基因工程應(yīng)用于分液罐的快速設(shè)計(jì)
產(chǎn)品基因是傳遞產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和功能的最小遺傳單位，下面是小編搜集整理的一篇基因工程應(yīng)用于分液罐的快速設(shè)計(jì)探究的論文范文，歡迎閱讀參考，希望對(duì)你的論文寫作有幫助。
引言
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，產(chǎn)品設(shè)計(jì)的效率得到很大程度的提高，但仍無(wú)法實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)個(gè)性化需求的快速響應(yīng)。面對(duì)這種設(shè)計(jì)創(chuàng)新和效率上的瓶頸，開(kāi)發(fā)出一款具有效率高、質(zhì)量?jī)?yōu)、成本投入少等特點(diǎn)的新興模式的設(shè)計(jì)平臺(tái)將是制造業(yè)亟待解決的問(wèn)題[1].本文以小批量生產(chǎn)的分液罐產(chǎn)品為對(duì)象，將基因工程應(yīng)用于分液罐的快速設(shè)計(jì)過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)分液罐的快速化設(shè)計(jì)。
1快速設(shè)計(jì)
快速設(shè)計(jì)(RapidDesign,RD)，也稱為敏捷設(shè)計(jì)(AgileDesign,AD)，是指建立在互聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)技術(shù)上，以產(chǎn)品的通用化、標(biāo)準(zhǔn)化和系列化為基礎(chǔ)，在一定的調(diào)控機(jī)制下通過(guò)對(duì)產(chǎn)品基型進(jìn)行重新配置、結(jié)構(gòu)變形等快速設(shè)計(jì)出新產(chǎn)品，以滿足用戶個(gè)性化定制需求的設(shè)計(jì)方法[2-3].目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于快速設(shè)計(jì)的原理和方法主要有：基于實(shí)例推理的產(chǎn)品智能快速設(shè)計(jì);基于特征和參數(shù)化的快速設(shè)計(jì);基于公理化和知識(shí)的機(jī)械產(chǎn)品快速設(shè)計(jì);基于模塊化的機(jī)械產(chǎn)品快速設(shè)計(jì);基于遺傳學(xué)的產(chǎn)品快速設(shè)計(jì)等。
2產(chǎn)品基因工程
2.1產(chǎn)品基因工程概述
基因工程(GeneticEngineering)也稱DNA重組技術(shù)，是在分子水平上對(duì)基因進(jìn)行操作的復(fù)雜技術(shù)，即通過(guò)基因載體將目的基因傳遞到受體細(xì)胞中，并使之進(jìn)一步擴(kuò)增和表達(dá)，從而創(chuàng)造理想生物性狀的一種工程技術(shù)。
產(chǎn)品基因工程是針對(duì)成熟的產(chǎn)品，將其功能和結(jié)構(gòu)劃分為最小的結(jié)構(gòu)和功能單元，并進(jìn)行分類提取，按照一定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)到產(chǎn)品基因文庫(kù)中，為獲取產(chǎn)品目的基因奠定基礎(chǔ)，與此同時(shí)對(duì)產(chǎn)品的基因信息進(jìn)行擴(kuò)增，按組織結(jié)構(gòu)分離產(chǎn)品基因，依照產(chǎn)品基因的配置規(guī)則進(jìn)行基因重組，經(jīng)過(guò)一系列操作與控制，獲得符合設(shè)計(jì)要求的產(chǎn)品實(shí)例。
2.2產(chǎn)品基因的基本特征和內(nèi)容
產(chǎn)品基因是傳遞產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和功能的最小遺傳單位，與生物基因相似，產(chǎn)品基因也具有自組織性、遺傳性和適應(yīng)性。
產(chǎn)品基因包含了產(chǎn)品全生命周期中的所有信息，通過(guò)對(duì)產(chǎn)品功能和結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面、綜合的分析，可以得到產(chǎn)品基因的信息內(nèi)容，如表1所示。
3基于基因工程的快速設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)
3.1SQLServer數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)
ODBC是微軟公司開(kāi)放服務(wù)結(jié)構(gòu)的一個(gè)組成部分，它提供了標(biāo)準(zhǔn)的ODBCAPI作為信息流以方便互聯(lián)訪問(wèn)，而API利用SQL來(lái)執(zhí)行其大部分任務(wù)。OD-BC亦提供了對(duì)SQL的支持，用戶可以直接將SQL語(yǔ)句傳輸給ODBC.
