基于产品族DNA构造的新产品生成方法技术

本发明专利技术公开了一种基于产品族ＤＮＡ构造的新产品生成方法。它将产品族分成Ｎ个产品，每个产品有ｎ个共同的活动ＤＮＡ；定义了产品族各产品的ＤＮＡ稳定值和稳定值向量，外界情境基因和外界情境基因向量；在产品族的进化过程中，受到外界情境基因的作用，产品族自身的ＤＮＡ的稳定性发生变化，表现出遗传和变异特性，产品族进化生成Ｎ个新产品，形成新的产品族。本发明专利技术有效地实现了基于产品族ＤＮＡ构造的新产品方案设计的生成，解决了产品族相似性设计的快速生成问题，提高了产品设计的效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及产品设计领域，尤其涉及一种基于产品族DNA构造的新产品设 计生成方法。技术背景产品族是一组共享共同特征、部件和零件的相关产品，能够满足一系列市 场环境的需求。产品族是设计师在进行产品设计时，为同一企业生产的不同产 品赋予相似甚至相同的造型特征，使之在产品外观上具有共有的"家族化"的 识别因素，使不同的产品之间产生统一与协调的效果。DNA学名"脱氧核糖核酸"，是染色体的主要化学成分，也是组成基因的材 料。生物体亲子之间的遗传信息，都贮存在DNA分子中，保证了同种生物世代 之间在性状上的稳定性和变异性。在产品族设计中，每代产品的开发设计也是 一个反复继承和变异创新的过程，所有新产品与以前的产品既具有一定的联系， 但又不完全一样。对于典型产品，其所属部件或零件具有稳定的结构，如果将 某些零件特性进行复制、转移、删除等操作，必有功能或结构上的改变(变异)， 其综合性能得到优化(进化)或者报废(淘汰)。产品族设计DNA的研究方法，就 是将DNA相似性和继承性的概念引入到产品内在的遗传和变异特质中，研究产 品族DNA的规律和变化特征，辅助企业进行产品研发。产品族设计本身也要体现产品的视觉识别性。正确的研发策略就是让其产 品与其它公司产品截然不同，找出那份独特的DNA。这是别人难以学习和模仿的，也是世界上著名公司的竞争重要秘诀之一。从工业设计来讲，产品族设计有以下两种研究手段(1)从产品族设计案 例中分析、提取其内在的共有的特征，找出产品族遗传和变异的一般规律；(2) 从技术生成的角度出发，通过设计、推理等手段生成具有某些共同特征的设计 方案，保持产品族设计的遗传性和变异性。本专利技术专利解决的是第二种方法， 通过产品族DNA构造生成新的产品族，保持产品族设计的相似性和变异性。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种面向产品族DNA构造的新 产品生成方法。 包括如下步骤1) 定义产品族户FtiV个产品，用一个W维向量表示其中i^的每个产品有"个共同的活动DNA，f =(W，if,-..,if) ， hl,2，…,iV， f表示产品族尸F中第/个产品，f中的分量W表示产品f的第个共同的活动 DNA， _/ = 1,2,.",";2) 定义DNA在受到外界因素干扰时的变化程度为DNA稳定值，记为《9, k;3) 定义产品族PF的产品^的DNA稳定值向量《2，..《)，/ = l,2,...