)體對(duì)環(huán)境的矛盾值，31表示個(gè)體的結(jié)構(gòu)信息。
[0025]所述設(shè)定閾值為0。
[0026] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0027] 1)采用產(chǎn)品的數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)計(jì)變更的傳遞路徑依次對(duì)不同的零件進(jìn)行修 改，易于編程實(shí)現(xiàn)，可以將大部分的修改交給程序去做，設(shè)計(jì)師只需要做少量的修改即可。
[0028] 2)本發(fā)明將產(chǎn)品中包含的子系統(tǒng)定義為群落、將零件定義為個(gè)體，個(gè)體由多個(gè)特 征組成，特征之間的聯(lián)系以及種群之間的聯(lián)系通過關(guān)系矩陣表示，便于利用所建立的模型 進(jìn)行自動(dòng)化優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)的數(shù)學(xué)演算，對(duì)零件的數(shù)字化存儲(chǔ)過程中丟失的信息少，同時(shí)存儲(chǔ) 數(shù)據(jù)的冗余少。
[0029] 3)采用設(shè)計(jì)熵作為進(jìn)化中止判定條件，更加科學(xué)，同時(shí)設(shè)計(jì)熵綜合考慮了零件與 相關(guān)零件之間的矛盾關(guān)系，可以盡可能地減少設(shè)計(jì)師認(rèn)為修改的工作量。
【附圖說明】
[0030] 圖1為本發(fā)明的主要步驟流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本實(shí)施例以本發(fā)明技術(shù)方案 為前提進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于 下述的實(shí)施例。
[0032] -種基于設(shè)計(jì)熵的產(chǎn)品自適應(yīng)設(shè)計(jì)更改方法，如圖1所示，包括步驟：
[0033] 1)建立發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品的生態(tài)系統(tǒng)模型:將發(fā)動(dòng)機(jī)包含的各子系統(tǒng)定義為群落、將發(fā) 動(dòng)機(jī)中的每個(gè)零件定義為個(gè)體，將每個(gè)子系統(tǒng)中同種零件個(gè)體的集合定義為種群；
[0034] 產(chǎn)品的數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)模型的建?？梢酝ㄟ^下述方法建立：
[0035] SI:根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，將發(fā)動(dòng)機(jī)包含的各子系統(tǒng)定義為群落、將發(fā)動(dòng)機(jī)中的每個(gè) 零件定義為個(gè)體，將每個(gè)子系統(tǒng)中同種零件個(gè)體的集合定義為種群；
[0036] 我們將組成產(chǎn)品的最小單位一一零件作為產(chǎn)品數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)中的個(gè)體。例如，曲 柄連桿機(jī)構(gòu)中的活塞、連桿、連桿蓋及曲軸等，它們?cè)跀?shù)字生態(tài)系統(tǒng)中都被看做個(gè)體。在CSG (Constructive Solid Geometry，構(gòu)造立體幾何法)模型中，實(shí)體由基本幾何體素通過各種 運(yùn)算生成，在本文中，選取組成零件的特征作為最基本的組成單元，以空間謂詞邏輯網(wǎng)方式 生成最終的零件實(shí)體。
[0037] S2:根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特征建立每個(gè)零件的數(shù)學(xué)模型：
[0038] PI={Feathre,FeatureOrder,FeatureRelation}
[0039] Feature = {Fi，F(xiàn)2，…，F(xiàn)n}
[0040] FeatureOrder= {Fi^F2^---->Fn}
[0041 ] 其中：PI表示個(gè)體，F(xiàn)eathre組成個(gè)體的特征的集合，F(xiàn)eatureOrder表示組成個(gè)體 的特征之間的順序，F(xiàn)eatureRelation表示特征之間的關(guān)系矩陣，F(xiàn)i(i = l，2，···，n)表示具 體的特征，為凸臺(tái)、凹槽、旋轉(zhuǎn)體、掃描體、圓角、倒角、孔、抽殼中的一種；
