基于TRIZ进化理论的产品创新设计

提出了基于不同视角的产品创新设计过程统一模型,并将TRIZ进化理论集成到产品创新解的产生环节.利用TRIZ进化理论,确定产品进化较差的进化路线,预测未来技术的可能结构状态,指导设计者沿着正确的方向产生创新解,实现了产品的快速创新设计.通过实例分析,表明该方法在实际产品设计过程中的可操作性和有效性.     

闲谈汽车的命名进化

1886年汽车问世时,人们还没有品牌和商标的意识,对汽车命名也很简单随意,比如TYPEA（第一个型号）等等。不过随着车型的增多,如何给汽车起一个响亮、有规律和容易记的名字是汽车发明家们冥思苦想的事情,汽车命名方式逐步形成漂亮名词命名方式和字母数字式方式。     

基于差分进化的二级圆柱齿轮减速器优化设计

文章首先简述了二级圆柱齿轮减速器的数学模型,然后提出了基于差分进化的二级圆柱齿轮减速器优化方案,并与传统方案进行对比,对比结果显示差分进化法有利于减小减速机的尺寸,降低制造成本,对拓展应用市场的范围具有积极意义.     

基于系统动力学的产品进化机制研究

基于自然生态系统和产品环境系统之间特性的相似性,引用生态系统的相关理论,构建产品生态环境系统的概念框架;应用系统动力学方法分析产品在生态环境系统框架下的进化机制,并采用模糊综合评判法建立进化的重要因素——市场期望的表达模型;最后以某企业自吸泵产品为例,说明产品进化分析的过程。     

基于改进差分进化算法的无功优化

电力系统的无功优化问题是一个复杂的多目标、多约束、非线性的混合整数优化问题,针对基本差分进化算法易陷入局部最优解、收敛速度慢的缺点,提出一种新的改进差分进化算法。该算法通过动态交换、多群体分组和调节自适应参数的方式,增强个体间的信息交换,保持解的多样性,进而实现跳出局部最优解的目的。在此基础上,将该算法应用于电力系统的无功优化中,对IEEE 57节点测试系统进行无功优化仿真,证明该改进差分进化算法是求解电力系统无功优化问题的一种有效工具。     

微分进化算法在软土水闸桩基优化设计中的应用

修建于深圳西部地区的水闸工程几乎均选址于淤泥层深厚的河涌、滨海滩涂区,导致水闸桩基造价占总造价比重明显高于非软土地区,因此研究该区域水闸桩基优化设计具有较强的现实意义.通过实例分析,基于现行规范要求,建立了微分进化算法的水闸桩基优化模型,分析结果表明该优化模型能快速给出桩基设计各参数的最优化取值组合,达到提高设计效率、节省工程造价的目的.     

差分进化算法及其在水电站厂内经济运行中的应用

差分进化算法(differential evolution,DE)是一种基于群体的进化算法,通过群体内个体间的合作与竞争产生的群体智能指导优化搜索.文中将其改进的方法应用于以水电站运行成本最小为目标的优化模型.该模型考虑了机组能量特性差异,以旋转备用、启停成本、气蚀振动区、机组可用性等指标作为约束条件.实例计算表明,该方法克服了传统方法在处理多约束、多维优化问题上的困难.     

基于差分进化算法的皮带跑偏PID控制系统设计

采用PID控制器对皮带跑偏控制系统进行改进,利用差分进化算法对PID控制器参数进行优化,利用MATLAB/Simulink对控制系统进行建模仿真,验证了该控制系统的可行性,仿真结果表明改进后,系统稳定性好,而且无超调现象,有助于解决实际工作中皮带输送机的跑偏问题。     