3.2基因提取技術(shù)
在基于基因工程的產(chǎn)品快速設(shè)計(jì)過(guò)程中，采用TOP-DOWN模型建立產(chǎn)品的基因模型，再進(jìn)行模塊劃分，建立基于功構(gòu)映射機(jī)制的功能表面集，最終確定涵蓋產(chǎn)品全生命周期的產(chǎn)品信息。產(chǎn)品基因提取主要包括其功能基因、結(jié)構(gòu)基因、控制基因以及目的基因的提取。按照功能需求，本文設(shè)計(jì)的分液罐可劃分為罐體、支撐機(jī)構(gòu)、爬梯以及其他附屬機(jī)構(gòu)等模塊，各機(jī)構(gòu)中的使定表面和定位表面組成了分液罐的功能表面，然后通過(guò)“逆轉(zhuǎn)錄”得到分液罐的功能基因。
在產(chǎn)品快速設(shè)計(jì)過(guò)程中，產(chǎn)品的單個(gè)功能需求可以由多種結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，因此，功能和結(jié)構(gòu)是“一對(duì)多”的映射關(guān)系。結(jié)構(gòu)基因的提取基本上解決了功構(gòu)“多對(duì)一”映射模式中存在的問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)了從產(chǎn)品功能信息到結(jié)構(gòu)信息之間的'傳遞和映射。分液罐的功構(gòu)映射關(guān)系如表2所示。
控制基因是結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)，它在管理結(jié)構(gòu)信息的同時(shí)進(jìn)行結(jié)構(gòu)基因序列的調(diào)控，從而表達(dá)它們之間的關(guān)系。驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品模型時(shí)，產(chǎn)品的功能和結(jié)構(gòu)信息伴隨詳細(xì)設(shè)計(jì)的進(jìn)行而被收入基因文庫(kù)，從而功能和結(jié)構(gòu)需求信息能夠隨著產(chǎn)品基因的逐步表達(dá)遺傳給新的零部件，最終在新產(chǎn)品中得以表達(dá)和體現(xiàn)。
在產(chǎn)品基因工程中，依據(jù)功能基因能夠表達(dá)產(chǎn)品某項(xiàng)子功能或者結(jié)構(gòu)基因能夠表達(dá)產(chǎn)品某種子結(jié)構(gòu)，而這類用于重組或表達(dá)的特定產(chǎn)品基因稱為產(chǎn)品的目的基因[4].目的基因主要通過(guò)構(gòu)建基因文庫(kù)及數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索方式來(lái)提取，依據(jù)目的基因和產(chǎn)品基因的概念，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行功能及結(jié)構(gòu)分解，并將其快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行模塊劃分，主要包括設(shè)計(jì)計(jì)算模塊、零件草圖和草圖裝配關(guān)系、工程圖圖元位置及屬性信息等內(nèi)容以及程序化語(yǔ)言塊等，對(duì)其進(jìn)行分類存儲(chǔ)。
3.3產(chǎn)品基因擴(kuò)增技術(shù)
在產(chǎn)品基因工程中，基因的擴(kuò)增是指產(chǎn)品的幾何結(jié)構(gòu)、裝配定位和工程圖調(diào)整等相關(guān)信息的擴(kuò)增，并不是產(chǎn)品基因數(shù)量的增加�；驍U(kuò)增為基因重組提供了物質(zhì)基礎(chǔ)和條件。產(chǎn)品基因擴(kuò)增過(guò)程如圖1所示。
3.4產(chǎn)品基因重組技術(shù)
產(chǎn)品基因重組流程如圖2所示�；蛑亟M的具體步驟如下：
①按照產(chǎn)品總需求，分析基因模型中不合理的配置規(guī)則和有缺陷的結(jié)構(gòu)，確定產(chǎn)品的不良表面，根據(jù)基因文庫(kù)檢索機(jī)制和功構(gòu)映射關(guān)系，查找出不良產(chǎn)品基因，將其從產(chǎn)品基因中分離，最終得到載體基因;②檢索產(chǎn)品基因文庫(kù)，依據(jù)個(gè)性化定制需求獲得產(chǎn)品目的基因;③對(duì)目的基因和載體進(jìn)行基因擴(kuò)增;④依據(jù)產(chǎn)品基因重組的配置規(guī)則，將目的基因和載體進(jìn)行基因重組;⑤根據(jù)評(píng)價(jià)體系，判斷是否滿足需求，不滿足跳轉(zhuǎn)至步驟2重新檢索產(chǎn)品目的基因，滿足則表明產(chǎn)品基因重組成功，將重組后得到的新基因儲(chǔ)存到產(chǎn)品基因文庫(kù)中。
3.5產(chǎn)品基因表達(dá)技術(shù)
產(chǎn)品基因表達(dá)是指在產(chǎn)品基因工程理論的指導(dǎo)下，將產(chǎn)品的遺傳信息依據(jù)一定的配置規(guī)則在其進(jìn)化方向上借助調(diào)控手段令其在具體的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上表達(dá)。產(chǎn)品基因的表達(dá)過(guò)程如圖3所示。
4分液罐快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
選用SolidWorks為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，以MicrosoftVisu-alStudio2008為編程工具，MicrosoftSQLServer2008為數(shù)據(jù)庫(kù)，構(gòu)建分液罐的快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)[5].用戶按照其個(gè)性化功能和設(shè)計(jì)需求將產(chǎn)品信息錄入文件，文件以Excel格式提交給系統(tǒng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的新建、功能需求的分解、模塊分解以及設(shè)計(jì)方案錄入。分液罐快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)主界面如圖4所示，零部件的參數(shù)設(shè)置界面如圖5所示。
5總結(jié)
以產(chǎn)品快速設(shè)計(jì)理論為基礎(chǔ)，將基因工程應(yīng)用到產(chǎn)品的快速設(shè)計(jì)中，通過(guò)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行基因獲取、擴(kuò)增、重組和表達(dá)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的系列化、規(guī)范化和自動(dòng)化設(shè)計(jì)，有助于提高企業(yè)設(shè)計(jì)效率，能快速響應(yīng)市場(chǎng)個(gè)性化的定制需求，最終提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
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