一种基于知识进化的多层次结构产品整体方案创新设计方法

万方数据

?３２?计算机应用研究２００５年

相同的概率在域内变化。

（４）其他算子引入倒位、共享等算子以保持群体的多样

性。

４方案评价

方案评价即确定适应值量度以检测一个特定串所代表的

方案的优劣程度。适应值量度必须有能力计算搜索空间中每

个确定长度的特征串的适应值，因此是遗传算法中较为困难的

部分，适应值直接指导搜索过程，其合理性至关重要。

评价是用科学的方法按评价准则对多种方案进行技术经

济评价和比较，一般遇到的评价工作可分为四种类型：评价方

案的完善程度（整体的或局部的）；评定解答方案与设计要求

相符合的程度；评定最优解答方案；评定某项特性的最优值。

评价的内容包括三个方面：技术评价、经济评价和社会评价。

我们采用有效值法对ＤＧＡ设计机所产生的方案进行定量

评价，确定适应值。其评价过程如下：确定评价目标ｕ＝（Ｍ，，

ｕ：，“，，…，ｕ。）；确定各评价目标的权重毋，用矩阵表示为Ｇ＝

（ｇ，，９２，…，既）；对各评价目标评分

Ｐ＝Ｐ１

ｐ２

：

●

ｐｍ

ｐ１１见１。。‘ｐｌｎ

ｐ２１ｐ２２

…

ｐ２。

ｐｍｌｐｍ…ｐｍｎ

计算各方案的有效值如下：

Ⅳ＝ＧＰ７＝［Ⅳ１，＾，２，…，Ⅳ。］

Ｎｌ＝ＧＰ３＝ｇＩｐ＾＋９２ｐ范＋…＋ｇｎｐｈ

系统采用的评价目标及其权重可根据专家经验进行设置和调整。作为示例，对一般机械传动方案设计的评价目标及其权重如表１所示。

表ｌ一般机械传动方案设计的评价目标及其权重

评价目标权重评价目标权重

传动比０．２５距离０．１

功率０．０５成本０．０５

结构０．２可维护性０．０５

环境０．１传动精度０．０５

噪声０．０５平稳性０．０５

效率Ｏ．０５

５系统组成

（１）用户界面。通过用户界面用户可方便地完成方案设计。

（２）设计任务定义模块。该模块用于输入用户条件和要求，并作为已知事实加以存储。

（３）ＤＧＡ设计机。完成方案的生成。

（４）方案评价模块。对于确定的方案调用知识库进行评价，确定其对设计要求的满足程度。

（５）方案输出模块。从ＤＧＡ设计机产生的全体方案中选择出最高适应值的方案作为方案集输出到结果库中加以存储。

（６）图形子系统。完成机械方案图的绘制、图形库的建立及方案的输出。

６设计实例

设计要求为：输入转速１４４０ｒ／ｍｉｎ，输出转速１５０ｒ／ｍｉｎ，传动功率１０．４６ｋｗ，传动效率大于ｏ．８，宽度尺寸紧凑，工作条件恶劣。图６及表２给出的实例为方案之一。

图６设计实例

表２设计实例参数表

参数电机轴轴１轴２轴３工作轴ｌ转速ｎ（ｒ／ｍｉｎ）ｌ４４０ｌ４４０５７６．０１５０．Ｏ１５０．Ｏ

传动比ｉｌ．０２．２４．２４１．０

参考文献：

［１］郝博，王健．遗传算法在机械方案设计中的应用研究［Ｊ］．机械设计与制造，１９９８，９（１）：２１－２２．

［２］郝博，卢有文，聂义勇．基于遗传算法的机械方案设计系统的研究［Ｊ］．机械，１９９９，２６（５）：５－７．

［３］舒启林，郝博．机械产品方案设计自动化研究［Ｊ］．中国机械工程师，２００２，（１３）：１６７６一１６７８．

［４］戚昌滋．机械现代设计方法学［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，１９８７．１０一２５．

［５］陈国良．遗传算法及应用［Ｍ］．北京：人民邮电出版社，１９９６．５－３２．

［６］％ｇｇＭＡ，ＴｕｂｂｙＧＲ，ＳｈｅａｒｄＡＧ．ＡｕｔｏｍａｔｉｃＧｅｎｅｔｉｃ０ｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎＡｐｐｍａｃｈｔｏＴｗｏ—ＤｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＢｌａｄｅＰｍ６ｌｅＤｅｓｉｇｎｆｏｒＳｔｅａｍＴｕｒｂｉｎｅｓ［Ｊ］．ＪｏｕｍａＩｏｆＴｕｒｂｏｍａｃｈｉｎｅｒｙ，１９９９，１２１：“一１７．

［７］ｓｈ培ｅｍ０，Ｙｏｓｈｉｈｉｒ０Ｙ，ＴａｋａｓｈｉＮ．Ｍｕｌｔｉ－ｏｂｊｅｃｔｉｖｅＧｅｎｅｔｉｃＡ１９０?ｒｉｔｈｍｆｏｒＭｕｌｔｉｄｉｓｃｉｐｌｉｎａｒｙＤｅｓｉｇｎｏｆＴｒａｎｓｏｎｉｃｗｉｎｇＰｌ釉－ｆ０珊［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ０ｆＡｉｒｃ越，１９９７，３４（５）：６９０一６９２．

［８］曹文君．知识库系统原理与应用［Ｍ］．上海：复旦大学出版社，１９９６．９７．１２５．

作者简介：

郝博（１９６３一），男，辽宁盘锦人，教授，硕士生导师，博士，主要研究领域为机械设计、知识进化及智能ｃＡＤ技术；王立新（１９７４－），男，黑龙江哈尔滨人，硕士研究生，主要研究方向为机械设计、知识进化算法应用及ｃＡＤ技术；王雷（１９８０一），男，山东潍坊人，硕士研究生，主要研究方向为遗传算法应用及智能信息处理技术。

＊米木木术术木米米木术米木永术永永爿ｃ木术爿ｃ木爿（

夺植物的三维建模研究进展

专数据流的核心技术与应用研究综述

夸实时系统最坏执行时间分析

夺基于语音识别的汉语发音教学系统

串基于ｕＭＬ的嵌入式系统的分析与设计

夸ｓｃＩｃｏｓ环境下通信链路层次化仿真建模研究

辛基于产品符号传递模型的设计定制系统设计与实现

串一种支持自动部署脚本语言的设计与实现

辛基于孤立点检测的错误数据清理方法

辛面向领域的软件开发的研究

串基于构件和模式的多层次软件复用技术

专面向对象的数据持久层解决方案——Ｊａｖａ数据对象

＊

束＊术

万方数据