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方案设计是机械设计的关键环节，方案设计的好坏直接影响产品的性能和质量，科学技术的飞速发展，产品功能要求的日益增多，复杂性增加，寿命期缩短，更新换代速度加快。然而，产品的设计，尤其是机械产品方案的设计手段，则显得力不从心，跟不上时代发展的需要。
本文在分析多层次机械产品结构特征的基础上，针对具有多层次结构特征机械产品的整体方案设计提出了多层次基因编码技术，并且在知识进化算法-遗传算法的基础上，将遗传算法与机械产品整体方案设计相结合，提出了面向多层次结构机械产品整体方案设计的遗传算法的CAD设计模型；根据此设计模型，应用VisualC++6.0编程语言和SQL-Server2000数据库软件完成了基于多层次遗传算法的简单多层次数字模型演示验证系统，通过数字实例验证系统，验证了面向多层次结构机械产品整体方案设计的遗传算法的CAD设计模型在方案优化中的有效性及准确性；完成了面向多层次结构机械产品整体方案设计的遗传算法在数控车床整体方案设计中的实际应用系统的开发，建立了数控车床整体方案设计设计系统，该系统能够完成数控车床整体方案设计，通过实际使用得到了较好的结果；在CAXA实体造型软件的基础上进行了二次开发，使智能设计系统拥有了三维可视化的结果输出，为系统的实用化、人性化打下了良好的技术基础。