基于用户认知的产品外观创新设计知识模型

为了支持产品外观设计知识重用,提出了用于分解创新性产品外观案例的模型.根据用户认知产品经历美学印象、语意判断和符号联系三个阶段.将产品分为形式美学、使用方式和文化时尚三种外观创新类型.利用分类学原理和外观设计创新过程,建立三种外观创新类型对应设计知识框架模型,用于抽取和重用外观创新设计知识.该模型应用于建立产品创新案例库.帮助设计师搜索和应用以往成功案例,实现以用户为中心的产品开发.通过设计师使用该数据库.说明了它的有效性.     

面向用户感性需求的产品形态设计方法

为满足工业设计过程中用户对产品形态的感性需求,减小用户和设计师对产品形态方案的认知差异,研究了用户需求模型,建立了产品形态设计约束空间,通过交互式遗传算法使用户和设计师共同参与寻优过程。为降低交互评价疲劳度,借助神经网络模拟用户和设计师的评价意图,以实现产品形态方案的自动求解,生成满足用户需求和设计师设计意图的方案。以家用轿车前脸形态设计为例,验证了方法的有效性。     

用户和设计师的产品造型感知意象

研究了用户和设计师在感知产品造型上的共同点及差异,提出和讨论了用户和设计师的产品造型感知意象的概念,建立了用户与设计师之间的感知意象匹配模型,探讨了其关键技术和研究方法。以MP3音乐播放器造型设计为例,采用口语分析、心理量表和设计概念草图等研究方法,分析了用户与设计师感知意象的获取以及表征形式,将内隐性意象外显化,验证了该模型。研究证明:用户与设计师的感知意象之间存在较大差异;在产品设计之前,研究用户的感知意象,找出其共性和个性特征,有利于提高设计方案的成功率。     

面向产品快速设计的有限理性用户建模方法

用户满意是工业产品设计成功的标志,然而用户与设计师对产品的认知与要求也存在着显著差异。分析了有限理性用户建模的依据,提出了面向产品快速设计的有限理性用户建模模型,从提高产品方案的设计效率和用户满意度出发,探讨了用户模型的分析方法,提出了面向产品快速设计的有限理性用户建模理论与方法体系。     

设计意图驱动的产品形态设计方法

为减小用户和设计师对产品形态方案的认知差异,将产品形态设计中的设计意图分为设计需求意图、设计编码意图和设计解码意图,建立了设计意图模型,构建了以满足用户需求意图、体现设计师设计编码意图及减小用户解码与设计师编码之间差异为目标的设计意图模型求解算法,探讨了设计意图驱动的产品形态设计过程,研究了基于交互式遗传算法的设计意图求解方法。以家用轿车前脸形态设计为例,分别进行了设计需求意图获取与映射、设计编码意图表达以及交互遗传解码研究,验证了所提方法的有效性。     

基于Deffuant模型的领先用户意见一致性研究

为更好地分析客户协同产品创新设计平台中领先用户的意见一致性的形成过程,提出了一种新的基于有限信任Deffuant模型的意见一致性演化模型。分析了客户协同产品创新设计和有限信任模型的原理,构建了客户协同产品创新平台中领先用户的意见一致性模型框架;将Deffuant模型应用到客户协同产品创新设计平台,并对该模型算法在意见一致性的形成和网络结构的变化两个方面进行了改进;通过应用模拟测试,对算法的性能进行了测试和分析。实验结果表明,集团的意见将会对领先用户意见的演化过程产生影响,使得领先用户意见趋于统一的概率明显增加。     

基于RFFD多通道变形的产品造型设计方法

提出由设计师提供具有多个变形通道的产品初始造型方案,具体的造型细节交由用户在可局部变形的模型上直接调整,结合用户调整的数据反馈信息,通过统计分析获得最终所需产品造型方案的设计方法。该方法应用的过程中,用户直接在进行产品评价的同时进行了造型方案的再设计,使用户表达了对产品造型的个人期望,又使设计师获得多个用户对产品造型期望的直接数据。该方法将产品造型评价环节和设计环节结合在一起,可改善设计与评价之间的沟通,从而提高产品造型设计效率。     

考虑用户认知噪声的产品交互式遗传配色设计研究

产品配色设计对塑造产品风格和企业品牌形象有重要作用,为有效辅助工业设计师进行产品配色设计,准确反映用户对产品配色方案的意象感知,利用交互式遗传算法集成用户认知度和疲劳度构建了认知噪声模型,根据产品配色方案评价值和色彩值的相似度测量求解认知噪声模型相关参数,对配色方案适应度值进行调整,提出了考虑用户认知噪声的产品交互式配色设计过程。以电熨斗的配色设计为例,通过与普通交互式遗传算法对比,结果显示:1)用户对产品配色的知识背景差异会显著影响其认知度;2)配色设计过程的收敛性提升了37.5%,平均进化代数减小了2.4代。以上结果验证了本文方法符合用户主观认知特点,有助于提高产品交互配色设计的收敛性和进化效率。     

产品识别--一种以用户为中心的设计方法

产品识别是一种以用户为中心的设计方法。从认知心理学与感性工学的角度考察了用户、设计师和客户在特征与风格识别上的差异，实验结果表明：影响三方识别活动的特征顺序是相同的，但程度各不相同；风格对用户的识别活动影响较大。由此推断出：在手机的设计中，当风格保持不变时，改变次要特征不会影响用户对手机的识别。     

