一种基于种群进化的复杂产品系统自适应更改方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于种群进化的复杂产品系统自适应更改方法，该方法包括如下步骤：(1)建立复杂产品系统的行为网络模型，当复杂产品系统设计要求变化时，确定复杂产品系统中待更改个体；(2)采用遗传算法对待更改个体进行自适应更改；(3)待更改个体自适应更改完成后形成已更改个体，遍历步骤(1)中的行为网络模型，确定与所述的已更改个体关联的个体；(4)判断步骤(3)中与所述的已更改个体关联的个体是否存在，若是则将与所述的已更改个体关联的个体确定为待更改个体，返回步骤(2)，否则复杂产品系统自适应更改结束。与现有技术相比，本发明专利技术自适应更改方法简单易实现、自动化程度高、结果可靠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种复杂产品系统更改方法，尤其是涉及一种基于种群进化的复杂产品系统自适应更改方法。
技术介绍
复杂产品是指研发成本高、规模大、技术含量高、涉及多学科技术知识、制造装配所需资源非常多的一种产品。实际工作中，并非所有复杂产品都是从无到有进行设计，Meyer等人研究发现，大约70％的产品设计可归类为适应性设计，即产品设计更改。为消减设计更改带来的影响，Vito Latora引入小世界中的有效行为概念以解释设计变更，Yongsheng Ma使用功能建模实现更改传播算法。在国内，高琦教授主要研究了设计变更在工程中的影响，张树有教授提出了面对更改传播的滚雪球效应，郝泳涛教授基于FBS模型及行为流理论对设计变更进行功能、行为、结构上的分解。但是，以上研究多着重于设计变更带来的影响。
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基于种群进化的复杂产品系统自适应更改方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于种群进化的复杂产品系统自适应更改方法，该方法包括如下步骤：(1)建立复杂产品系统的行为网络模型，当复杂产品系统设计要求变化时，确定复杂产品系统中待更改个体，执行步骤(2)；(2)采用遗传算法对待更改个体进行自适应更改，执行步骤(3)；(3)待更改个体自适应更改完成后形成已更改个体，遍历步骤(1)中的行为网络模型，确定与所述的已更改个体关联的个体，执行步骤(4)；(4)判断步骤(3)中与所述的已更改个体关联的个体是否存在，若是则将与
所述的已更改个体关联的个体确定为待更改个体，返回步骤(2)，否则复杂产品系统自适应更改结束。所述的步骤(2)具体包括如下子步骤：(201)根据待更改个体确定第一代进化种群X(0)，并将进化种群记作X(t)，其中t为迭代次数，赋值迭代次数t＝0，执行步骤(202)；(202)计算待进化种群X(t)中的每个个体适应度，执行步骤(203)；(203)根据待进化种群X(t)中每个个体适应度确定个体被选择的概率，并进行交叉变异产生下一代进化种群X(t+1)，执行步骤(204)；(204)根据进化终止准则判断进化是否结束，若是终止进化，并获取更改后的个体，否则赋值t＝t+1，返回步骤(202)。步骤(201)中根据待更改个体确定第一代进化种群X(0)具体为：(201a)确定种群规模：种群规模最大值为MAX，最小值MIN，执行步骤(201b)；(201b)确定待更改个体所在种群内实际个体总数为N，执行步骤(201c)；(201c)判断MIN≤N≤MAX是否成立，若是将N个实际个体作为第一代进化种群X(0)，并结束，否则执行步骤(201d)；(201d)判断N>MAX是否成立，若是从N个实际个体中选取MAX个个体作为第一代进化种群X(0)，并结束，否则N<MIN，随机补充(MIN-N)个个体，并将N个实际个体与补充的(MIN-N)个个体组成第一代进化种群X(0)。步骤(202)采用适应度函数计算个体适应度，具体地将待进化种群X(t)中第i个个体记作PIi，i＝1,2……Num，Num为待进化种群X(t)中个体个数，通过下式计算个体PIi对系统环境的适应度： γ ( PI i ) = Σ k = 1 n ω k · e s t ( S o b j , f ( CPN k , PI i ) ) , ]]>其中CPNk为系统环境中的第k个组成因子，ωk第k个组成因子权重，k＝1,2……n，n为组成因子总个数，Sobj为个体PIi的结构信息，f(CPNk,PIi)为关系函数，计算生成个体PIi与第k个组成因子CPNk适应度值最大的相似个体结构信息，est(Sobj,f(CPNk,object))为个体PIi的结构与生成的相似个体结构的相似性度量函数。步骤(203)具体为：(203a)根据个体适应度值，计算待进化种群X(t)中第i个体被选择的概率pi，
