设计团队结构影响异步协作模式的仿真研究

面向产品概念设计为任务的团队协作机制创新需求,尝试将开源软件和维基百科的开放式异步协作模式移植到设计团队中,为了探索设计团队在异步协作模式下提高创新产出的方法,在前期真人实验研究结果基础上,建立了设计师决策行为模型与团队协作多Agent仿真模型,并以设计软件平台为基础开发了原型系统。以产品配色为任务,通过调整团队中"引用"与"原创"两种决策偏好的Agent结构比例,开展异步协作仿真对比实验。实验结果表明,引用型设计师占优的团队的协作产出质量明显高于原创型设计师占优的团队,但引用行为的积极影响需要综合考虑团队规模与成员构成的组合才能得到发挥。基于仿真结果提出了设计团队相对较优的异步协作模式管理的建议。     

产品设计中的开放式群体协作创新模式实验

针对创新需求增长迅速而创新产能不足的现状,基于开放式创新思想提出一种基于引用的开放式协作创新模式,用以挖掘群体创新资源,并以产品外观形态设计为例组织了实验研究。从收敛特性、引用特征、最优性条件、协作程度和协作结果等方面对开放式协作创新的结果进行了分析评估。实验结果表明:开放式协作创新模式具有社会网络的一般特征且收敛;所提出的利益分配模式对协作成绩有明显的促进作用;协作模式有助于激发参与者的创新潜能,并形成高于个人单干的群体智慧;参与者的行为模式呈现出并行优化算法和进化规划算法的一般特征,收敛过程中呈现出的局部化特征有助于开展进一步分工协作模式的研究。     

基于深度学习的产品概念草图生成设计研究

概念草图设计作为人类的高阶视觉认知活动,是辅助设计师记录、构思、创造和评估想法的重要手段,对生成创新概念具有积极影响。为模拟设计师的这种高阶视觉认知行为,实现智能化辅助创意草图设计,提出一种基于深度学习的产品概念草图智能生成设计集成方法框架,包括端到端的草图设计GAN(Sketch2Render-GAN)和草图神经风格迁移网络(Sketch-NST)两个核心模块。前者实现概念草图生成与渲染,后者执行草图风格特征变换。分别以手电钻和自行车头盔为实验对象进行了验证,结果表明该方法框架可快速获得大量具有创新概念的草图,并实现草图自动渲染及风格变换。有助于辅助设计师在视觉认知层面突破设计固化,提高设计效率。此外,为改善工业设计师与AI模型间的人机设计协作模式,还开发了智能草图设计生成器(S-SDG＿v0.1),从而有效降低设计师应用智能算法辅助设计的门槛。     

基于QFD和TRIZ的产品形态创新方法

为减少形态创新设计思维过程的主观性和偶然性,帮助设计师快速、准确地发现和确定产品形态创新点,提出了一种基于质量功能配置和发明问题解决理论的产品形态创新设计新方法.该方法通过构建一个改进的面向形态设计的质量屋模型分析并确定产品形态设计中的冲突,结合可视化的TRIZ 40条创新原理资料库,应用TRIZ来解决设计冲突,以此获得形态创新点和创新形态设计方案.运用本文提出的方法,完成了插座的形态创新设计.     

业务关联的多产业链协作网络模型

针对业务关联的多产业链协作模式,提出了业务关联的多产业链协作网络,并建立了数学模型;分析了业务关联的多产业链协作网络特征,基于复杂网络理论,综合考虑了节点的群落特性、节点间双向择优选择机制及节点间协作关系消亡等因素,提出了业务关联的多产业链协作网络加权演化模型,给出了演化模型算法。研究结果表明,业务关联的多产业链协作网络的节点强度分布符合幂律分布。以汽车零部件产业链协作网络为例,验证了模型的有效性。     

基于WEB的产品异地协作设计集成平台W-design的研究

现代产品的设计是基于知识和创新的设计，以信息技术和网络技术为支撑平台，实现设计资源的最优配置，产品异地协作设计集成平台W-design的建立就是为实现这一目标，文章介绍W－design设计集成平台的框架结构、主要功能。为机械设计提供了新的创新思路和途径。     

面向随机协作的柔性管理信息系统体系结构研究

分析了随机协作的特征，提出了一个面向随机协作的、基于集成化扩展企业模型的、以跨企业过程执行工具为核心的柔性管理信息系统的框架，重点分析了面向随机协作的、支持互操作的集成化可执行模型和随机协作网络管理平台。     

汽车外形设计的基因网络模型

为解决汽车外形设计中设计参数组合爆炸和设计参数与意象目标之间复杂映射关系两个问题,基于产品基因网络的基本思想,以设计参数和意象目标为节点、节点间的相关性为边,建立汽车外形的基因网络模型。该模型表达了汽车外形的设计参数和意象目标两个集合的内部关联。按照节点的敏感性和度数大小对节点进行分类,筛选出关键节点和节点集团,辅助设计师进行决策。基于106个汽车外形参数建立了146款常用车型的三维参数模型,对参数间的相关性进行了计算分析,并面向20个意象目标开展了意象评价实验,利用实验数据建立了汽车外形的基因网络模型。基于不同的样本重复汽车外形基因网络的建模过程,通过比较论证了网络模型的存在性与稳定性。     

