專(zhuān)利名稱(chēng)：：基于產(chǎn)品族dna構(gòu)造的新產(chǎn)品生成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于產(chǎn)品族DNA構(gòu)造的新產(chǎn)品設(shè)計(jì)生成方法。技術(shù)背景產(chǎn)品族是一組共享共同特征、部件和零件的相關(guān)產(chǎn)品，能夠滿(mǎn)足一系列市場(chǎng)環(huán)境的需求。產(chǎn)品族是設(shè)計(jì)師在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，為同一企業(yè)生產(chǎn)的不同產(chǎn)品賦予相似甚至相同的造型特征，使之在產(chǎn)品外觀上具有共有的"家族化"的識(shí)別因素，使不同的產(chǎn)品之間產(chǎn)生統(tǒng)一與協(xié)調(diào)的效果。DNA學(xué)名"脫氧核糖核酸"，是染色體的主要化學(xué)成分，也是組成基因的材料。生物體親子之間的遺傳信息，都貯存在DNA分子中，保證了同種生物世代之間在性狀上的穩(wěn)定性和變異性。在產(chǎn)品族設(shè)計(jì)中，每代產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)也是一個(gè)反復(fù)繼承和變異創(chuàng)新的過(guò)程，所有新產(chǎn)品與以前的產(chǎn)品既具有一定的聯(lián)系，但又不完全一樣。對(duì)于典型產(chǎn)品，其所屬部件或零件具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，如果將某些零件特性進(jìn)行復(fù)制、轉(zhuǎn)移、刪除等操作，必有功能或結(jié)構(gòu)上的改變(變異)，其綜合性能得到優(yōu)化(進(jìn)化)或者報(bào)廢(淘汰)。產(chǎn)品族設(shè)計(jì)DNA的研究方法，就是將DNA相似性和繼承性的概念引入到產(chǎn)品內(nèi)在的遺傳和變異特質(zhì)中，研究產(chǎn)品族DNA的規(guī)律和變化特征，輔助企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)。產(chǎn)品族設(shè)計(jì)本身也要體現(xiàn)產(chǎn)品的視覺(jué)識(shí)別性。正確的研發(fā)策略就是讓其產(chǎn)品與其它公司產(chǎn)品截然不同，找出那份獨(dú)特的DNA。這是別人難以學(xué)習(xí)和模仿的，也是世界上著名公司的競(jìng)爭(zhēng)重要秘訣之一。從工業(yè)設(shè)計(jì)來(lái)講，產(chǎn)品族設(shè)計(jì)有以下兩種研究手段(1)從產(chǎn)品族設(shè)計(jì)案例中分析、提取其內(nèi)在的共有的特征，找出產(chǎn)品族遺傳和變異的一般規(guī)律；(2)從技術(shù)生成的角度出發(fā)，通過(guò)設(shè)計(jì)、推理等手段生成具有某些共同特征的設(shè)計(jì)方案，保持產(chǎn)品族設(shè)計(jì)的遺傳性和變異性。本發(fā)明專(zhuān)利解決的是第二種方法，通過(guò)產(chǎn)品族DNA構(gòu)造生成新的產(chǎn)品族，保持產(chǎn)品族設(shè)計(jì)的相似性和變異性。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種面向產(chǎn)品族DNA構(gòu)造的新產(chǎn)品生成方法。包括如下步驟1)定義產(chǎn)品族戶(hù)FtiV個(gè)產(chǎn)品，用一個(gè)W維向量表示其中i^的每個(gè)產(chǎn)品有"個(gè)共同的活動(dòng)DNA，f=(W，if,-..,if)，hl,2，…,iV，f表示產(chǎn)品族尸F(xiàn)中第/個(gè)產(chǎn)品，f中的分量W表示產(chǎn)品f的第個(gè)共同的活動(dòng)DNA，_/=1,2,.",";2)定義DNA在受到外界因素干擾時(shí)的變化程度為DNA穩(wěn)定值，記為《9,k;3)定義產(chǎn)品族PF的產(chǎn)品^的DNA穩(wěn)定值向量《2，..《)，/=l,2,...，iV，其中《的分量《表示產(chǎn)品S第y個(gè)共同的活動(dòng)DNA的穩(wěn)定值，j、l,2,…,"；4)定義外界情境基因?yàn)閊，對(duì)于產(chǎn)品族/^,外界情境基因向量表示為其中分量A,hl，2，…，m，是一個(gè)w維向量，表示與產(chǎn)品族/^相關(guān)的第/個(gè)外界情境基因?qū)F各個(gè)DNA的影響，a=o),^v",or，A的分量W，j、l,2，…,w，表示第/個(gè)外界情境基因?qū)Φ趛個(gè)DNA的影響強(qiáng)度；5)產(chǎn)品族/W中的產(chǎn)品在進(jìn)化過(guò)程中受到外界情境基因的影響，PF中的DNA發(fā)生變化，產(chǎn)生遺傳和變異現(xiàn)象，由i^中的產(chǎn)品P,生成新的產(chǎn)品A^，新產(chǎn)品iVP的DNA表示為iV尸(M^，M52,…，,，，其中，,=產(chǎn)^。