面向定制产品进化设计的优势种群产生策略

为了提高个性化定制产品进化效率,提出了一种在相似实例等距布种的基础上进行等位基因多样化阈值控制的优势种群产生策略。阐述了个性化定制产品优势种群的特征,认为精英个体应同时具有定制需求宏观上的相似性和种群基因微观上的多样性两大特征。在产品基因建模的基础上,采用夹角余弦作为聚类统计量,提取具有相似定制基因组的历史实例作为优势种群的初始解;基于加权的闵科夫斯基距离,对初始解成员进行等距采样,形成差异化精英个体候选队列,以实现种群的均匀布种;采用杰卡德距离度量候选个体承载的基因组与当前初始基因库两者间差异度,提出了等位基因阈值矩阵,构建了多样化等位基因生成算法。给出了产品适应度评价函数,基于评价反馈对优势度低的初始种群进行改进。以桥式起重机为例,对提出的策略进行了验证。实验结果表明,该策略能同时兼顾进化效率和进化质量,有助于避免早熟收敛现象的发生,适合个性化定制产品的进化设计。     

基于自适应进化相关向量机的城市需水量预测模型研究

为改进城市需水量预测模型,将相关向量机与差分进化优化算法进行融合及改进,提出基于自适应进化相关向量机的需水量预测模型.以新疆阿克苏市为例,建立基于自适应进化相关向量机的城市需水量预测模型,并与多元线性回归、BP神经网络、支持向量机算法在精度与可靠性方面进行对比分析.结果表明:新模型预测精度大约是上述其他方法的2倍以上;测试数据的实际需水量均在自适应进化相关向量机估计的95％置信度的置信区间内,并且由后验差比、小误差概率判定模型等级属于“好”级别.     

缺水条件下水资源管理的进化博弈分析

针对目前我国采用分配用水定额的水资源管理模式,从系统理论和动态角度出发,运用进化博弈思想分析了我国水资源管理中管理者和水用户的博弈特征,分析结果表明:在采用分配用水定额的管理模式下,用水户总有超额取水的倾向;当监管成本很高或监管难度很大时,将会出现"公共地的悲剧";当监管成本很低时,将会出现"猫和老鼠"局面。由此可见,推动以水权制度为基础的水市场建设,将是我国实现水资源优化配置和可持续发展的必然选择。     

基于蜂群进化机制的产品配置技术研究

分析了蜂群进化机制给产品配置带来的启示,提出了基于蜂群进化机制的产品配置模型;采用新定制产品与历史实例的需求相似度评价实现选择算子,确定蜂王和雄蜂;通过构件遍历实现交叉算子,完成蜂王和雄蜂的构件继承;提出了约束有向图的概念,探讨了基于约束有向图拓扑排序算法的变异算子,解决定制件的差异性配置问题;通过构造评价基元,实现对产品配置结果的适应度评价。以桥式起重机产品配置为例,证明了所提方法的有效性和先进性。     

基于差分进化算法优化的RBF神经网络的发动机故障诊断研究

在RBF神经网络中采用差分进化算法来优化RBF神经网络的模型结构,并对其重要参数进行全局寻优。实例仿真结果表明,经过差分算法优化的RBF神经网络不仅相对BP网络学习收敛速度更快,而且提高了发动机故障识别的精确度,从而验证了此种方法的正确性和有效性。     

人类长有四个鼻孔

<正>人有几个鼻孔?两个还是四个?两个你能看见,两个你看不见。这一发现来自对鱼类呼吸的观察。鱼类从水中获得氧气,他们大多数都有两对鼻孔,朝前的一对进水,后面的一对排水。原来,人类的另一对鼻孔已经退化到了脑袋的内部,被成为"后鼻孔",希腊语叫做"漏斗"。这对鼻孔与喉咙联结,可以使我们通过鼻子     

人类安全新观念

危机时刻也是反思的关键时刻。在SARS的普遍威胁下,中国的人类安全(人的安全)问题已经是一个切身的严峻问题。也许,我们正处在一个发展的、促进中国安全观念继续发生积极变化的历史时刻。人类(个人与社会)安全意味着许多事情。例如,保护个人基本自由,免除各种威胁以及威胁的情势,加强人类自身的各种保护能力,提高人类生存的质量、价值与尊严。1994年,联合国《人类发展报告》首次试图重新定义安全,提出人类(人的)安全广泛构成要素,包括免除人类在以下7个方面的脆弱性、不确定性(风险):经济安全(基本收入保障)、食品安全、健康安全、环境安…     

