J.R.Koza教授在1989年提出了GP(Genetic Programming)算法。GP最重要的特点之一是组成种群的个体有一种动态的树状结构。GP的基本遗传算子包括选择、交叉和变异。作为进化计算的较新分支之一,GP受到了各领域专家的重视。自1994年以来,IEEE进化计算国际会议就设置了“GP”的专题,对GP的算法、理论、数据结构等方面进行研究。GP试图解决计算科学的一个中心问题:计算机在没有明显编程的情况下怎样解决问题。直到现在,GP在设计、优化控制、系统识别、函数学习、计算分子生物学等诸多问题领域中得到了广泛和深入的应用,体现了GP的发展优势及突出特点。设计在经历了萌芽阶段,手工艺阶段,到达了现代工业设计阶段。现代设计是一种创造性活动,它要求考虑计算机技术的应用,综合功能、技术、材料、经济、安全、审美等因素进行规划与设计,以使设计的产品与产品的使用者之间取得最佳的匹配。创新设计作为适应现今社会发展需求而产生的一种现代设计方法,已经得到诸多设计人员的重视,其最本质的特点是创新。创新意味着需要更多的跨学科的知识结构、更复杂的技术支撑和更完善的创新理论。在后工业化时代,人们把产品的设计创新称为继科技创新之后的“第二次竞争”。将进化计算应用于创新设计,在国内外都有一定的研究与实现。进化计算应用于建筑设计、工业设计、艺术设计、服装设计、图像修补和音乐创作等领域已经取得了一定的成绩。将GP的相关理论和技术应用于创新设计领域,将进化算法与设计师以往的设计经验相结合,综合利用计算机技术、人工智能技术得到新颖而能满足设计要求的创新结果,是可行且又有深远意义的。本文所做主要工作如下:1、对GP理论进行研究。将GP与其它相关理论进行比较,得到将GP应用于创新设计的优势所在。2、针对传统设计方法存在的问题,以及现代设计的要求,指明创新设计的重要性。文章对创新设计的概念,创新设计的方法手段及创新设计的模型进行了探讨和研究。3、根据将进化计算应用于创新设计的研究背景和现状,文章将GP应用于创新设计,并体现在建筑设计的应用上。在建筑设计中建筑构件的生成主要是采用GP算法,实现由计算机自动产生具有创新外观造型的建筑构件。并且,为了激发设计师的创作灵感,利用群体智能之PSO算法,将得到的创新的优良的建筑构件进行智能组装,从而得到较优秀的建筑体。本文研究受国家自然科学基金《支持创新概念设计的协同进化计算技术研究》(项目号:60374054)、山东省自然科学基金项目《支持创新设计的进化计算技术研究》(项目号:Y2003G01)、山东省中青年科学家奖励基金项目《创新设计软构件及集成系统》(项目号:03BS003)等项目资金的资助。