[0042] 對(duì)一個(gè)零件建立數(shù)學(xué)模型過程具體包括步驟：
[0043] S21:確定該零件中包含的特征，并根據(jù)零件的實(shí)際結(jié)構(gòu)確定特征的排序；
[0044] S22:枏據(jù)特征的棑序，結(jié)合各特征之間的相互關(guān)系建立關(guān)系矩陣FeatureRelation
[0045]
[0046]其中:aij為特征i和特征j的相互關(guān)系，i，je {1，2，···，n}，n為該零件包含的特征總 個(gè)數(shù)；
[0047] S23:整合獲得特征、特征排序及關(guān)系矩陣得到該零件的數(shù)學(xué)模型。
[0048]特征i和特征j的相互關(guān)系為空間謂詞邏輯關(guān)系，空間謂詞邏輯的種類包括:無關(guān) 系、拉伸、挖槽、旋轉(zhuǎn)、掃描、倒圓角、執(zhí)行倒角、打孔、執(zhí)行抽殼，具體編碼如表1所示：
[0049]表 1
[0051] 以上特征的具體描述可以有進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計(jì)，但是并不屬于本申請(qǐng)討論的范 疇，本申請(qǐng)中具體描述可以采用一些公知描述，只要將其數(shù)字化存儲(chǔ)即可，具體如下：
[0052] 凸臺(tái)：主要參數(shù)有限制類型，如尺寸、直到下一個(gè)、直到平面等;輪廓、方向等；
[0053] 凹槽:主要參數(shù)有限制類型，如尺寸、直到下一個(gè)、直到平面等;輪廓、方向等；
[0054]旋轉(zhuǎn)體:主要參數(shù)有角度限制、輪廓等；
[0055] 掃描體:主要參數(shù)有輪廓、掃描路徑等；
[0056] 圓角:主要參數(shù)有半徑及圓角化的對(duì)象等；
[0057]倒角:主要參數(shù)有倒角的對(duì)象、長(zhǎng)度及角度等；
[0058] 孔:主要參數(shù)有孔的直徑、孔的深度以及定位草圖等；
[0059] 抽殼:主要參數(shù)有移除的面、內(nèi)側(cè)厚度及外側(cè)厚度等；
[0060] 特征的數(shù)學(xué)定義如下所示：
[0061] F= {Type,pi,--- ,Pil
[0062] 其中，F(xiàn)表示特征，Type表示特征的類型，pi(i = l,…，1)表示特征的相關(guān)參數(shù)，對(duì) 于不同的特征，1的值可能不同。
[0063] 對(duì)于活塞實(shí)體模型，活塞實(shí)體由如下特征組成凸臺(tái)1、凸臺(tái)2(圖未示）、凸臺(tái)3(圖未 示）、凹槽1、凹槽2(圖未示）、凹槽3,特征組成零件的過程具有特定的順序，順序相鄰的兩個(gè) 特征之間的空間位置關(guān)系可以通過零件的空間謂詞邏輯網(wǎng)體現(xiàn)，可以由關(guān)系矩陣 FeatureRelation還原得到來描述，
[0064] 活塞的關(guān)系矩陣FeatureRe Iat ion具體為矩陣A:
[0066] 零件級(jí)的空間謂詞邏輯網(wǎng)是一棵特殊的二叉樹，除了最高層外，每一層的左節(jié)點(diǎn) 都有兩個(gè)子節(jié)點(diǎn)，而同時(shí)右節(jié)點(diǎn)都沒有子節(jié)點(diǎn)。
[0067] 空間謂詞邏輯網(wǎng)轉(zhuǎn)換為關(guān)系矩陣的規(guī)則如下：
[0068] 設(shè)置關(guān)系矩陣的大小為h+l，h(h-般為n-1)為空間謂詞邏輯網(wǎng)的最高層次，根節(jié) 點(diǎn)為第0層；
[0069] num(L(h)) = I，num(R(h)) = 2，num(R(h_l)) = num(R(h) )+1 = 3以此類推，L(h)為h 層的左子樹，R(h)表不h層的右子樹
[0070] 設(shè)置ai j = k則a j i = -k，k為特征i和特征j對(duì)應(yīng)的空間謂詞邏輯編碼。
[0071]關(guān)系矩陣轉(zhuǎn)換為空間謂詞邏輯網(wǎng)的規(guī)則如下：
[0072]將矩陣中編號(hào)為1的特征置于特征樹最高層的左節(jié)點(diǎn)，將編號(hào)為2的特征置于最高 層的右節(jié)點(diǎn)，當(dāng)1彡3時(shí)，將編號(hào)為i的特征置于h-1+2層的右節(jié)點(diǎn)。
[0073] S3:建立種群的數(shù)學(xué)模型：
