一种基于产品基因的产品设计方法技术

本发明专利技术涉及基于产品基因的产品设计方法，在产品的设计制作过程中，将产品零部件的特征看作是对产品基因的转录和翻译的结果，产品基因是产品信息的有序集，决定了产品自动生成的机制，该方法包括以下步骤：(1)通过编码，形成功能—行为流双链螺旋形结构的产品基因；(2)根据产品基因得到产品的行为流链，所述的行为流链为产品基因双链结构的一条链；(3)根据所述的行为流链得到产品的行为表面，所述的行为表面为组成产品的表面；(4)调节所述的行为表面的尺寸，并对行为表面定位、组合得到具有连续表面的结构体；(5)对结构体进行实体化并经人工修正得到最终的产品。与现有技术相比，本发明专利技术具有智能化、使用方便等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种产品设计方法，尤其是涉及。
技术介绍
在发动机的进化设计中，对产品的编码是必不可少的。对于产品基因编码结构的 定义，包含了产品功能、产品行为流以及相关结构的编码信息。这样的结构能够说明结构如 何实现功能，通过行为流信息的过渡使得功能到结构的映射具有唯一性。那么如何实现行 为流到结构的映射过程呢?从哪种几何粒度出发可以从行为元得到有效的基础几何单元？ 同时，几何单元又是通过什么样的机制得到准确的定位和几何尺寸?这些都是产品基因翻 译，也就是产品基因译码过程需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种智能化、使用方 便的基于广品基因的广品设计方法。 本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于产品基因的产品设计方 法，在产品的设计制作过程中，将产品零部件的特征看作是对产品基因的转录和翻译的结 果，产品基因是产品信息的有序集，决定了产品自动生成的机制，该方法包括以下步骤： (1)通过编码，形成功能一行为流双链螺旋形结构的产品基因； (2)根据产品基因得到产品的行为流链，所述的行为流链为产品基因双链结构的 一条链，由行为流组成； (3)根据所述的行为流链得到产品的行为表面，所述的行为表面为组成产品的表 面； (4)调节所述的行为表面的尺寸，并对行为表面定位、组合得到具有连续表面的结 构体； (5)对结构体进行实体化并经人工修正得到最终的产品。 所述的步骤（1)中行为流与产品的功能之间的关系为:F = g(Bf)，其中，F表示产品 的功能，Bf表示行为流，g为一元高次函数，所述的行为流由产品的功能决定，所述的行为流 控制产品的结构。所述的步骤（1)中产品基因为:6=(6〇,61，62"_6 11)，（；,=(/^成此仏/^/)，，其 中，G表示产品基因，Gi表示组成产品基因的单元，Mark表示启动标识、终止标识或片段分隔 码，Fi表示功能元，β/表示行为流，Seq表示时序。 所述的步骤⑵具体为:定义(SeUS/_)为行为流密码子，将行为流密码子映射 成行为流链上的节点，并进一步组成行为流链。 所述的步骤(3)具体为:根据所述的行为流链得到包含产品的多个行为表面的行 为表面集，所述的行为表面包含几何形状信息和行为信息，所述的行为信息包括联接、固 定、储能、配合、支承或传递。 所述的步骤(4)具体为:根据产品的原型草图和边界条件，计算原型草图中需要被 限制自由度的表面，并在所述的行为表面集中搜索出与该表面自由度相匹配的行为表面， 实现行为表面定位，最终将定位后的行为表面组合并添加链接面，形成具有连续表面的产 品结构体。 本专利技术将产品零部件所具有的特征看作是对产品遗传信息的转录和翻译结果，零 部件的特征生成序列以及具体的尺寸形状都由基因控制。所以从宏观角度看，产品基因是 产品信息的有序集，它规定了产品结构自动生成的机制，在适当的外界条件的刺激下，自动 创建产品，并与外界环境交互完成特定的功能。从产品设计的过程来看，功能驱动行为，行 为又控制结构。功能位于整条设计链的最顶层，它是对整个产品甚至产品族性状的高度抽 象。功能可以被分解为子功能直至功能元，功能元是形成功能的最小组成单位。产品的功能 是依靠多个功能元按照串行或并行的关系组织成功能流来实现。同时，行为和功能之间具 有严格的映射关系。根据功能F与行为流#之间的耦合函数F = g(Bf)，g是一元高次函数，在 已知F的情况下，可以得到多个解，其中，最优解作为功能F的最佳映射。