KANO模型在智能花盆设计的应用研究

在产品设计中,KANO模型是用来对用户的需求进行分类,从而协助设计师找到提高用户满意度的设计切入点,使企业能够做出正确的产品定位。调研用户对产品的功能需求,针对每个需求设计调研分析评价表,定义用户满意度与用户需求水平之间的关系表达式和可变参数,通过计算得到每个需求的类型,从而完成需求分类。以智能花盆产品设计为例,通过KANO模型从产品功能需求分析的角度出发,发掘人们对于桌面盆栽植物养护需求,设计智能化的花盆产品,并设计与产品需求相关的移动终端程序界面。为产品创新提供设计思路,并为相关产品的设计提供参考。     

产品设计知识分类及知识供应研究

产品设计是由一系列决策驱动的知识密集型过程,设计决策的效率和效果取决于对设计人员的知识供给,即从各种来源和渠道给设计人员提供产品生命周期内的各类相关知识,将产品设计知识进行合理分类是给设计人员提供知识的前提。本文通过对产品设计知识分类的相关研究文献分析,基于产品设计决策过程,将产品设计知识分为3大类,即产品知识,过程知识和产品支持知识,并作了解释和细分。着重就研究较少的产品设计支持知识,提出一种基于数据挖掘的制造知识获取及对设计人员的产品支持知识供应模式。从而为建立适用的产品设计支持知识库提供了思路和理论框架。     

An ontology-based product design framework for manufacturability verification and knowledge reuse

To achieve efficient development of high-quality product, manufacturing constraints must be fully taken into account at the early design stage. However, designers lack in-depth knowledge of manufacturing and production. Many time-consuming iterations of design changes are required between designers and manufacturing engineers. In order to minimize this knowledge gap, this paper presents an ontology-based product design framework for manufacturability verification and knowledge reuse to support the sharing and reuse of design and manufacturing knowledge. It aims at providing advices and feedback of restraints of manufacturing processes to the designers during the design process. The proposed framework consists of three major layers which include a foundation layer, a domain layer, and an instance layer. We use the Web Ontology Language (OWL), a standard of ontology representation language, to formalize the foundation layer. It contains the core product model and the standard ISO 10303 AP224 application protocol. The domain layer comprises extensional concepts and relationships for design and manufacturing integration and a rule base for manufacturability verification, which is represented in Semantic Web Rule Language (SWRL). In the instance layer, an inference engine is developed based on ontology and rule inference. It provides recommendations of manufacturability. Two case studies are provided as application examples to demonstrate the effectiveness of the framework.     

支持概念设计的分布式协同设计环境的研究

一个复杂产品的概念设计往往需要多学科领域专家之间的协同。基于黑板模型 ,本文提出了一个分布式模块化协同设计框架结构。首先分别介绍了支持该框架结构的几个关键技术 ,即产品信息共享模型、设计问题的分布式构模方法以及基于约束的冲突检测方法。然后利用这些框架支持技术以及网络使能技术开发了一个分布式模块化协同设计环境 DCMDE,能有效地支持不同地理位置、不同学科的设计人员进行机械产品的协同概念设计。一个齿轮箱协同方案设计实例显示了系统的有效性     

基于UG的螺旋齿圆孔拉刀三维实体造型

通过对螺旋齿拉刀三维实体造型过程的分析,提出了将特征参数化和草图参数化结合进行三维建模的方法。利用草图功能绘制完整齿槽,并通过布尔运算生成刀具实体,实现了螺旋齿拉刀的三维实体造型。旨在为设计人员寻求简便有效的设计方法和工具提供参考。     

集成产品设计系统的研究与开发

CAD仅仅用作绘图工具而没有合理的应用策略 ,是不经济的。未来的CAD应该支持“需求分析—概念设计—具体化设计—详细设计”全设计过程。介绍了产品设计过程模型 ,把产品设计过程分为七个阶段 ,提出了一个集成产品设计系统的结构框架 ,以支持产品设计全过程。讨论了实现设计过程各阶段集成的三个关键技术 :基于特征的面向产品全生命周期的产品建模技术、STEP标准和API技术。     

产品设计意图的建模研究

一个完善的CAD系统应该提供产品设计意图的有关信息 ,以使得设计意图能在设计者之间共享。给出一个设计意图的模型 ,可供产品再设计时参考。     

面向方案设计的特征定义及表示方法

将基于特征设计思想引入到方案设计中,提出了旨在实现功能概念与几何构造间有效关联的原型特征和布局模板定义,原型特征定义方案设计的功能需求、概略几何实现方案等产品方案属性及其相互关系;布局模板是原型特征装配的结果,它以草图形式描述方案设计的产品原型特征组成及其整体布局形式,讨论了原型特征的组成,分类规则及其表示方法,给出了布局模板支持下的基于特生方案设计建模过程,研究成果为计算机辅助方案设计系统的实现提供了初步的理论框架。     

起重机金属结构三维变型设计研究与应用

结合起重机金属结构的设计特点,采用柔性模块、产品控制结构草图的变型设计方法,实现了产品特征级、零件级、部件级、产品级的三维参数化变型设计;基于拓扑约束、尺寸约束、工程约束研究了工程图自动调整技术,使三维参数化模型驱动后与之相关联工程视图信息自动更新。以桥式起重机金属结构为实施对象,开发了工程化的计算机辅助设计系统,快速生成的图纸能满足企业生产实际要求。     

工科工业设计产品速写训练方法初探

产品速写是工业设计专业一项重要的基础课程,然而工科工业设计专业学生在这方面往往是欠缺的.本文基于自身的教学实践经验,结合学生的训练结果,对工科工业设计产品速写训练方法进行了试验性研究分析.在提高自身教学水平的同时,也能有效的帮助学生尽快掌握产品速写方法.