[发明专利]基于遗传算法对SUV产品族基因进化的方法

说明书

技术领域

本发明涉及SUV产品族基因进化，特别是涉及一种基于遗传算法对SUV产品族基因进化的方法。 

背景技术

中国汽车工业正在经历前所未有的高速发展时期。2011年，中国汽车的年销量超过1800万辆，成为全球第一大汽车市场，其中SUV（Sport Utility Vehicle）车型的产销增速惊人，越来越受到消费者的青睐，引起了市场和商家的广泛关注。 

随着功能和技术同质化的日益加剧，车型的外观设计逐渐成为影响消费者决策的决定性因素，各大汽车品牌也在通过赋予产品独特的设计特征来塑造自身的品牌形象，使得产品外观设计具有品牌统一性，即家族性。 

随着生活水平的提高，人们的个性化需求日趋强烈，导致个体之间的差异化偏好，从而产生差异化的产品外观设计需求。因此，产品族形象事实上具有既统一又诧异的矛盾特性，这在一定程度上增加了在实际构建中的难度。 

产品族（Product Family Engineering，简称PFE）这一术语由James Neighbors在1980提出。其定义是：以产品平台为基础，以细分市场中不同客户群的需求为导向，通过制定合理的产品族设计策略，在产品平台上添加不同的个性化模块，衍生出能够满足不同客户对产品特殊需求的相关系列产品的集合。 

鉴于产品外形设计与遗传学基因之间的相似特性，产品族外形基因理论应运而生，该理论是产品族设计基因理论中的一环，旨在解决产品外形设计中的统一性与差异性问题。 

目前产品族的设计一般由工业设计师为主导，凭借个人主观审美与经验开展，缺少计算机的支持，为形成通用的可持续设计方法，同时对于消费者以及基因的差异化设计理解不够充分，生成的产品族设计方案无法满足多元化的消费者需求。若规划不当，这些都将导致系列车型间差异过大，将不利于塑造一致的产品族视觉形象，这一矛盾特别尖锐地反映在现代工业设计中，尤其对于未建立完善产品族战略的新兴企业。 

本发明为解决上述问题，将消费者偏好，通过采用计算智能中的进化计算发放，以满足消费者的差异化需求，同时建立起具有延续性的产品族形象为目标，运用计算机技术为设计决策提供支持。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于遗传算法对SUV产品族基因进化的方法。 

本发明采用的技术方案其步骤如下： 

基于遗传算法对SUV产品族基因进化的方法的步骤如下： 

1）对SUV外形基因进行提取与表达; 

1.1）对SUV外形个性化基因即侧面轮廓线采用形状文化的方法表达，由两条光滑的贝塞尔曲线构成，最后通过19个均为坐标值的变量A至变量S指代，完成SUV外形个性化基因表达; 

1.2）对SUV外形继承性基因借助矢量软件Illustrator CS5以线框图的形式进行描绘表达，SUV外形继承性基因包括SUV外形可适应型基因和SUV外形通用型基因； 

2）根据不同的消费者偏好构建具有差异化SUV设计风格的SUV产品线和消费者偏好驱动的进化函数; 

2.1）通过消费者偏好统计，获得消费者群组偏好数据; 

2.2）通过语差法风格意象评价实验，结合主成分分析与因子分析，确定SUV设计风格的意象维度； 

2.3）结合步骤2.1）和步骤2.2）的结果，通过多元线性回归分析，建立消费者偏好与SUV设计风格意象间的映射模型，进而为SUV产品族规划出三条具有差异化SUV设计风格的产品线，即为越野型SUV产品线1、商务型SUV产品线2和城市休闲型SUV产品线3； 

2.4）将消费者偏好与SUV外形基因间的映射模型转换成消费者偏好驱动的进化函数； 

3)基于遗传算法实现SUV外形个性基因的进化，在进化成果上添加SUV外形继承性基因，实现SUV产品族外形基因的整体应用； 

3.1）采用谢菲尔德遗传算法工具箱，使用Matlab高级语言进行算法编程，先明确该工具箱包含的主要函数； 

3.2）对具体问题制定详细的遗传算法计划，包括对初始种群，适应度函数，算法参数和收敛条件要素的定义； 

3.3）在步骤3.1）和步骤3.2）的准备基础上，用Matlab7.0软件编写遗传算法全过程代码，完成算法编程，对三条SUV产品线分别编写独立的代码；