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基因工程應用于分液罐的快速設計
產(chǎn)品基因是傳遞產(chǎn)品結構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計探究的論文范文，歡迎閱讀參考，希望對你的論文寫(xiě)作有幫助。
引言
隨著(zhù)計算機技術(shù)的快速發(fā)展，產(chǎn)品設計的效率得到很大程度的提高，但仍無(wú)法實(shí)現市場(chǎng)個(gè)性化需求的快速響應。面對這種設計創(chuàng )新和效率上的瓶頸，開(kāi)發(fā)出一款具有效率高、質(zhì)量?jì)?yōu)、成本投入少等特點(diǎn)的新興模式的設計平臺將是制造業(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)品為對象，將基因工程應用于分液罐的快速設計過(guò)程中，實(shí)現分液罐的快速化設計。
1快速設計
快速設計(RapidDesign,RD)，也稱(chēng)為敏捷設計(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，在一定的調控機制下通過(guò)對產(chǎn)品基型進(jìn)行重新配置、結構變形等快速設計出新產(chǎn)品，以滿(mǎn)足用戶(hù)個(gè)性化定制需求的設計方法[2-3].目前，國內外關(guān)于快速設計的原理和方法主要有：基于實(shí)例推理的產(chǎn)品智能快速設計;基于特征和參數化的快速設計;基于公理化和知識的機械產(chǎn)品快速設計;基于模塊化的機械產(chǎn)品快速設計;基于遺傳學(xué)的產(chǎn)品快速設計等。
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(chēng)DNA重組技術(shù)，是在分子水平上對基因進(jìn)行操作的復雜技術(shù)，即通過(guò)基因載體將目的基因傳遞到受體細胞中，并使之進(jìn)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，將其功能和結構劃分為最小的結構和功能單元，并進(jìn)行分類(lèi)提取，按照一定的數據結構存儲到產(chǎn)品基因文庫中，為獲取產(chǎn)品目的基因奠定基礎，與此同時(shí)對產(chǎn)品的基因信息進(jìn)行擴增，按組織結構分離產(chǎn)品基因，依照產(chǎn)品基因的配置規則進(jìn)行基因重組，經(jīng)過(guò)一系列操作與控制，獲得符合設計要求的產(chǎn)品實(shí)例。
2.2產(chǎn)品基因的基本特征和內容
產(chǎn)品基因是傳遞產(chǎn)品結構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(guò)對產(chǎn)品功能和結構進(jìn)行全面、綜合的分析，可以得到產(chǎn)品基因的信息內容，如表1所示。
3基于基因工程的快速設計的關(guān)鍵技術(shù)
3.1SQLServer數據庫技術(shù)
ODBC是微軟公司開(kāi)放服務(wù)結構的一個(gè)組成部分，它提供了標準的ODBCAPI作為信息流以方便互聯(lián)訪(fǎng)問(wèn)，而API利用SQL來(lái)執行其大部分任務(wù)。OD-BC亦提供了對SQL的支持，用戶(hù)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)品快速設計過(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、結構基因、控制基因以及目的基因的提取。按照功能需求，本文設計的分液罐可劃分為罐體、支撐機構、爬梯以及其他附屬機構等模塊，各機構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)“逆轉錄”得到分液罐的功能基因。
在產(chǎn)品快速設計過(guò)程中，產(chǎn)品的單個(gè)功能需求可以由多種結構實(shí)現，因此，功能和結構是“一對多”的映射關(guān)系。結構基因的提取基本上解決了功構“多對一”映射模式中存在的問(wèn)題，從而實(shí)現了從產(chǎn)品功能信息到結構信息之間的傳遞和映射。分液罐的功構映射關(guān)系如表2所示。
控制基因是結構基因的表達，它在管理結構信息的同時(shí)進(jìn)行結構基因序列的調控，從而表達它們之間的關(guān)系。驅動(dòng)產(chǎn)品模型時(shí)，產(chǎn)品的功能和結構信息伴隨詳細設計的進(jìn)行而被收入基因文庫，從而功能和結構需求信息能夠隨著(zhù)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。
在產(chǎn)品基因工程中，依據功能基因能夠表達產(chǎn)品某項子功能或者結構基因能夠表達產(chǎn)品某種子結構，而這類(lèi)用于重組或表達的特定產(chǎn)品基因稱(chēng)為產(chǎn)品的目的基因[4].目的基因主要通過(guò)構建基因文庫及數據庫的檢索方式來(lái)提取，依據目的基因和產(chǎn)品基因的概念，對產(chǎn)品進(jìn)行功能及結構分解，并將其快速設計系統進(jìn)行模塊劃分，主要包括設計計算模塊、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容以及程序化語(yǔ)言塊等，對其進(jìn)行分類(lèi)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)品的幾何結構、裝配定位和工程圖調整等相關(guān)信息的擴增，并不是產(chǎn)品基因數量的增加�；驍U增為基因重組提供了物質(zhì)基礎和條件。產(chǎn)品基因擴增過(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：
�、侔凑债a(chǎn)品總需求，分析基因模型中不合理的配置規則和有缺陷的結構，確定產(chǎn)品的不良表面，根據基因文庫檢索機制和功構映射關(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，依據個(gè)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(jìn)行基因擴增;④依據產(chǎn)品基因重組的配置規則，將目的基因和載體進(jìn)行基因重組;⑤根據評價(jià)體系，判斷是否滿(mǎn)足需求，不滿(mǎn)足跳轉至步驟2重新檢索產(chǎn)品目的基因，滿(mǎn)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)品的遺傳信息依據一定的配置規則在其進(jìn)化方向上借助調控手段令其在具體的產(chǎn)品結構上表達。產(chǎn)品基因的表達過(guò)程如圖3所示。
4分液罐快速設計系統的實(shí)現
選用SolidWorks為開(kāi)發(fā)平臺，以MicrosoftVisu-alStudio2008為編程工具，MicrosoftSQLServer2008為數據庫，構建分液罐的快速設計系統[5].用戶(hù)按照其個(gè)性化功能和設計需求將產(chǎn)品信息錄入文件，文件以Excel格式提交給系統，進(jìn)而實(shí)現項目的新建、功能需求的分解、模塊分解以及設計方案錄入。分液罐快速設計系統主界面如圖4所示，零部件的參數設置界面如圖5所示。
5總結
以產(chǎn)品快速設計理論為基礎，將基因工程應用到產(chǎn)品的快速設計中，通過(guò)對產(chǎn)品進(jìn)行基因獲取、擴增、重組和表達，實(shí)現產(chǎn)品的系列化、規范化和自動(dòng)化設計，有助于提高企業(yè)設計效率，能快速響應市場(chǎng)個(gè)性化的定制需求，最終提高企業(yè)的市場(chǎng)競爭力。
參考文獻：
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