，"2,...，，乂=1M=0，產(chǎn)品《的DNA造型保持不變，0，產(chǎn)品f的DNA造型將被修改，生成新產(chǎn)品iVP的DNA;46)重復(fù)步驟5)，生成iV個(gè)新產(chǎn)品，形成新的產(chǎn)品族WPF。本發(fā)明是通過(guò)產(chǎn)品族本身的DNA構(gòu)造，外界情境基因?qū)Ξa(chǎn)品族DNA進(jìn)行干涉，研究產(chǎn)品族的生成設(shè)計(jì)。它將產(chǎn)品族分成7V個(gè)產(chǎn)品，每個(gè)產(chǎn)品有"個(gè)共同的活動(dòng)DNA;定義了產(chǎn)品族各產(chǎn)品的DNA穩(wěn)定值和穩(wěn)定值向量，外界情境基因和外界情境基因向量；在產(chǎn)品族的進(jìn)化過(guò)程中，受到外界情景基因的作用，產(chǎn)品族自身的DNA的穩(wěn)定性發(fā)生變化，表現(xiàn)出遺傳和變異特性，產(chǎn)品族進(jìn)化生成7V個(gè)新產(chǎn)品，形成新的產(chǎn)品族。本發(fā)明有效地實(shí)現(xiàn)了基于產(chǎn)品族DNA構(gòu)造的新產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)的生成，解決了產(chǎn)品族相似性設(shè)計(jì)的快速生成問(wèn)題，提高了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的效率。圖1是初始的眼鏡設(shè)計(jì)，圖2本發(fā)明方法生成的眼鏡設(shè)計(jì)；圖中鏡片1、鏡框2、鏡架3。具體實(shí)施方式實(shí)施例以眼鏡產(chǎn)品族設(shè)計(jì)為例，基于產(chǎn)品族DNA構(gòu)造的新產(chǎn)品生成方法包括如下1)定義一個(gè)眼鏡產(chǎn)品族PF，產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)如圖l所示，戶(hù)i^W個(gè)產(chǎn)品，用一個(gè)A^隹向量表示PF《尸2,…,&)，其中PF的每個(gè)產(chǎn)品有w個(gè)共同的活動(dòng)DNA，《=(C2,'",if)，/=l,!2,'",iV，《表示產(chǎn)品族W中第/個(gè)產(chǎn)品，《中的分量i^表示產(chǎn)品《的第個(gè)共同的活動(dòng)DNA，y'=l,2,…，"，DNA保證了產(chǎn)品族在性狀上的穩(wěn)定性和變異性，在產(chǎn)品的遺傳進(jìn)化過(guò)程中起著重要作用；本實(shí)施例中將眼鏡產(chǎn)品族尸F(xiàn)的DNA分成鏡片、鏡框和鏡架三大部分，如圖l所示；2)DNA穩(wěn)定值反映了產(chǎn)品族內(nèi)在的穩(wěn)定特性不同的產(chǎn)品族，其DNA的穩(wěn)定強(qiáng)度是不一樣的，穩(wěn)定性強(qiáng)的DNA保持了產(chǎn)品族性狀的一致性，表現(xiàn)為遺傳特性；穩(wěn)定性不強(qiáng)的DNA保持了產(chǎn)品族性狀的變異性，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中表現(xiàn)為突破性創(chuàng)新，定義DNA在受到外界因素干擾時(shí)的變化程度為DNA穩(wěn)定值，記為5，■9e，產(chǎn)品在受到外界因素作用后，有兩種結(jié)果遺傳或變異，變異反映了DNA穩(wěn)定性弱，遺傳反映了DNA穩(wěn)定性強(qiáng)，"的取值定義為》"0,穩(wěn)定性強(qiáng)=<[1，穩(wěn)定性弱3)產(chǎn)品的穩(wěn)定值向量由該產(chǎn)品DNA對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定值組成，定義眼鏡產(chǎn)品族i^的產(chǎn)品f的DNA穩(wěn)定值向量《=(9)，《2，…，《)，hl,2,…，iV，其中《的分量《表示產(chǎn)品《.第j'個(gè)共同的活動(dòng)DNA的穩(wěn)定值，/=1,2,.