1.一種面向用戶偏好的飲料瓶產(chǎn)品智能設(shè)計方法,其特征在于包括如下步驟:
步驟1:通過知識約束和尺寸約束,明確飲料瓶各個部分的幾何拓撲關(guān)系,確定飲料瓶的造型參數(shù);飲料瓶造型的知識約束包括:各個部分的特征形式、各個部分之間的貼合關(guān)系、平行關(guān)系、同軸關(guān)系;尺寸約束包括各個部分的高度、各個橫截面的高度和半徑、轉(zhuǎn)折位置的倒角;飲料瓶造型參數(shù)包括4類:主要尺寸參數(shù)、細節(jié)尺寸參數(shù)、主要特征參數(shù)和細節(jié)特征參數(shù);主要尺寸參數(shù)包括:瓶身的半徑、瓶口的半徑、底部高度、肩部高度、口部底端的高度、蓋子底端的高度、蓋子的高度和蓋子的半徑;細節(jié)尺寸參數(shù)包括:不同截面高度上,瓶身半徑的變化;底部倒角的半徑、肩部倒角的半徑,各種凸起的高度,各種傾斜的角度;主要特征參數(shù)包括:瓶底、瓶身、瓶口、肩部、蓋子的特征形式;每個部分有多種特征形式;細節(jié)特征參數(shù)描述主要特征形式的細節(jié)變化;
步驟2:所述的飲料瓶三維造型參數(shù)構(gòu)成一個多元數(shù)組;每個飲料瓶三維設(shè)計方案都是由一個多元數(shù)組決定的造型表現(xiàn)形式;這個數(shù)組就是飲料瓶造型的染色體,構(gòu)成該數(shù)組的每個造型參數(shù)是飲料瓶的造型基因;
步驟3:通過飲料瓶三維設(shè)計方案的進化,得到用戶滿意的設(shè)計方案;所述進化過程是通過對初始種群個體的染色體編碼進行選擇、交叉、變異,產(chǎn)生新一代種群,并對新種群進行適應(yīng)度評價,保存適應(yīng)值最高的個體,進入下一代的選擇、交叉和變異操作,直到產(chǎn)生用戶滿意的設(shè)計方案為止。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向用戶偏好的飲料瓶產(chǎn)品智能設(shè)計方法,其特征在于:所述步驟3具體包括如下步驟:
步驟3-1:隨機生成N個多元數(shù)組作為第一代的設(shè)計方案種群;將用戶的偏好值作為適應(yīng)度值;用戶偏好評價采用有相似偏好的用戶群體對飲料瓶設(shè)計方案進行共同評分;
步驟3-2:選擇,根據(jù)各個設(shè)計方案個體的適應(yīng)度,按照轉(zhuǎn)輪盤法,從第t代設(shè)計方案群體P(t)中選擇出一些優(yōu)良的個體進行交叉和變異;先計算出設(shè)計方案種群中所有個體的適應(yīng)度之和,再計算各個個體被遺傳到下一代的概率Ri是第i個個體方案進入下一代的概率,Vi是第i個個體的適應(yīng)度值;將每個個體的遺傳概率按照輪盤方式排列;然后,在0-1之間,隨機取值x;x處于輪盤的位置,決定了哪個個體被選擇進入下一代;共進行N次隨機選擇,選擇N個染色體;被選中的N個染色體,構(gòu)成新的種群p(t’);
步驟3-3:交叉,被選擇的個體按先后順序搭配成對,以某一交叉概率交換它們之間的部分染色體;P(t’)中的染色體,依次兩兩配對,進行交叉操作;兩個染色體在隨機位置斷開,相互交換部分基因,生成2個新的染色體;本發(fā)明中,交叉概率H的取值范圍為0.8-1;
步驟3-4:變異,被選擇的個體以某一變異概率改變某些基因位上的基因值;交叉操作后,產(chǎn)生新種群p(t”);需要選擇種群p(t”)中的一些染色體,進行變異操作;變異概率K的取值范圍是0-0.1;K表示在p(t”)種群中,每條染色體發(fā)生變異的概率;在發(fā)生變異的染色體中,發(fā)生變異的基因的數(shù)量為1-10個;發(fā)生變異的基因數(shù)量和位置是隨機選擇的;
步驟3-5:種群P(t)在經(jīng)過選擇、交叉和變異操作之后,產(chǎn)生新一代種群P(t+1);當(dāng)某一代種群中,出現(xiàn)適應(yīng)度值大于某一值的設(shè)計方案,進化過程結(jié)束。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的面向用戶偏好的飲料瓶產(chǎn)品智能設(shè)計方法,其特征在于:所述步驟3-1中N為40。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的面向用戶偏好的飲料瓶產(chǎn)品智能設(shè)計方法,其特征在于:所述步驟3-1中用戶評價分值采用10分制,1分為最小值,10分為最大值;所述步驟3-5中出現(xiàn)適應(yīng)度值大于9.5分的設(shè)計方案,進化過程結(jié)束。