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[摘 要]将”自适应”理念引入包装容器设计系统中，通过建立功能需求模型，使设计者的设计行为始终自动适应功能需求，显著减少设计迭代次数，缩短了设计周期。介绍了包装容器自适应设计的概念、功能模型和自适应设计机制。
[关键词]包装容器；自适应设计；CAD
中图分类号：TM743 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）12-0062-01
引言
包装作为一门新兴的行业，计算机的应用还不十分普遍，但是从包装的发展来看，无论是包装机的精度、速度要求，还是包装容器的设计、制造以及包装外观设计等方面的需要，自适应设计系统全面应用于包装行业已成为必然趋势。
包装容器自适应设计系统是融计算机包装结构设计和计算机辅助包装外观设计为一体的研究领域，该研究领域既能运用诸如体素造型，包装物在销售环境中的模拟，光线追踪，纹理生成等许多图形学的研究成果。包装容器自适应设计系统是在IBM、PC/AT上开发而成的，它具有实用、简单、成本较低等特点。包装的三个基本功能是：保护、便利、促销。
1.包装容器自适应设计系统框架模型
包装容器自适应设计系统由包装容器广义功能建模子系统、广义功能模型数据库、结构图形库、结构单元自适应搜索引擎、设计过程自适应机制以及自适应学习子系统组成。
近年来，并行工程（简称CE）逐渐被广大的制造业企业所接受，并付诸于实施。并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关的各种过程（包括制造过程和支持过程）的系统方法。这种方法要求产品开发人员在设计开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废处理的所有因素。根据并行工程思想，将包装对象及其属性集、视觉效果功能、使用方便功能、运输方便功能、可制造性功能和环保功能等定义为包装容器的广义功能模型，作为包装容器产品设计的综合目标。从而使包装容器设计人员在设计过程中通过自适应系统的导航作用下，始终考虑包装容器全生命周期的各种因素。设计人员利用广义功能建模子系统编辑包装容器的功能属性，广义功能模型数据库用来存储包装容器广义功能信息。
包装容器参数化结构图库是设计系统的基础。由于包装容器种类繁多、包装对象的不同、设计人员的风格差异，因此设计过程需要丰富的参数化结构单元图形库的支持，同时，为了实现图库的快速调用，结构单元必须与包装容器功能模型信息相关联，通过结构单元自适应搜索引擎，根据设计人员的当前广义功能模型信息，快速调用设计人员所需的结构单元图形。
根据结构单元自適应搜索结果和设计者当前的广义功能模型，由设计过程自适应机制跟踪设计行为，并由中间设计结果和自适应规则库产生自适应行为，以交互形式将自适应修正方案反馈给设计者，经设计者确认后，自動修正设计结果。从而使设计迭代过程大大缩短。
自适应学习子系统采用机械学习和基于实例的学习机制，将学习结果存入自适应规则库和结构图形库。从而使自适应规则库随着使用过程不断丰富。
2.包装容器功能模型
包装容器的广义功能有多项，按其性质和用途等作如下分类：
2.1 基本功能和辅助功能
包装容器的基本功能就是包装某种商品，满足生产商的销售需要和顾客的购买需要。辅助功能是与基本功能并存的、次要的、附带的功能，使包装容器的功能更加完善，如视觉效果等。虽然没有辅助功能不会使包装容器丧失基本功能，但是可能会大大降低包装容器的销售魅力。
2.2 目的功能和手段功能
任一功能的存在都有一定的目的，因此，任何功能不论是基本功能或辅助功能都可视为目的功能。而该目的功能往往又是实现另一目的之手段。任何功能都具有目的功能与手段功能两种性质，这就是功能的两重性。
2.3 使用功能和表观功能
使用功能是指包装容器的实际使用价值。表观功能是在使用功能的基础上，对包装容器起关化、装饰作用的功能，它是通过造型设计实现的。
3.设计过程自适应机制
系统根据“产品功能驱动设计过程”的设计理念，开发了基于包装容器功能需求信息的结构单元集自适应搜索引擎。所谓包装容器结构单元集的自适应搜索是指系统利用用户定义的当前设计功能需求信息，匹配参数化结构单元特征属性，产生适应当前设计需求的结构单元集。当用户完成功能需求信息设置后，系统自动根据当前设计的功能需求产生包装容器参数化结构单元集，包括容器主体结构单元、盖子结构单元、提拿结构单元等。用户开始基于图形结构单元和功能需求驱动的设计过程，对象修改事件被触发时，系统进入自适应设计推理进程，推理完成后即向用户提供交互修正方案，用户可以根据方案手动修改设计对象，也可以选择由系统自动完成设计修正。
4.结束语
包装容器的实际设计过程是在基于市场定位的功能需求的驱动下进行的，但目前绝大多数的CAD系统在包装容器设计中仅仅是“辅助几何设计”和“辅助视觉效果设计”的角色。本文将“自适应”理念引入包装容器设计系统中，通过建立功能需求模型，便设计者的设计过程始终自动适应功能需求，实现了功能需求驱动设计进程，显著减少设计迭代次数，缩短了设计周期。
参考文献
[1] 丛贵梁.包装容器检测系统的开发与研制[D].大连海事大学，2003.
[2] 潘柏松，刘红，冯晓斐，张露芳.包装容器自适应设计系统研究[J].包装工程2001，02.
[3] 沈智慧.计算机辅助包装容器造型系统的设计与实现[J].包装工程.1994，04.
