基于生物生长机制的产品结构进化设计方法研究

根据生物生长与产品结构进化之间的相似性，将生物生长中的关键过程应用到产品设计中，从底层以及细节上开展基于生物信息的产品结构设计推理策略研究，以期能从理论上给出一种智能设计策略，以设计需求及产品全生命周期信息作为设计基本信息，建立一种基于产品广义、整体最优的特征空间寻优策略。提出了将生命体进化过程中基因的获取技术、扩增技术和翻译技术，应用到生长型设计中的自组织设计策略及其具体实施方法；提出了将复杂度设计策略和功能公差设计策略作为产品基元扩增的核心技术，从而将产品生命周期中的制造、装配、使用等相关质量保障信息集成到设计过程中，有效地保证了产品结构设计的广义、整体优化；提出了用混合图对概念产品进行表达，并将图论中图的同构判定方法应用于概念产品到实体产品的映射，有效地解决了结构概念设计和详细设计的集成。项目成果将充实现代设计方法的理论基础和实施技术，具有重要的理论意义和实用价值。

根据生物生长与产品结构进化之间的相似性，将生物生长的关键过程应用到产品设计中，提出了将生命体进化过程中的基因获取技术、扩增技术和翻译技术，应用到生长型设计中的自组织设计策略及其具体实施方法。提出了以在概念设计阶段展开一定程度的结构设计为基本思路，以功能、结构聚合单元作为基本逻辑单元，以实现设计功能向概念意义上的物理结构映射为目的产品基因获取方法；在产品基因的扩增技术方面，提出了基于产品系谱的设计方案扩增、基于推理技术的运动结构扩增、基于零件基因的概念结构扩增，基于功能公差设计策略的尺寸及形位公差扩增，以及以复杂度最低为设计准则的结构优化生长设计策略；提出了以基于单元映射的产品结构生成机制以及基于移植技术的结构变异设计方法为核心的产品基因翻译技术。开发了系统软件，并取得了一系列有特色的创新性成果。