[0074] PP={IndividualType, scale,PopulationReIation,CommunityType}
[0075] 其中：PP表示種群，IndividualType表示組成種群的個(gè)體類別，scale表示該種群 的規(guī)模，PopulationRelation表示種群內(nèi)部個(gè)體之間的關(guān)系矩陣，Communi tyType表示種群 所處的群落；
[0076] S4:根據(jù)每個(gè)子系統(tǒng)中各零件的裝配關(guān)系建立群落的數(shù)學(xué)模型：
[0077] PC= {{PP} ,PPRelation,function}
[0078] 其中：{PP}表示組成群落的種群的集合，PPRelation表示組成群落的各個(gè)體之間 的關(guān)系矩陣，function表示該群落所實(shí)現(xiàn)的特定的功能；
[0079] 2)確定設(shè)計(jì)更改最先受到影響的個(gè)體，并將該個(gè)體作為當(dāng)前個(gè)體，具體的:根據(jù)設(shè) 計(jì)更改確定該設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的個(gè)體以及該個(gè)體的特征，并將該個(gè)體作為當(dāng)前個(gè)體。
[0080] 3)進(jìn)化當(dāng)前個(gè)體直至該個(gè)體的設(shè)計(jì)熵達(dá)到設(shè)定閾值，具體包括步驟：
[0081 ] 31)根據(jù)設(shè)計(jì)更改所對(duì)應(yīng)的特征，變更當(dāng)前個(gè)體，并設(shè)定進(jìn)化代數(shù)t = 0;
[0082] 32)計(jì)算當(dāng)前個(gè)體的設(shè)計(jì)熵，并判斷設(shè)計(jì)熵是否小于設(shè)定閾值(可以選擇為0)，若 為是，則進(jìn)化結(jié)束，若為否，則執(zhí)行步驟33);
[0083] 33)采用遺傳算法交叉變異當(dāng)前個(gè)體的其他特征，將進(jìn)化代數(shù)累加1，并判斷進(jìn)化 代數(shù)是否大于100，若為是，則進(jìn)化結(jié)束，若為否，則執(zhí)行步驟32)。
[0084] 遺傳算法中設(shè)定交叉概率Pc為0.5，變異概率Pm為0.3。
[0085]此外，個(gè)體的設(shè)計(jì)熵具體為：
[0086]
[0087] 其中：SPi為個(gè)體PIi的設(shè)計(jì)熵，PIi為個(gè)體，ENVi為個(gè)體PI i所處的環(huán)境，γ (Pli， ENV1)為個(gè)體PI^環(huán)境之間的矛盾值，CPNk為組成環(huán)境的第k個(gè)組成因子，Qk為組成因子 CPNk的影響權(quán)重，f(CPNk，PIi)為第k個(gè)組成因子與個(gè)體PIi之間的影響關(guān)系，est( ·)為度量 函數(shù)，用于衡量個(gè)體對(duì)環(huán)境的矛盾值，31表示個(gè)體的結(jié)構(gòu)信息。
[0088] 模擬發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，活塞直徑由IOOmm變?yōu)?20mm，孔直徑為40mm變大為 50mm，則個(gè)體進(jìn)化過程具體如下：
[0089] 對(duì)于單種群的進(jìn)化，遵循傳統(tǒng)的遺傳算法，進(jìn)化過程如下：
[0090] a)參數(shù)初始化:確定種群規(guī)模N=6，交叉概率Pc = 0.5，變異概率Pm=0.3和進(jìn)化代 數(shù)計(jì)數(shù)器t = 0。
[0091] 設(shè)置終止進(jìn)化準(zhǔn)則為迭代計(jì)算器t〈100或個(gè)體的設(shè)計(jì)熵達(dá)到設(shè)定閾值，此時(shí)，設(shè)計(jì) 熵越小，越符合環(huán)境要求。
[0092] b)產(chǎn)品編碼：