，w;4)外界情境基因?yàn)橛脩?hù)需求、市場(chǎng)需求、價(jià)格、成本、制造工藝與社會(huì)環(huán)境等因素，與眼鏡產(chǎn)品族尸F(xiàn)相關(guān)，定義外界情境基因?yàn)閊，對(duì)于眼鏡產(chǎn)品族尸F(xiàn)，其外界情境基因向量可以表示為—(M2d)，其中分量A，hl,2,…，m，是一個(gè)"維向量，表示與產(chǎn)品族i^相關(guān)的第/個(gè)外界情境基因?qū)^各個(gè)DNA的影響，A=(...,Or，P,的分量W，7=1,2,…,"，表示第沖外界情境基因?qū)Φ趛個(gè)DNA的影響強(qiáng)度，伊可以通過(guò)主成分分析的方法得到，方法中分量^取值為0或1，O表示外界情景因素對(duì)產(chǎn)品造型不產(chǎn)生影響，l表示由于外界情景因素的影響產(chǎn)品造型需要改變；(a)將眼鏡產(chǎn)品族/lF及其所有產(chǎn)品表示為步驟l)中定義的形式；(b)定義若眼鏡產(chǎn)品族PF產(chǎn)品《的DNA為遺傳性，則該DNA的穩(wěn)定性為0，DNA對(duì)應(yīng)部分產(chǎn)品造型保持不變，若產(chǎn)品S的DNA為變異性，則該DNA的穩(wěn)定性為l，改變DNA對(duì)應(yīng)部分產(chǎn)品造型的設(shè)計(jì)；(c)根據(jù)步驟3)確定產(chǎn)品族戶(hù)F各產(chǎn)品的DNA穩(wěn)定值向量，對(duì)于產(chǎn)品P,的DNA穩(wěn)定值向量<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>對(duì)于圖l所示的產(chǎn)品尸，其DNA穩(wěn)定值向量為(0，0,1)，其中第一個(gè)分量表示鏡架，第二個(gè)分量表示鏡片，第三個(gè)分量表示鏡腳；(d)根據(jù)步驟4)確定產(chǎn)品族i^各產(chǎn)品的外界情境基因向量，對(duì)于眼鏡產(chǎn)品族尸,，假設(shè)有5個(gè)產(chǎn)品，則P/朔價(jià)格因子向量可取為(0，0，1，1，0);5)戶(hù)F中的DNA發(fā)生變化，產(chǎn)生遺傳和變異現(xiàn)象，由i^中的產(chǎn)品《，如圖l所示，生成新的產(chǎn)品7V戶(hù)，如圖2所示，f的DNA在外界情景因子及自身穩(wěn)定性的作用下進(jìn)行進(jìn)化，外界情景基因及穩(wěn)定因子以線性方式作用于產(chǎn)品DNA，新產(chǎn)品iV戶(hù)的DNA表示為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>其中，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>(a)如果IVNO，產(chǎn)品S的DNA造型保持不變；(b)如果M^0，產(chǎn)品《的DNA造型將被修改，生成新產(chǎn)品iV尸的DNA;6)重復(fù)步驟5)，生成iV個(gè)新產(chǎn)品，形成新的產(chǎn)品族A^F。權(quán)利要求1.一種基于產(chǎn)品族DNA構(gòu)造的新產(chǎn)品生成方法，其特征在于包括如下步驟1)定義產(chǎn)品族PF有N個(gè)產(chǎn)品，用一個(gè)N維向量表示PF＝(P1，P2，…，PN)，其中PF的每個(gè)產(chǎn)品有n個(gè)共同的活動(dòng)DNA，<mathsid="math0001"num="0001"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>P</mi><mi>i</mi></msub><mo>=</mo><mrow><mo>(</mo><msubsup><mi>P</mi><mi>i</mi><mn>1</mn></msubsup><mo>,</mo><msubsup><mi>P</mi><mi>i</mi><mn>2</mn></msubsup><mo>,</mo><mo>.</mo><mo>.</mo><mo>.</mo><mo>,</mo><msubsup><mi>P</mi><mi>i</mi><mi>n</mi></msubsup><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1,2</mn><mo>,</mo><mo>.</mo><mo>.</mo><mo>.</mo><mo>,</mo><mi>N</mi><mo>,</mo></mrow>]]></math></maths>Pi表示產(chǎn)品族PF中第i個(gè)產(chǎn)品，Pi中的分量Pij表示產(chǎn)品Pi的第j個(gè)共同的活動(dòng)DNA，j＝1，2，…，n；2)定義DNA在受到外界因素干擾時(shí)的變化程度為DNA穩(wěn)定值，記為id="icf0002"file="A2008101200810002C2.tif"wi="5"he="4"top="91"left="181"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>3)定義產(chǎn)品族PF的產(chǎn)品Pi的DNA穩(wěn)定值向量其中θi的分量id="icf0005"file="A2008101200810002C5.tif"wi="5"he="5"top="124"left="48"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