基于自适应差分进化算法拟合圆的树干胸径测量方法

提出一种参数自适应的差分进化算法(Adaptive differential evolution,ADE)拟合圆的方法对树干胸径进行测量。采用实验室自制胸径测量平台采集树干胸径数据,对采集到的数据用K-means算法进行聚类,分割出背景与目标。为提高测量精度,采用角度补偿法对树干表面点到激光传感器中心的偏角进行补偿。对补偿后的数据,以激光传感器中心为坐标原点,计算出树干表面点横纵坐标。最后对树干表面坐标点采用自适应差分进化算法拟合圆,拟合过程中,差分进化过程的种群数、进化策略、变异尺度以及交叉概率随着进化过程自适应变化。分别对校园内与人工林地各40棵不同大小的树进行了测量与拟合,其拟合时间为1.41 s,拟合结果与实际值比较分析,RMSE分别为4.996 mm与4.500 mm。并与Levenberg-Marquardt(LM)算法、粒子群优化算法(Particle swarm optimization,PSO)以及Hough变换拟合圆法测量树干胸径进行了分析与比较,实验结果表明所提方法能更有效准确地测量出树干胸径。     

基于进化理论的变自由度机构设计与原型系统研究

针对现有变自由度机构设计中存在以拓扑综合为主、系统研究机构设计过程不充分、创新程度不高等问题,引入进化理论完成变自由度机构的设计。首先,根据设计要求建立源树图模型;然后,利用进化计算扩展机构的形式得到欠驱机构的树图模型;最后,将树图模型转换为机构运动简图,通过筛选评价得到满足要求的变自由度机构。在此基础上,构建了一种变自由度机构设计原型系统,该系统包含需求分析、进化计算、评价筛选、设计知识库4个模块,实现了一定程度上的人机混合智能设计。以采摘机传动机构设计为例,验证了该原型系统的有效性及合理性。     

分析抽水试验数据的单纯形差分进化混合算法

分别以无限含水层和有直线隔水边界含水层情况下的解析解为基础,应用提出的单纯形差分进化混合优化算法求解分析2种条件下的抽水试验数据,确定含水层参数的函数优化问题.将具有全局搜索能力强、原理简单、受控参数少、而局部搜索能力弱等特点的差分进化算法与具有局部搜索能力强、运算速度快、而对参数初值的选取依赖性较强和易于陷入局部极值等特点的单纯形优化算法进行结合,构成了一种混合优化算法,即单纯形差分混合优化算法.这种混合算法同时具有确定性运算和随机性搜索所具有的共同优点,能够较好地平衡全局搜索能力和局部搜索能力.数值实验结果表明,单纯形差分混合优化算法能够有效地应用于分析抽水试验数据,识别含水层参数;与其他方法相比较,其具有运算速度快、效率高和计算结果精度高等优点.     

柴油机排放物及其对人类健康的危害

柴油机排放物的种类极其复杂，依其对人类的危害性，可分为有害排放物和无害排放物两大类。无害排放物包括氮（N2），氧（O2），二氧化碳（CO2）和水蒸气等，其中二氧化碳（CO2）尽管对地球气候会产生温室效     

基于正交设计模型的多目标进化算法

为提高多目标进化算法在求解复杂多目标问题上的收敛性和解集多样性,提出了一种基于正交设计模型的多目标进化算法。该算法在基于分解技术的多目标进化算法框架下,将正交实验设计方法同分解技术相融合。利用正交实验设计方法,有针对性地对父代个体进行重组,并生成多个保留优良基因的子代个体,避免了盲目性搜索以提高算法收敛性,并应用分解技术选择优秀个体来维持全局搜索和局部寻优的动态平衡。将该算法与目前典型的优异算法在18个标准测试函数集上进行对比测试,仿真结果表明所提算法相比另外4种算法具有良好的竞争力,在保持良好收敛性的同时,所获得的Pareto前端分布更加均匀,尤其在求解具有复杂Pareto解集的问题时,能保持较好的搜索性能。为了测试算法在求解含有约束问题的性能,将其应用于I型主梁多目标优化设计中,获得的Pareto前沿较均匀,且解集域较宽广,对比分析表明了算法的工程实用性。