[0093]結(jié)合編碼翻譯表對(duì)產(chǎn)品個(gè)體進(jìn)行編碼，并將其轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制形式。編碼方式多樣， 本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要得到不同的符合要求的編碼方式，例如，個(gè)體原編碼為{01 01 0101 01100100 00110010 00 00 00 00 00 01 01 |0010 0010 0101 00010100 00011110 00 00 01100100 00 00 11111111 11111111 |0011 0010 0101 01000001 00110000 00 00 00 00 00 01 11111111|0100 01 0100 00100000 00110110 00110000 11101110 00 00100100 11111111 00 00 01|0101 01 0100 00100000 00110110 00110000 00010010 00 00100100 01 00 00 01|0110 0010 0101 01100100 00010100 00110010 00 00100100 11111111 00 00 11111111}
[0094] 因系統(tǒng)內(nèi)活塞個(gè)體不足6個(gè)，故隨機(jī)生成其他5個(gè)并進(jìn)行編碼轉(zhuǎn)換，見表2。
[0095] c)個(gè)體評(píng)價(jià)。
[0096] 設(shè)置個(gè)體適應(yīng)度函數(shù)為f U(PI1) = Izi(HSP1)t3根據(jù)現(xiàn)有個(gè)體進(jìn)行適應(yīng)度計(jì)算?？?見，沒有個(gè)體符合結(jié)束條件。
[0097] 表 2


[0101] d)種群進(jìn)化。
[0102] 1)選擇(母體）。
[0103] 本文中采取選擇概率表示個(gè)體被選中的概率，即個(gè)體適應(yīng)度函數(shù)值越高，被選中 概率越高。選擇概率的實(shí)現(xiàn)方式如下：
[0104]
[0105]
[0106]
[0107] P1即為第i個(gè)個(gè)體的選擇概率，Pl'、p/為中間參數(shù)，fitdPfik分別為第i個(gè)和第j 個(gè)個(gè)體的適應(yīng)度，也可以采用輪盤賭選擇算法隨機(jī)選擇。
[0108]由個(gè)體適應(yīng)度計(jì)算結(jié)果知，個(gè)體2、3適應(yīng)度遠(yuǎn)小于其他個(gè)體，個(gè)體5、6適應(yīng)度最高。 [0109] 2)交叉、變異。
[0110] 本文實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單交叉:首先對(duì)群體進(jìn)行隨機(jī)配對(duì)，然后在配對(duì)個(gè)體中隨機(jī)設(shè)定交叉 點(diǎn)，配對(duì)個(gè)體交換彼此信息。如上表所示，本例中配對(duì)個(gè)體分別為1和3、2和6、4和5。
[0111] 本文設(shè)定變異概率為〇 . 3，因此，變異個(gè)體為6*0.3 = 1.8，四舍五入取2，即兩個(gè)個(gè) 體中會(huì)發(fā)生變異。隨機(jī)選取兩個(gè)個(gè)體進(jìn)行變異操作。
[0112] 3)終止檢驗(yàn)。
[0113] 對(duì)新一代群體X(I)自C)起重新進(jìn)行個(gè)體評(píng)價(jià)、選擇、交叉，再次生成下一代群體， 直至群體中有個(gè)體的適應(yīng)度達(dá)到終止約束條件，或迭代次數(shù)達(dá)到100次。在本次試驗(yàn)中，迭 代終止時(shí)，活塞為外徑120、孔直徑50。設(shè)置個(gè)體為已更改，不可二次更改。
[0114] 以上即為活塞結(jié)構(gòu)變更傳播及消解過程，為系統(tǒng)變更的第一步。通過更改活塞結(jié) 構(gòu)以適應(yīng)環(huán)境變化。
[0115] 4)根據(jù)所有已進(jìn)化個(gè)體的進(jìn)化結(jié)果以及產(chǎn)品的裝配關(guān)系，確定是否還存在下一個(gè) 受影響的個(gè)體，若為是，則執(zhí)行步驟5 )，若為否，則更改結(jié)束；
[0116] 5)將該個(gè)體作為當(dāng)前個(gè)體并執(zhí)行步驟3)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于設(shè)計(jì)熵的產(chǎn)品自適應(yīng)設(shè)計(jì)更改方法，其特征在于，包括步驟： 1) 建立發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品的生態(tài)系統(tǒng)模型：將發(fā)動(dòng)機(jī)包含的各子系統(tǒng)定義為群落、將發(fā)動(dòng)機(jī) 中的每個(gè)零件定義為個(gè)體，將每個(gè)子系統(tǒng)中同種零件個(gè)體的集合定義為種群； 2) 確定設(shè)計(jì)更改最先受到影響的個(gè)體，并將該個(gè)體作為當(dāng)前個(gè)體； 