课题题目：基于多种群协同进化的采煤机概念设计方法研究2015级硕士研究生-邓金涛机械产品通常由动力部件、传动部件、执行部件、操纵与控制部件及辅助部件组成。在许多情况下，这些部件，甚至有些零件，在成为不同机械系统组成部分的同时，又都能以产品的形式独自存在和运转，实现独立的功能，因此它们可能独自构成自己的种群，例如，动力系统种群、传动系统种群等。一个产品种群可以根据其功能和原理上的具体区别进一步划分为子种群。例如动力系统种群包括电动机子种群、内燃机子种群等;传动系统种群包括机械传动子种群、液压传动子种群等；执彳亍系统种群包括•夹持子种群、搬运子种群、输送子种群、分度与转位子种群、检测子种群、施力子种群等子种群；操纵控制系统种群包括操纵件、执行件、传动件等子种群；辅助系统是除上述以外的实现产品辅助功能的其他种群。上述5大种群之间相互协作、相互促进、协同进化⑴。现在多种群的协同进化设计方法正是研究的热点。当今社会，交叉学科不断涌现，各类原本相互间独立发展的学科彼此借鉴，互为依托，以期在更大程度上达到融合成为一种必然趋势。生态学和机械产品设计的结合可以推进工程设计学基础理论研究，有助于加深对产品及其设计本质和进程的认识，而概念设计阶段又是产品创新设计的关键环节，将协同进化设计方法融入到概念设计中的,将为现代产品的科学创新提供更为广阔的思索空间。大大提高企业设计的效率，产品设计的创新性。一、采煤机的研究现状与发展趋势文献⑵⑶采用粒子群优化算法，对铲板参数进行了多目标优化；对多目标的处理提出了采用理想点法与灰色权重相结合的方法，联合MATLAB和VB,开发了一款基于该方法的便于工程应用的多目标优化软件。并对优化前后铲板进行了仿真分析和对比，表明铲板优化后取得了良好的优化结果。2016王大勇等在传统遗传算法屮融入改进变异算子和小生境运算的改进遗传算法，更好地保持解的多样性、抑制早熟及较高的收敛速度，并将掘进机铲板宽度、铲板倾角和星轮高度作为设计变量，对的装载能力和铲掘力进行多目标优化设计。提高了铲板的受载能力和寿命⑷。2016年毛君等基于改进的遗传算法，将截割机构的结构参数和运动参数作为设计变量，对截割机构的综合性能进行多目标优化设计。有效地提升了掘进机的整机性能⑸。以上论文主要集中在采煤机的个别部件的优化上，而对于采煤机整体方案的设计上的研究还远远不够，而概念设计阶段正是产品创新设计的关键环节。大部分的设计顿悟(suddeninsights)不仅取决于长期的设计积累，更来源于优秀的创新设计方法，将生物工程引入到概念设计中来，能够有效的整合产品知识，增加产品的创造力，缩短产品开发时间，提高企业的原始创新能力。一、多种群协同进化设计方法在机械产品设计中的应用研究现状与发展趋势2015年为解决双臂机器人双臂相互干涉问题，PetarCurkovic等运用协同进化算法设计出双臂机器人最优的运动路线⑹。2016年Yuchun等运用知识型遗传算法模型，解决了复杂产品的设计的优化问题叫2015年为JanW.Owsi_ski等运用遗传算法解决柔性制造系统中零件分组问题，实验证明其系统具有更好的效果和更高的适应性⑻。2003年张向军等以内燃机低摩擦功耗设计为目的，以满足各项摩擦学性能指标为约束，提出并建立了基于基因模型的混合进化设计方法，结果表明，利用该模型和方法可在设计空间中获得优选方案的种群叫2007年浙江大学何斌等为提高产品的创新性，在分析了产晶基因、产品细胞、产品器官、产品生物体、产品种群和产品群落模型的基础上，提出了产品生态学模型，构建了相应的概念设计过程模型⑴。2007年台立钢等提出了一种新的产品基因表达和获取方法。使用此种方法,有助于设计知识的规范化、累积和重用.结合遗传算法,能够实现自动化方案演化设计，从功能、原理和结构等多方面多层次优化设计方案，提高产品方案设计创新性问。2011年为了避免汽车车身设计后期的反复修改，刘宝越等开发了车身结构概念设计系统(VCD-lCAE)的多目标优化模块，从而为概念设计阶段实现车身轻量化提供依据，节约时间和成本㈤。2012年温州大学周宏明等为缩短产品生命周期、降低企业制...