基因工程應(yīng)用于分液罐的快速設(shè)計(jì),基因工程論文

基因工程應(yīng)用于分液罐的快速設(shè)計(jì),基因工程論文隨著計(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)的新興形式的設(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)經(jīng)過(guò)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(chēng)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、構(gòu)造變形等快速設(shè)計(jì)出新產(chǎn)品，以知足用戶(hù)個(gè)性化定制需求的設(shè)計(jì)方式方法[2-3].當(dāng)下，國(guó)內(nèi)外關(guān)于快速設(shè)計(jì)的原理和方式方法主要有：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(chēng)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)增和表示出，進(jìn)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，將其功能和構(gòu)造劃分為最小的構(gòu)造和功能單元，并進(jìn)行分類(lèi)提取，根據(jù)一定的數(shù)據(jù)構(gòu)造存儲(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，按組織構(gòu)造分離產(chǎn)品基因，按照產(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)品構(gòu)造和功能的最小遺傳單位，與生物基因類(lèi)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)品功能和構(gòu)造進(jìn)行全面、綜合的分析，能夠得到產(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)構(gòu)造的一個(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(fǎng)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(hù)能夠直接將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)經(jīng)過(guò)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)制的功能外表集，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、構(gòu)造基因、控制基因以及目的基因的提取。根據(jù)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)中的使定外表和定位外表組成了分液罐的功能外表，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)經(jīng)過(guò)中，產(chǎn)品的單個(gè)功能需求能夠由多種構(gòu)造實(shí)現(xiàn)，因而，功能和構(gòu)造是一對(duì)多的映射關(guān)系。構(gòu)造基因的提取基本上解決了功構(gòu)多對(duì)一映射形式中存在的問(wèn)題，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了從產(chǎn)品功能信息到構(gòu)造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。控制基因是構(gòu)造基因的表示出，它在管理構(gòu)造信息的同時(shí)進(jìn)行構(gòu)造基因序列的調(diào)控，進(jìn)而表示出它們之間的關(guān)系。驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品模型時(shí)，產(chǎn)品的功能和構(gòu)造信息伴隨具體設(shè)計(jì)的進(jìn)行而被收入基因文庫(kù)，進(jìn)而功能和構(gòu)造需求信息能夠隨著產(chǎn)品基因的逐步表示出遺傳給新的零部件，最終在新產(chǎn)品中得以表示出和具體表現(xiàn)出。在產(chǎn)品基因工程中，根據(jù)功能基因能夠表示出產(chǎn)品某項(xiàng)子功能或者構(gòu)造基因能夠表示出產(chǎn)品某種子構(gòu)造，而這類(lèi)用于重組或表示出的特定產(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(gòu)建基因文庫(kù)及數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索方式來(lái)提取，根據(jù)目的基因和產(chǎn)品基因的概念，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行功能及構(gòu)造分解，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(lèi)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)品的幾何構(gòu)造、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。基因擴(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)增經(jīng)過(guò)如此圖1所示。3.4產(chǎn)品基因重組技術(shù)產(chǎn)品基因重組流程如此圖2所示?；蛑亟M的詳細(xì)步驟如下：①根據(jù)產(chǎn)品總需求，分析基因模型中不合理的配置規(guī)則和有缺陷的構(gòu)造，確定產(chǎn)品的不良外表，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)，根據(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根據(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，判定能否知足需求，不知足跳轉(zhuǎn)至步驟2重新檢索產(chǎn)品目的基因，知足則表示清楚產(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)品基因表示出技術(shù)產(chǎn)品基因表示出是指在產(chǎn)品基因工程理論的指導(dǎo)下，將產(chǎn)品的遺傳信息根據(jù)一定的配置規(guī)則在其進(jìn)化方向上借助調(diào)控手段令其在詳細(xì)的產(chǎn)品構(gòu)造上表示出。產(chǎn)品基因的表示出經(jīng)過(guò)如此圖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(hù)根據(jù)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)主界面如此圖4所示，零部件的參數(shù)設(shè)置界面如此圖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、重組和表示出，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。以下為以下為參考文獻(xiàn)：[1]馬如平，仲梁維?；谑挛锾匦员淼某跗鲄?shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)[J].計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用，2020,28〔3〕：62-64.[2]LiXM,LuWH,XN,etal.ArapiddesignsystemforthetransmissionsystemofmounterworktablebasedonseconddevelopmentofSolidWorks[J].AdvancedMaterialsResearch,2020,605:592-595.[3]高博，閻艷，丁洪生，等。基于知識(shí)組件的夾具元件快速設(shè)計(jì)研究[J].北京理工