，iV， 其中《的分量《表示产品S第y个共同的活动DNA的稳定值，j、l,2,…,"；4) 定义外界情境基因为^，对于产品族/^,外界情境基因向量表示为其中分量A, hl，2，…，m，是一个w维向量，表示与产品族/^相关的第/个外界情 境基因对PF各个DNA的影响，a =o),^v",or ，A的分量W， j、l,2，…,w，表示第/个外界情境基因对第y个DNA的影响强度；5) 产品族/W中的产品在进化过程中受到外界情境基因的影响，PF中的DNA 发生变化，产生遗传和变异现象，由i^中的产品P,生成新的产品A^，新产品iVP 的DNA表示为iV尸(M^，M52,…，,，，其中，,=产^。 ， "2,...， ， 乂=1M=0，产品《的DNA造型保持不变，0，产品f的DNA造型将被修改， 生成新产品iVP的DNA;46)重复步骤5)，生成iV个新产品，形成新的产品族WPF。 本专利技术是通过产品族本身的DNA构造，外界情境基因对产品族DNA进行 干涉，研究产品族的生成设计。它将产品族分成7V个产品，每个产品有"个共 同的活动DNA;定义了产品族各产品的DNA稳定值和稳定值向量，外界情境 基因和外界情境基因向量；在产品族的进化过程中，受到外界情景基因的作用， 产品族自身的DNA的稳定性发生变化，表现出遗传和变异特性，产品族进化生 成7V个新产品，形成新的产品族。本专利技术有效地实现了基于产品族DNA构造的 新产品方案设计的生成，解决了产品族相似性设计的快速生成问题，提高了产品 设计的效率。 附图说明图1是初始的眼镜设计，图2本专利技术方法生成的眼镜设计； 图中镜片1、镜框2、镜架3。具体实施方式实施例以眼镜产品族设计为例，基于产品族DNA构造的新产品生成方法包括如下1) 定义一个眼镜产品族PF，产品造型设计如图l所示，户i^W个产品，用 一个A^隹向量表示PF《尸2,…,&)， 其中PF的每个产品有w个共同的活动DNA，《=(C2,'",if) ， / = l,!2,'",iV，《表示产品族W中第/个产品，《中的分量i^表示产品《的第个共同的活 动DNA， y' = l,2,…，"，DNA保证了产品族在性状上的稳定性和变异性，在产品 的遗传进化过程中起着重要作用；本实施例中将眼镜产品族尸F的DNA分成镜 片、镜框和镜架三大部分，如图l所示；2) DNA稳定值反映了产品族内在的稳定特性不同的产品族，其DNA的稳定强度是不一样的，稳定性强的DNA保持了产品族性状的一致性，表现为遗 传特性；稳定性不强的DNA保持了产品族性状的变异性，在产品设计中表现为 突破性创新，定义DNA在受到外界因素干扰时的变化程度为DNA稳定值，记为5， ■9e，产品在受到外界因素作用后，有两种结果遗传或变异，变异反映了 DNA稳定性弱，遗传反映了DNA稳定性强，"的取值定义为》"0,稳定性强 =<[1，稳定性弱3) 产品的稳定值向量由该产品DNA对应的稳定值组成，定义眼镜产品族i^ 的产品f的DNA稳定值向量《=( 9)，《2，…，《)，hl,2,…，iV， 其中《的分量《表示产品《.第j'个共同的活动DNA的稳定值，/ = 1,2,. ，w ;4) 外界情境基因为用户需求、市场需求、价格、成本、制造工艺与社会环 境等因素，与眼镜产品族尸F相关，定义外界情境基因为^，对于眼镜产品族尸F， 其外界情境基因向量可以表示为—(M2d)，其中分量A， hl,2,…，m，是一个"维向量，表示与产品族i^相关的第/个外界情 境基因对i^各个DNA的影响，A =( ...,Or ，P,的分量W， 7 = 1,2,…,"，表示第冲外界情境基因对第y个DNA的影响强度，伊可 