i＝1,2……Num，Num为待进化种群X(t)中个体个数，淘汰pi值小于设定值pimin的个体，同时增加pi值大于设定值pimax的个体个数；(203b)根据给定的交叉概率pc执行交叉形成中间个体；(203c)对各中间个体根据给定的变异概率pm进行变异形成M个候选个体；(203d)将步骤(203c)中M个候选个体组合形成下一代进化种群X(t+1)。根据下式计算第i个体被选择的概率pi： p i = p i ′ Σ j = 1 N u m p j ′ , ]]> p i ′ = Σ j = 1 N u m γ j γ i . ]]>步骤(204)中进化终止准则为迭代次数t达到最大迭代次数或下一代进化种群X(t+1)中出现个体PIx适应度值γ(PIx)满足γ(PIx)≤γ0，其中γ0为复杂产品系统更改前待更改个体对系统环境的适应度。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：(1)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于种群进化的复杂产品系统自适应更改方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)建立复杂产品系统的行为网络模型，当复杂产品系统设计要求变化时，确定复杂产品系统中待更改个体，执行步骤(2)；(2)采用遗传算法对待更改个体进行自适应更改，执行步骤(3)；(3)待更改个体自适应更改完成后形成已更改个体，遍历步骤(1)中的行为网络模型，确定与所述的已更改个体关联的个体，执行步骤(4)；(4)判断步骤(3)中与所述的已更改个体关联的个体是否存在，若是则将与所述的已更改个体关联的个体确定为待更改个体，返回步骤(2)，否则复杂产品系统自适应更改结束。

【技术特征摘要】
1.一种基于种群进化的复杂产品系统自适应更改方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)建立复杂产品系统的行为网络模型，当复杂产品系统设计要求变化时，确定复杂产品系统中待更改个体，执行步骤(2)；(2)采用遗传算法对待更改个体进行自适应更改，执行步骤(3)；(3)待更改个体自适应更改完成后形成已更改个体，遍历步骤(1)中的行为网络模型，确定与所述的已更改个体关联的个体，执行步骤(4)；(4)判断步骤(3)中与所述的已更改个体关联的个体是否存在，若是则将与所述的已更改个体关联的个体确定为待更改个体，返回步骤(2)，否则复杂产品系统自适应更改结束。2.根据权利要求1所述的一种基于种群进化的复杂产品系统自适应更改方法，其特征在于，所述的步骤(2)具体包括如下子步骤：(201)根据待更改个体确定第一代进化种群X(0)，并将进化种群记作X(t)，其中t为迭代次数，赋值迭代次数t＝0，执行步骤(202)；(202)计算待进化种群X(t)中的每个个体适应度，执行步骤(203)；(203)根据待进化种群X(t)中每个个体适应度确定个体被选择的概率，并进行交叉变异产生下一代进化种群X(t+1)，执行步骤(204)；(204)根据进化终止准则判断进化是否结束，若是终止进化，并获取更改后的个体，否则赋值t＝t+1，返回步骤(202)。3.根据权利要求2所述的一种基于种群进化的复杂产品系统自适应更改方法，其特征在于，步骤(201)中根据待更改个体确定第一代进化种群X(0)具体为：(201a)确定种群规模：种群规模最大值为MAX，最小值MIN，执行步骤(201b)；(201b)确定待更改个体所在种群内实际个体总数为N，执行步骤(201c)；(201c)判断MIN≤N≤MAX是否成立，若是将N个实际个体作为第一代进化种群X(0)，并结束，否则执行步骤(201d)；(201d)判断N>MAX是否成立，若是从N个实际个体中选取MAX个个体
\t作为第一代进化种群X(0)，并结束，否则N<MIN，随机补充(MIN-N)个个体，并将N个实际个体与补充的(MIN-N)个个体组成第一代进化种群X(0)。4.根据权利要求2所述的一种基于种群进化的复杂产品系统自适应更改方法，其特征在于，步骤(202)采用适应度函数计算个体适应度，具体地将待进化种群X(t)中第i个个体记作PIi，i＝1,2……Num，Num为待进化种群X(t)中个体个数，通过下式计算个体PIi对系统环境的适应度： γ ( PI i ) = Σ k = 1 n ω k · e s t ( S o b j , f ( CPN k , ...

【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