[4 ]蔡惠平，陈黎敏，陈东.包装容器计算机辅助设计系统-PCAD[J].包装工程，1995，06.
[关键词]包装容器；自适应设计；CAD
中图分类号：TM743 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）12-0062-01
引言
包装作为一门新兴的行业，计算机的应用还不十分普遍，但是从包装的发展来看，无论是包装机的精度、速度要求，还是包装容器的设计、制造以及包装外观设计等方面的需要，自适应设计系统全面应用于包装行业已成为必然趋势。
包装容器自适应设计系统是融计算机包装结构设计和计算机辅助包装外观设计为一体的研究领域，该研究领域既能运用诸如体素造型，包装物在销售环境中的模拟，光线追踪，纹理生成等许多图形学的研究成果。包装容器自适应设计系统是在IBM、PC/AT上开发而成的，它具有实用、简单、成本较低等特点。包装的三个基本功能是：保护、便利、促销。
1.包装容器自适应设计系统框架模型
包装容器自适应设计系统由包装容器广义功能建模子系统、广义功能模型数据库、结构图形库、结构单元自适应搜索引擎、设计过程自适应机制以及自适应学习子系统组成。
近年来，并行工程（简称CE）逐渐被广大的制造业企业所接受，并付诸于实施。并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关的各种过程（包括制造过程和支持过程）的系统方法。这种方法要求产品开发人员在设计开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废处理的所有因素。根据并行工程思想，将包装对象及其属性集、视觉效果功能、使用方便功能、运输方便功能、可制造性功能和环保功能等定义为包装容器的广义功能模型，作为包装容器产品设计的综合目标。从而使包装容器设计人员在设计过程中通过自适应系统的导航作用下，始终考虑包装容器全生命周期的各种因素。设计人员利用广义功能建模子系统编辑包装容器的功能属性，广义功能模型数据库用来存储包装容器广义功能信息。
包装容器参数化结构图库是设计系统的基础。由于包装容器种类繁多、包装对象的不同、设计人员的风格差异，因此设计过程需要丰富的参数化结构单元图形库的支持，同时，为了实现图库的快速调用，结构单元必须与包装容器功能模型信息相关联，通过结构单元自适应搜索引擎，根据设计人员的当前广义功能模型信息，快速调用设计人员所需的结构单元图形。
根据结构单元自適应搜索结果和设计者当前的广义功能模型，由设计过程自适应机制跟踪设计行为，并由中间设计结果和自适应规则库产生自适应行为，以交互形式将自适应修正方案反馈给设计者，经设计者确认后，自動修正设计结果。从而使设计迭代过程大大缩短。
自适应学习子系统采用机械学习和基于实例的学习机制，将学习结果存入自适应规则库和结构图形库。从而使自适应规则库随着使用过程不断丰富。
2.包装容器功能模型
包装容器的广义功能有多项，按其性质和用途等作如下分类：
2.1 基本功能和辅助功能
包装容器的基本功能就是包装某种商品，满足生产商的销售需要和顾客的购买需要。辅助功能是与基本功能并存的、次要的、附带的功能，使包装容器的功能更加完善，如视觉效果等。虽然没有辅助功能不会使包装容器丧失基本功能，但是可能会大大降低包装容器的销售魅力。
2.2 目的功能和手段功能
任一功能的存在都有一定的目的，因此，任何功能不论是基本功能或辅助功能都可视为目的功能。而该目的功能往往又是实现另一目的之手段。任何功能都具有目的功能与手段功能两种性质，这就是功能的两重性。
2.3 使用功能和表观功能
使用功能是指包装容器的实际使用价值。表观功能是在使用功能的基础上，对包装容器起关化、装饰作用的功能，它是通过造型设计实现的。
3.设计过程自适应机制
系统根据“产品功能驱动设计过程”的设计理念，开发了基于包装容器功能需求信息的结构单元集自适应搜索引擎。所谓包装容器结构单元集的自适应搜索是指系统利用用户定义的当前设计功能需求信息，匹配参数化结构单元特征属性，产生适应当前设计需求的结构单元集。当用户完成功能需求信息设置后，系统自动根据当前设计的功能需求产生包装容器参数化结构单元集，包括容器主体结构单元、盖子结构单元、提拿结构单元等。用户开始基于图形结构单元和功能需求驱动的设计过程，对象修改事件被触发时，系统进入自适应设计推理进程，推理完成后即向用户提供交互修正方案，用户可以根据方案手动修改设计对象，也可以选择由系统自动完成设计修正。
4.结束语
包装容器的实际设计过程是在基于市场定位的功能需求的驱动下进行的，但目前绝大多数的CAD系统在包装容器设计中仅仅是“辅助几何设计”和“辅助视觉效果设计”的角色。本文将“自适应”理念引入包装容器设计系统中，通过建立功能需求模型，便设计者的设计过程始终自动适应功能需求，实现了功能需求驱动设计进程，显著减少设计迭代次数，缩短了设计周期。
参考文献
[1] 丛贵梁.包装容器检测系统的开发与研制[D].大连海事大学，2003.
[2] 潘柏松，刘红，冯晓斐，张露芳.包装容器自适应设计系统研究[J].包装工程2001，02.
[3] 沈智慧.计算机辅助包装容器造型系统的设计与实现[J].包装工程.1994，04.
[4 ]蔡惠平，陈黎敏，陈东.包装容器计算机辅助设计系统-PCAD[J].包装工程，1995，06.