以通过主成分分析的方法得到，方法中分量^取值为0或1， O表示外界情景因素 对产品造型不产生影响，l表示由于外界情景因素的影响产品造型需要改变；(a) 将眼镜产品族/lF及其所有产品表示为步骤l)中定义的形式；(b) 定义若眼镜产品族PF产品《的DNA为遗传性，则该DNA的稳定性为 0， DNA对应部分产品造型保持不变，若产品S的DNA为变异性，则该DNA的稳 定性为l，改变DNA对应部分产品造型的设计；(c) 根据步骤3)确定产品族户F各产品的DNA稳定值向量，对于产品P,的DNA稳定值向量<formula>formula see original document page 7</formula> 对于图l所示的产品尸，其DNA稳定值向量为(0， 0, 1)，其中第一个分量表示镜架， 第二个分量表示镜片，第三个分量表示镜脚；(d)根据步骤4)确定产品族i^各产品的外界情境基因向量，对于眼镜产 品族尸,，假设有5个产品，则P/朔价格因本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于产品族ＤＮＡ构造的新产品生成方法，其特征在于包括如下步骤：　１）定义产品族ＰＦ有Ｎ个产品，用一个Ｎ维向量表示　ＰＦ＝（Ｐ↓［１］，Ｐ↓［２］，…，Ｐ↓［Ｎ］），　其中ＰＦ的每个产品有ｎ个共同的活动ＤＮＡ，　Ｐ↓［ｉ］＝（Ｐ↓［ｉ］↑［１］，Ｐ↓［ｉ］↑［２］，…，Ｐ↓［ｉ］↑［ｎ］），ｉ＝１，２，…，Ｎ，　Ｐ↓［ｉ］表示产品族ＰＦ中第ｉ个产品，Ｐ↓［ｉ］中的分量Ｐ↓［ｉ］↑［ｊ］表示产品Ｐ↓［ｉ］的第ｊ个共同的活动ＤＮＡ，ｊ＝１，２，…，ｎ；　２）定义ＤＮＡ在受到外界因素干扰时的变化程度为ＤＮＡ稳定值，记为＊，＊∈［０，１］；　３）定义产品族ＰＦ的产品Ｐ↓［ｉ］的ＤＮＡ稳定值向量　θ↓［ｉ］＝（＊↓［ｉ］↑［１］，＊↓［ｉ］↑［２］，…，＊↓［ｉ］↑［ｎ］），ｉ＝１，２，…，Ｎ，　其中θ↓［ｉ］的分量＊↓［ｉ］↑［ｊ］表示产品Ｐ↓［ｉ］第ｊ个共同的活动ＤＮＡ的稳定值，ｊ＝１，２，…，ｎ；　４）定义外界情境基因为φ，对于产品族ＰＦ，外界情境基因向量表示为　φ＝（φ↓［１］，φ↓［２］，…，φ↓［ｍ］），　其中分量φ↓［ｉ］，ｉ＝１，２，…，ｍ，是一个ｎ维向量，表示与产品族ＰＦ相关的第ｉ个外界情境基因对ＰＦ各个ＤＮＡ的影响，　φ↓［ｉ］＝（φ↓［ｉ］↑［１］，φ↓［ｉ］↑［２］，…，φ↓［ｉ］↑［ｎ］）↑［Ｔ］，　φ↓［ｉ］的分量φ↓［ｉ］↑［ｊ］，ｊ＝１，２，…，ｎ，表示第ｉ个外界情境基因对第ｊ个ＤＮＡ的影响强度；　５）产品族ＰＦ中的产品在进化过程中受到外界情境基因的影响，ＰＦ中的ＤＮＡ发生变化，产生遗传和变异现象，由ＰＦ中的产品Ｐ↓［ｉ］生成新的产品ＮＰ，新产品ＮＰ的ＤＮＡ表示为　ＮＰ＝（ＮＰ↑［１］，ＮＰ↑［２］，…，ＮＰ↑［ｎ］），　其中，　＊＊＊　Ｍ＝０，产品Ｐ↓［ｉ］的ＤＮＡ造型保持不变，Ｍ≠０，产品Ｐ↓［ｉ］的ＤＮＡ造型将被修改，生成新产品ＮＰ的ＤＮＡ；　６）重复步骤５），生成Ｎ个新产品，形成新的产品族ＮＰＦ。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗仕鉴，卜满钊，张劲松，杨颖，应放天，高晴，陈根才，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]