非线性规划在工业产品设计中的应用

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1、包装工程第38卷第18期210PACKAGINGENGINEERING2017年9月非线性规划在工业产品设计中的应用康辉，王勇（华北电力大学，保定071000）摘要：目的判断非线性规划方法能否在满足用户使用要求的前提下节约生产加工成本。方法以平板折叠桌作为研究对象，以加工方便作为目标函数，以桌面和桌腿之间的几何关系作为约束条件，建立非线性规划模型，通过MATLAB软件求解得到最优加工方案。结论在给定高为70cm和圆形桌面直径为80cm时，平板折叠桌最优加工方案为平板长度158cm，宽度79.9cm，厚度3cm，木条宽度4.7c

2、m，单侧木条数为17条。关键词：非线性规划方法；平板折叠桌；尺寸加工设计；最优设计；产品设计中图分类号：TB472文献标识码：A文章编号：1001-3563(2017)18-0210-05ApplicationofNonlinearProgramminginIndustrialProductDesignKANGHui,WANGYong(NorthChinaElectricPowerUniversity,Baoding071000,China)ABSTRACT:Itaimstoconcludethatthenonlinearpr

3、ogrammingmethodcansavetheproductioncostunderthepremiseofmeetingtheuser'srequirements.Inthiswork,therisingsidetableisusedasthestudyobjective,andnonlinearpro-grammingmethodisusedtofacilitateprocessingoftheobjectivefunction,thegeometricrelationshipbetweenthedesktopandt

4、helegsofconstraints,tobuildthenonlinearprogrammingmodel.CalculatedbyMATLABtoobtaintheoptimalprocessingprogram,itisconcludedthat,givenheightof70cmand80cmdiameterroundtable,theoptimalprocessingprogramisflatlength158cm,width79.9cm,thickness3cm,legwidth4.7cm,legsnumber1

5、7.KEYWORDS:Nonlinearprogramming;risingfoldingtable;sizeprocessingdesign;optimaldesign;productdesign产品设计是与人们的生活方式密切相关的设计，而工业产品设计作为工业时期的产物，则更加注重标1非线性规划方法[1]准化、机械化和批量化生产。在工业产品设计中，产品的实用性、美观性、创新性、人机性和可持续性数学的规划方法其本质是将目标、约束条件及各是设计时应该着重考虑的问题，而对于企业而言，如种关系用数学式来表达，再用数学方法来求解。后来

6、何用料节省且加工方便，也是他们所关心的。在以往并陆续发展出非线性规划、整数规划、目标规划、动的产品设计和模具制作时，往往通过模型制作测试，态规划等其他数学方法。非线性规划兴起于20世纪然后根据主观经验进行判断，这种方式既增加了生产50年代，之后，一些专家学者又提出了许多运用非的成本又拉长了产品生产周期。随着计算机技术的广线性规划方法来求解实际问题的有效算法。到70年[3-4]泛应用以及用户审美水平的提高，现在对企业的设计代末，非线性规划又取得了进一步的发展，在工[2]程、经济、管理、科研、军事等各个领域都有着广泛方案和设计周期

7、有了更高的要求。这里以平板折叠桌为研究对象，利用非线性规划的方法，综合考虑用的应用。到80年代，随着计算机技术的快速发展，户需求标准的基础上，以及加工过程中的方便，给出非线性规划方法在信赖域法和稀疏拟牛顿法等领域最佳的设计方案。均取得了丰硕的成果。收稿日期：2017-05-11作者简介：康辉（1964—），男，河北人，硕士，华北电力大学教授，主要研究方向为工业设计。通讯作者：王勇（1991—），男，山东人，华北电力大学研究生，主攻工业设计。第38卷第18期康辉等：非线性规划在工业产品设计中的应用2112非线性规划方法与工业产品

8、设计叠桌形态复杂且组成部分的木条数量较多，所以需要加强其秩序感。大小、间距一样的基本木条单元形的在实际的工业产品外观设计、产品模型生产制作重复，产生严整而富有秩序性的统一感，作为基本单和设计管理过程中，人们总是希望用最小的投入获得元的形态感觉弱化，木条按照一定的方式重复形成了