基于蚁群算法的产品形态优化设计

摘要

为高效精准地进行产品形态优化设计，构建基于蚁群算法的产品形态优化设计模型，通过建立节点选择概率公式、动态贡献值更新方程和多目标适应度函数，并利用Matlab系统实现模型的运算。以水陆两栖消防供排水机器人为工程应用实例，基于广泛收集的15个代表性图片样本与3个感性意象词汇(合理的、智能的、灵巧的)样本，运用感性工学理论建立感性意象量表评价体系，并对样本进行形态解构。在Matlab系统中完成数据预处理、算法参数设置和迭代运算后，输出最优形态组合方案并进行三维呈现。最后利用虚拟现实(VR)仿真实验对输出方案进行分析评价，获得11组有效评价验数据。结果表明：优化方案2在3个感性意象维度的评价均值分别提升至4.82(合理的)、4.91(智能的)和4.91(灵巧的)，显著优于基准方案，设计的产品更加符合用户的感性需求，充分验证了该模型在实现产品形态与用户感性需求精准匹配方面的工程实用价值。

关键词

蚁群算法 / 形态优化 / 虚拟现实技术 / 工业设计 / 感性工学 / Matlab / 感性需求

基金资助

安徽省高校自然科学研究重大项目(2022AH040051)