>表示產(chǎn)品Pi第j個(gè)共同的活動(dòng)DNA的穩(wěn)定值，j＝1，2，…，n；4)定義外界情境基因?yàn)閕d="icf0006"file="A2008101200810002C6.tif"wi="4"he="3"top="136"left="81"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>對(duì)于產(chǎn)品族PF，外界情境基因向量表示為其中分量id="icf0008"file="A2008101200810002C8.tif"wi="5"he="3"top="153"left="39"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>i＝1，2，…，m，是一個(gè)n維向量，表示與產(chǎn)品族PF相關(guān)的第i個(gè)外界情境基因?qū)F各個(gè)DNA的影響，id="icf0010"file="A2008101200810002C10.tif"wi="3"he="3"top="178"left="19"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>的分量id="icf0011"file="A2008101200810002C11.tif"wi="6"he="4"top="176"left="39"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>j＝1，2，…，n，表示第i個(gè)外界情境基因?qū)Φ趈個(gè)DNA的影響強(qiáng)度；5)產(chǎn)品族PF中的產(chǎn)品在進(jìn)化過(guò)程中受到外界情境基因的影響，PF中的DNA發(fā)生變化，產(chǎn)生遺傳和變異現(xiàn)象，由PF中的產(chǎn)品Pi生成新的產(chǎn)品NP，新產(chǎn)品NP的DNA表示為NP＝(NP1，NP2，…，NPn)，其中，<mathsid="math0002"num="0002"><math><![CDATA[<mrow><msup><mi>NP</mi><mi>k</mi></msup><mo>=</mo><mfencedopen='{'close=''><mtable><mtr><mtd><msubsup><mi>P</mi><mi>i</mi><mi>k</mi></msubsup><mo>,</mo><mi>M</mi><mo>=</mo><mn>0</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>other</mi><mo>,</mo><mi>M</mi><mo>≠</mo><mn>0</mn></mtd></mtr></mtable><mrow><mi>k</mi><mo>=</mo><mn>1,2</mn><mo>,</mo><mo>.</mo><mo>.</mo><mo>.</mo><mo>,</mo><mi>n</mi><mo>,</mo></mrow></mfenced></mrow>]]></math></maths>M＝0，產(chǎn)品Pi的DNA造型保持不變，M≠0，產(chǎn)品Pi的DNA造型將被修改，生成新產(chǎn)品NP的DNA；6)重復(fù)步驟5)，生成N個(gè)新產(chǎn)品，形成新的產(chǎn)品族NPF。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種基于產(chǎn)品族DNA構(gòu)造的新產(chǎn)品生成方法。它將產(chǎn)品族分成N個(gè)產(chǎn)品，每個(gè)產(chǎn)品有n個(gè)共同的活動(dòng)DNA；定義了產(chǎn)品族各產(chǎn)品的DNA穩(wěn)定值和穩(wěn)定值向量，外界情境基因和外界情境基因向量；在產(chǎn)品族的進(jìn)化過(guò)程中，受到外界情境基因的作用，產(chǎn)品族自身的DNA的穩(wěn)定性發(fā)生變化，表現(xiàn)出遺傳和變異特性，產(chǎn)品族進(jìn)化生成N個(gè)新產(chǎn)品，形成新的產(chǎn)品族。本發(fā)明有效地實(shí)現(xiàn)了基于產(chǎn)品族DNA構(gòu)造的新產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)的生成，解決了產(chǎn)品族相似性設(shè)計(jì)的快速生成問(wèn)題，提高了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的效率。文檔編號(hào)G06F17/50GK101329745SQ20081012008公開(kāi)日2008年12月24日申請(qǐng)日期2008年7月18日優(yōu)先權(quán)日2008年7月18日發(fā)明者卜滿(mǎn)釗,應(yīng)放天,張勁松,穎楊,羅仕鑒,陳根才,晴高申請(qǐng)人:浙江大學(xué)