基因工程應用于分液罐的快速設(shè)計

　　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用于分液罐的快速設(shè)計探究的論文范文，歡迎閱讀參考，希望對你的論文寫作有幫助。

　　引言

　　隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，產(chǎn)品設(shè)計的效率得到很大程度的提高，但仍無法實現(xiàn)市場個性化需求的快速響應。面對這種設(shè)計創(chuàng)新和效率上的瓶頸，開發(fā)出一款具有效率高、質(zhì)量優(yōu)、成本投入少等特點的新興模式的設(shè)計平臺將是制造業(yè)亟待解決的問題[1].本文以小批量生產(chǎn)的分液罐產(chǎn)品為對象，將基因工程應用于分液罐的快速設(shè)計過程中，實現(xiàn)分液罐的快速化設(shè)計。

　　1快速設(shè)計

　　快速設(shè)計(RapidDesign,RD)，也稱為敏捷設(shè)計(AgileDesign,AD)，是指建立在互聯(lián)網(wǎng)和計算機技術(shù)上，以產(chǎn)品的通用化、標準化和系列化為基礎(chǔ)，在一定的調(diào)控機制下通過對產(chǎn)品基型進行重新配置、結(jié)構(gòu)變形等快速設(shè)計出新產(chǎn)品，以滿足用戶個性化定制需求的設(shè)計方法[2-3].目前，國內(nèi)外關(guān)于快速設(shè)計的原理和方法主要有：基于實例推理的產(chǎn)品智能快速設(shè)計;基于特征和參數(shù)化的快速設(shè)計;基于公理化和知識的機械產(chǎn)品快速設(shè)計;基于模塊化的機械產(chǎn)品快速設(shè)計;基于遺傳學的產(chǎn)品快速設(shè)計等。

　　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)，是在分子水平上對基因進行操作的復雜技術(shù)，即通過基因載體將目的基因傳遞到受體細胞中，并使之進一步擴增和表達，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，并進行分類提取，按照一定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲到產(chǎn)品基因文庫中，為獲取產(chǎn)品目的基因奠定基礎(chǔ)，與此同時對產(chǎn)品的基因信息進行擴增，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)則進行基因重組，經(jīng)過一系列操作與控制，獲得符合設(shè)計要求的產(chǎn)品實例。

　　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，通過對產(chǎn)品功能和結(jié)構(gòu)進行全面、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)計的關(guān)鍵技術(shù)

　　3.1SQLServer數(shù)據(jù)庫技術(shù)

　　ODBC是微軟公司開放服務(wù)結(jié)構(gòu)的一個組成部分，它提供了標準的ODBCAPI作為信息流以方便互聯(lián)訪問，而API利用SQL來執(zhí)行其大部分任務(wù)。OD-BC亦提供了對SQL的支持，用戶可以直接將SQL語句傳輸給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)計過程中，采用TOP-DOWN模型建立產(chǎn)品的基因模型，再進行模塊劃分，建立基于功構(gòu)映射機制的功能表面集，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)計的分液罐可劃分為罐體、支撐機構(gòu)、爬梯以及其他附屬機構(gòu)等模塊，各機構(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“逆轉(zhuǎn)錄”得到分液罐的功能基因。

　　在產(chǎn)品快速設(shè)計過程中，產(chǎn)品的單個功能需求可以由多種結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，因此，功能和結(jié)構(gòu)是“一對多”的映射關(guān)系。結(jié)構(gòu)基因的提取基本上解決了功構(gòu)“多對一”映射模式中存在的問題，從而實現(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，它在管理結(jié)構(gòu)信息的同時進行結(jié)構(gòu)基因序列的調(diào)控，從而表達它們之間的關(guān)系。驅(qū)動產(chǎn)品模型時，產(chǎn)品的功能和結(jié)構(gòu)信息伴隨詳細設(shè)計的進行而被收入基因文庫，從而功能和結(jié)構(gòu)需求信息能夠隨著產(chǎn)品基因的逐步表達遺傳給新的零部件，最終在新產(chǎn)品中得以表達和體現(xiàn)。

　　在產(chǎn)品基因工程中，依據(jù)功能基因能夠表達產(chǎn)品某項子功能或者結(jié)構(gòu)基因能夠表達產(chǎn)品某種子結(jié)構(gòu)，而這類用于重組或表達的特定產(chǎn)品基因稱為產(chǎn)品的目的基因[4].目的基因主要通過構(gòu)建基因文庫及數(shù)據(jù)庫的檢索方式來提取，依據(jù)目的基因和產(chǎn)品基因的概念，對產(chǎn)品進行功能及結(jié)構(gòu)分解，并將其快速設(shè)計系統(tǒng)進行模塊劃分，主要包括設(shè)計計算模塊、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)容以及程序化語言塊等，對其進行分類存儲。

　　3.3產(chǎn)品基因擴增技術(shù)

　　在產(chǎn)品基因工程中，基因的擴增是指產(chǎn)品的幾何結(jié)構(gòu)、裝配定位和工程圖調(diào)整等相關(guān)信息的擴增，并不是產(chǎn)品基因數(shù)量的增加�；�因擴增為基因重組提供了物質(zhì)基礎(chǔ)和條件。產(chǎn)品基因擴增過程如圖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�；�因重組的具體步驟如下：

　�、侔凑债a(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)基因文庫檢索機制和功構(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，依據(jù)個性化定制需求獲得產(chǎn)品目的基因;③對目的基因和載體進行基因擴增;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行基因重組;⑤根據(jù)評價體系，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存到產(chǎn)品基因文庫中。

　　3.5產(chǎn)品基因表達技術(shù)

　　產(chǎn)品基因表達是指在產(chǎn)品基因工程理論的指導下，將產(chǎn)品的遺傳信息依據(jù)一定的配置規(guī)則在其進化方向上借助調(diào)控手段令其在具體的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上表達。產(chǎn)品基因的表達過程如圖3所示。

　　4分液罐快速設(shè)計系統(tǒng)的實現(xiàn)

　　選用SolidWorks為開發(fā)平臺，以MicrosoftVisu-alStudio2008為編程工具，MicrosoftSQLServer2008為數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建分液罐的快速設(shè)計系統(tǒng)[5].用戶按照其個性化功能和設(shè)計需求將產(chǎn)品信息錄入文件，文件以Excel格式提交給系統(tǒng)，進而實現(xiàn)項目的新建、功能需求的分解、模塊分解以及設(shè)計方案錄入。分液罐快速設(shè)計系統(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)計理論為基礎(chǔ)，將基因工程應用到產(chǎn)品的快速設(shè)計中，通過對產(chǎn)品進行基因獲取、擴增、重組和表達，實現(xiàn)產(chǎn)品的系列化、規(guī)范化和自動化設(shè)計，有助于提高企業(yè)設(shè)計效率，能快速響應市場個性化的定制需求，最終提高企業(yè)的市場競爭力。

　　參考文獻：

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　　[3]高博，閻艷，丁洪生，等.基于知識組件的夾具元件快速設(shè)計研究[J].北京理工大學學報，2013,33(10)：1021-1026.

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　　[5]吳淑芳，蘇鐵熊，王宗彥，等.基于遺傳學的產(chǎn)品快速設(shè)計系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[J].機械設(shè)計與研究，2013,29(4)：6-10.

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