Composição formal de família de produtos : geração de alternativas de solução utilizando modelagem paramétrica e algoritmos genéticos

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Sulzbacher, Tânia Ines
• Orientador(a): Teixeira, Fabio Goncalves
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Design de produto; Algoritmo genético
• Palavras-chave em Inglês: Genetic algorithms; Product design; Parametric modeling; Design and technology
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/196494

Em contexto de processo de projeto de desenvolvimento de família de produtos, além do equacionamento de fatores que melhor atendam os requisitos funcionais individuais de cada membro, também se faz necessária a manutenção da coerência estilística para que a mesma seja percebida como um conjunto, ou seja, que preserve uma unidade formal reconhecível pelo usuário e que tecnicamente é denominada como similaridade morfológica. Diante disto, o presente trabalho apresenta uma abordagem de geração de alternativas baseada no princípio da hereditariedade da genética natural, onde sucessivas gerações mantêm semelhanças de fenótipo em razão da contínua transferência de instruções em forma de código, o genótipo. Para tanto foi desenvolvido um modelo generativo que vincula os padrões da construção geométrica da morfologia dos elementos da família de produtos aos elementos e estruturas da genética, permitindo que os mesmos sejam tratados como unidades cromossômicas passíveis de manipulação por algoritmos genéticos e sujeitos aos princípios das combinações e mutações análogas ao contexto biológico. O resultado alcançado através da automação deste processo foi a geração de um maior número de alternativas que além de atender a similaridade formal equaciona ainda critérios de dimensão e volumetria (requisitos funcionais) previamente parametrizados. O modelo generativo foi desenvolvido para aplicação em formas concebidas através de superfícies de revolução, utilizando a gramática da forma como estratégia de composição e decomposição das geratrizes que descrevem a morfologia das superfícies, criando condições de manipular os seus elementos e seus operadores de maneira isolada, além de permitir a relação das equivalências entre os padrões geométricos, genéticos e computacionais. Em consequência, tornou-se possível a troca de material genético entre duas distintas composições formais, ou seja, é possível derivar a geometria de um elemento A para um elemento B de maneira integral ou parcial, simulando as operações da genética como combinação e mutação através de algoritmos genéticos (AG’s). O modelo generativo foi verificado através da estruturação de um modelo computacional (Plug-In denominado GAIA) que implementa as funcionalidades descritas no presente trabalho, permitindo-se assim a sistematização da geração de alternativas e o uso e aplicação das transcrições geométricas para as genéticas e em seguida para as computacionais, através de interface de parametrização e visualização de resultados.