3) 進(jìn)化當(dāng)前個(gè)體直至該個(gè)體的設(shè)計(jì)熵達(dá)到設(shè)定閾值； 4) 根據(jù)所有已進(jìn)化個(gè)體的進(jìn)化結(jié)果以及產(chǎn)品的裝配關(guān)系，確定是否還存在下一個(gè)受影 響的個(gè)體，若為是，則執(zhí)行步驟5 )，若為否，則更改結(jié)束； 5) 將該個(gè)體作為當(dāng)前個(gè)體并執(zhí)行步驟3)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于設(shè)計(jì)熵的產(chǎn)品自適應(yīng)設(shè)計(jì)更改方法，其特征在于，產(chǎn) 品生態(tài)系統(tǒng)模型中個(gè)體的數(shù)學(xué)模型為： PI={Feathre,FeatureOrder,FeatureRelation} 其中：PI表示個(gè)體，F(xiàn)eathre表示組成個(gè)體的特征的集合，F(xiàn)eatureOrder表示組成個(gè)體 的特征之間的順序，F(xiàn)eatureRelation表示特征之間的關(guān)系矩陣。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于設(shè)計(jì)熵的產(chǎn)品自適應(yīng)設(shè)計(jì)更改方法，其特征在于，所 述步驟2)具體為:根據(jù)設(shè)計(jì)更改確定該設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的個(gè)體以及該個(gè)體的特征，并將該個(gè)體作 為當(dāng)前個(gè)體。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于設(shè)計(jì)熵的產(chǎn)品自適應(yīng)設(shè)計(jì)更改方法，其特征在于，所 述步驟3)具體包括步驟： 31) 根據(jù)設(shè)計(jì)更改所對(duì)應(yīng)的特征，變更當(dāng)前個(gè)體，并設(shè)定進(jìn)化代數(shù)t = 0; 32) 計(jì)算當(dāng)前個(gè)體的設(shè)計(jì)熵，并判斷設(shè)計(jì)熵是否小于設(shè)定閾值，若為是，則進(jìn)化結(jié)束，若 為否，則執(zhí)行步驟33); 33) 采用遺傳算法交叉變異當(dāng)前個(gè)體的其他特征，將進(jìn)化代數(shù)累加1，并判斷進(jìn)化代數(shù) 是否大于100，若為是，則進(jìn)化結(jié)束，若為否，則執(zhí)行步驟32)。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于設(shè)計(jì)熵的產(chǎn)品自適應(yīng)設(shè)計(jì)更改方法，其特征在于，所 述步驟33)中設(shè)定交叉概率Pc為0.5，變異概率Pm為0.3。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于設(shè)計(jì)熵的產(chǎn)品自適應(yīng)設(shè)計(jì)更改方法，其特征在于， 個(gè)體的設(shè)計(jì)熵具體為：其中：SPi為個(gè)體Pli的設(shè)計(jì)熵，Pli為個(gè)體，ENVi為個(gè)體Pli所處的環(huán)境，y (PIi，ENVi)為個(gè) 體卩^與環(huán)境之間的矛盾值，CPNk為組成環(huán)境的第k個(gè)組成因子，cok為組成因子CPN k的影響 權(quán)重，fXCPN^Ph)為第k個(gè)組成因子與個(gè)體Ph之間的影響關(guān)系，est( ?)為度量函數(shù)，用于 衡量個(gè)體對(duì)環(huán)境的矛盾值，31表示個(gè)體的結(jié)構(gòu)信息。7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于設(shè)計(jì)熵的產(chǎn)品自適應(yīng)設(shè)計(jì)更改方法，其特征在于，所 述設(shè)定閾值為0。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK106055742SQ201610334883
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年5月19日
【發(fā)明人】郝泳濤, 張偉
【申請(qǐng)人】同濟(jì)大學(xué)