关键词：工程机械产品;;形态优化设计;;产品基因;;产品语义
摘 要：工程机械产品作为工业产品的重要组成部分,在当前激烈的市场竞争和科学技术不断发展与进步的背景下,在满足其功能特性的同时,用户还希望其外观形态能够传达出特定的语义。为了满足这一市场需求,使设计出的工程机械产品更有市场针对性,如何提取工程机械产品的形态设计基因,建立其形态设计基因与产品语义之间的映射关系,在此基础上进行优化设计,成为工程机械造型设计的关键。本文以压路机为研究实例,引入语义分析、产品基因与计算机辅助工业设计的相关理论和方法,提取关键基因并进行优化设计,辅助工业设计师快速生成符合市场需求和特定产品语义的造型设计方案。第一,从产品语义、产品形态构成要素、产品基因等角度对工程机械产品进行形态分析,总结出压路机所要提取的语义及形态两个方面的关键基因。第二,通过语义差异法筛选出符合压路机形态的语义基因,利用聚类分析法提取代表性压路机样本,在此基础上运用因子分析法提取代表压路机的关键语义基因。基于形态分析法对压路机的关键形态设计基因进行提取,引入数量化Ⅰ类理论构建压路机关键语义基因与关键形态设计基因两者关系的数学模型,利用最小二乘法求解,得到各形态设计基因所包含的每个形态要素的得分值,及各语义基因与各形态设计基因之间的偏相关系数,根据此结果分析总结出压路机各语义基因与各形态设计基因之间的关系。第三,对压路机各关键形态设计基因所包含的每个形态要素进行二进制编码,应用交互式遗传算法对满足不同语义基因组合的形态设计基因要素进行优化组合,通过遗传进化过程,找到符合设计师要求的满意解。最后,基于以上方法理论过程,利用Axure构建基于交互式遗传算法的压路机形态优化设计原型系统。
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