所以，每一个功能元 MF(meta-function)都有一个对应的最佳行为流解。功能元有序集合，即功能元流，与行为 流有序集合之间不仅具有数学上的映射关系，而且具备完全一致的时序关系和逻辑关系。 本专利技术定义产品基因结构为双链螺旋形结构，即功能元-行为流耦合双链，由功能 元链和行为流链组成螺旋形的双链。在功能元链中，其核心的组成部分为功能元基团，功能 元基团就是功能分解树上最低层的功能单元。功能元基团通过片段标识基团相连，形成功 能元单链，从而记录了产品所需的所有的功能片段。片段标识基团在基因结构中主要起调 控的作用，对基因的转录过程产生影响。在单链中，片段标识基团分离了各个功能基团，同 时也可以作为基因转录的起始点和终止点，即启动子和终止子。在另一条行为流链中，其核 心组成单元为行为流基团，各基团也通过片段标识基团相连。行为流基团包含了行为元的 类别以及各行为元的时序关系等信息。它通过映射关系与相应的功能元基团形成稳定的关 联结构。这种稳定的关系主要通过时序喊基形成的时序键广生，类似于生物基因中的喊基 之间的氢键。从上文对功能和行为的耦合关系的分析可知，功能元与其对应的行为流的时 序值是相同的，所以双链上的时序碱基携带着相同的时序信息。 对功能和行为进行融合编码，将所有遗传信息结合到一维数据结构中。就像生物 基因一样，零件基因也分为编码区和非编码区。编码区是指能够为转录提供模板的区域，它 能够合成相应的结构实体。而非编码区是不直接携带转录信息的编码串，但是它能够调控 遗传信息的表达，如Start代表链的启动子，End表示终止子。该基因编码串主要是由字母和 反映双链主要特征的参数共同组成。每一组基因单元可以表示为，G^G n)， 贫=(Mark，seq，Fn Bf)，。其中·· (1)标识字段(Mark)，位于基因非编码区，主要分为启动标识、终止标识和片段分 隔码。片段分隔码的作用即将每一个时序下的功能元及其行为流分离开。 (2)时序字段(Seq)，位于基因的编码区，它表示了功能元及行为流的时序关系值， 同时也体现功能元在功能分解树上的位置。通过获取并分析编码区中的所有时序字段，可 以逆向的得出功能树和行为树的结构。该字段的数据结构可以表示为一个一维数组，数组 的长度为功能树的高度，数组的每个值array 对应于层次遍历中第i层中功能元的祖先 节点的位置值。最终将一维数组的值连接，即为最终的时序值。 (3)功能元字段(F)，位于基因的编码区。功能元类型主要分为执行、传动和定位。 功能树被分解后，每个叶子节点都可对应到其中一个功能元。 (4)行为流字段(Bf)，位于基因的编码区。行为流字段包含行为元数量以及指向 具体行为元信息的指针。行为流即是行为元序列，行为元之间也有确定的时序关系，所以本 专利技术定义另一种链表的结构存储行为元信息。行为元类型主要分为联接、固定、储能、配合、 支承、传递，可以采用1至6的二进制数为其编码。 产品基因的翻译过程是一个多机制协同作用的复杂过程。要得到最终的产品结构 体，需要得到三大子系统的支持，包括映射子系统、形状调控子系统和结构定位子系统。映 射子系统负责从行为流链映射得到结构链，形状调控子系统负责产品结构体的尺寸调控， 而结构定位子系统负责结构体表面的定位以形成合理的产品结构。 对应于零件基因当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于产品基因的产品设计方法，其特征在于，在产品的设计制作过程中，将产品零部件的特征看作是对产品基因的转录和翻译的结果，产品基因是产品信息的有序集，决定了产品自动生成的机制，该方法包括以下步骤：(1)通过编码，形成功能—行为流双链螺旋形结构的产品基因；(2)根据产品基因得到产品的行为流链，所述的行为流链为产品基因双链结构的一条链，由行为流组成；(3)根据所述的行为流链得到产品的行为表面，所述的行为表面为组成产品的表面；(4)调节所述的行为表面的尺寸，并对行为表面定位、组合得到具有连续表面的结构体；(5)对结构体进行实体化并经人工修正得到最终的产品。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郝泳涛，葛唱，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31