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基于进化计算的协同产品设计及动漫创作系统
成果信息
立项支持
  • 公布年份:
    2013
  • 中图分类:
    TP311.52, J218.7
  • 关键词:
  • 成果简介:
    随着社会消费观念的不断变化,产品功能已不再是消费者决定购买的最主要因素。产品的创新性、外观造型、宜人性、环保性等因素愈来愈受到重视,提升企业产品创新设计和快速响应市场需求的能力,已成为企业竞争的第一要素。本项目自2004年1月开始,2012年12月完成,是在三项国家自然科学基金、两项省自然科学基金及两项省科技计划项目资助的基础上完成的,属于生物进化科学、计算机科学及设计方法的交叉研究,其基础概念借鉴生物科学的进化理论,其实现依赖计算机科学的计算模型,算法及可视化技术,开发的软件系统其最终服务对象是产品设计及动漫设计。主要创新之处包括:1.在进化计算、设计方法、计算机科学交叉研究基础上,提出了支持协同创新设计的模型及算法,以及动态自适应协同进化的学习机制,设计并开发了支持进化计算的多Agent协同设计系统及支持产品创新的可视化协同设计系统。系统以市场广泛接受的优良产品作为种群,以产品特征作为遗传基因,采用遗传算法和微粒群算法,由计算机生成构件,为设计人员的创新设计提供支持。2.提出了分层次的虚拟动漫创作环境建模方法,开发了构建环境的软件工具。在虚拟动漫创作环境中,提出并实现了基于群搜索算法等的群体动画路径自动规划方法,实现了聚集、扩散、逃逸、跟随等群体现象动画路径的自动规划设计。3.提出了面向创新设计及动漫造型自动生成的多目标评价方法,建立了基于多目标评价的交互式设计模式,实现了主观目标与客观目标相结合的评价,将评价结果用作适应度函数,引导产品朝着用户喜爱的方向进化。项目开发了一套具有自主知识产权的系列三维CAD软件。通过集成平台进行协同设计及构件组装,所设计的产品更加新颖,同时缩短了设计周期,降低了产品设计和制作成本,提高了产品响应市场需求的能力。该系列软件由“支持进化计算的多Agent协同设计系统”,“支持产品创新的可视化协同设计系统”,“基于进化计算技术的动漫造型制作系统”,“基于微粒群算法的群体动画路径自动规划系统”四部分组成。该项目的部分理论研究成果获山东省自然科学二等奖,开发的软件系统“支持产品创新的可视化协同设计系统”获山东高等学校优秀科研成果奖自然科学一等奖。发表论文40多篇,其中SCI收录4篇,EI收录20篇(根据奖励办要求,不包含获奖使用过的理论成果),获发明专利1项,受理2项,软件著作权5项,在山大华天软件有限公司等进行了成果转化(见合同书)。在山东通达动漫游戏制作有限公司等多家单位进行了应用推广(见应用证明),已新增产值1亿6000多万元,新增利税5000多万元,增收节支近2000多万元。已取得的理论研究成果、知识产权、专家鉴定意见及应用表明,项目在理论、方法上有创新,技术上可行,技术难度大,研制的软件有很强的市场竞争力,已产生显著的经济效益和社会效益。
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