产品造型设计思维模式的研究及应用

基于实验提出了两种产品造型设计思维模式并应用于ICAID(Internet based Computer Aided Industrial Design)系统的构建。通过口语分析实验,研究了实验对象(工业设计师和工程师)典型性的产品造型设计思维过程;提出了概念驱动和特征驱动的思维模式及相关思维方式,并阐述了它们的差异性;为了拟合不同系统使用者的设计思维,对应于概念驱动和特征驱动的设计思维模式,设计了ICAID系统的意向尺度图和草图器作为其案例库检索引擎,用以提高系统的可用性。     

基于知识流的流程角色协作

为确保业务流程的高效运行,在协作中要实现与流程相关的所有管理要素的同步流动,但现有的角色协作方法大多对流程缺乏系统性的分析.以流程角色识别为基础,引入虚拟流程概念,从知识流角度讨论了角色的协作实现.根据流程要素相关性,将角色协作区分为强相关角色协作和弱相关角色协作,从活动、资源和目标等维度透视强相关角色协作,从知识创新角度剖析弱相关角色协作,形成了一种系统化的角色协作机制.     

基于设计特征的机电产品低碳设计方法

为支持在产品设计阶段进行生命周期碳足迹评估以及设计方案低碳优化,提出一种基于设计特征的产品低碳设计方法。构建产品设计方案特征表达模型,来表征与产品生命周期碳足迹相关设计信息;通过分析产品设计特征与生命周期碳足迹的关联映射关系,提出基于设计特征的产品碳足迹评估方法;建立基于差分算法的低碳优化模型,以生命周期碳足迹最小为目标优化设计特征,获取低碳性能最优的设计方案;以某冰箱作为研究对象进行低碳设计,验证所提方法的可行性和有效性。     

基于设计流与知识流交互的产品创新求解模型

为在概念设计阶段合理组织设计过程并有效利用设计知识,激励设计者策略化地产生创新设计方案,提出一种基于设计流与知识流交互的产品创新求解模型.根据功能、行为、结构等设计要素的不同特点及对设计过程的不同支持作用,建立了面向多样性设计、适应性设计和原创性设计的设计流;基于设计流构建了由功能知识、行为知识和结构知识构成的知识流,通过设计流与知识流的多层次往复映射实现不同的设计目标.基于课题组创新设计服务平台开发了相应功能模块,并完成了对咖啡机的创新设计过程,验证了该求解模型的有效性.     

基于认知思维的环卫安全代步车造型设计

产品意象造型设计是工业设计造型理论的核心。通过对设计认知思维及产品意象造型设计相关理论的研究,提出基于认知思维的产品意象造型设计方法。以环卫安全代步车意象造型设计为例,以用户和设计师的意象认知思维为基础,通过挖掘产品感性意象、辨识形态设计要素,对产品造型进行创新设计,给出了设计方案,以验证设计方法的可行性,为相关企业开展新产品意象造型设计提供参考。     

基于形状混合的产品意象造型设计方法

为满足消费者对产品的感性需求,提出基于形状混合的产品意象造型设计方法。以数码相机为研究对象,运用SD法确定产品的感性意象,通过形态分析法构建感性词汇与产品特征要素之间的关联;提取数码相机关键特征元素的曲线,运用基于特征的形状混合方法实现典型样本的造型过渡,生成一系列相互融合的造型,为设计师提供产品意象造型设计的可能性方案;对设计方案进行感性意象评价,验证了方法的可行性。     

面向主导客户的大规模定制产品开放式创新方法

为了更好地满足客户的个性化需求,本文研究了大规模定制产品创新开发模式,提出了适合中小企业的面向主导客户的大规模定制产品开放式创新设计方法。首先,基于主导客户设计的产品实例,运用实验设计方法产生一组产品实例设计方案,并通过回归分析得到产品设计参数之间的函数关系,然后,通过内插值法派生出多个产品实例,基于可视化和仿真技术提出了产品实例的族划分方法,即根据极大值分布情况确定族的个数,并从质量损失的角度给出各个族对应的参数值域,最终得到合理、有效的产品族模型信息,最后,通过实例对上述原理和方法进行了验证。     

多Agent模型角色间转换与协作技术研究

本研究以BDI逻辑描述Agent思维状态模型的概念和特征,作为Agent知识表示和推理的基础。通过分析Agent、角色概念,角色转换及角色间二元协作关系,建立具有角色间转换与协作能力MAS系统模型。并用DORL(Domain Ontology Representa-tion Language)语言描述应用域本体、系统角色定义、角色协同行为规范与角色间协作等内容。最后讨论了案例知识供应系统的实现。     

基于增强现实技术的导览产品用户体验设计研究

提出了产品体验协作设计方法,包括产品体验协作设计过程模型、多学科协作产品体验设计框架、体验隐性要素和显性要素协作设计模型、AR系统的体验设计流程。由于导览产品体验设计为装备制造业、城市管道监测、参观等方面的升级具有重要意义,以导览产品为例,运用产品体验协作设计方法进行了原型设计,应用增强现实技术优化了用户体验过程,验证了协作设计方法的可行性,为相关行业进行用户体验设计提供参考。     

交互操作行为驱动的手机产品人机工程设计

针对有复杂交互操作行为需求的手机产品,研究了利用交互操作行为对产品形态进行驱动设计的方法.细致分解了手机的人机交互过程,对持握和按键两个关键的操作行为进行了实验研究和实测数据的统计分析,获得了手机在掌中的定位特征,以及多键按键操作的综合舒适度和准确率的评价指标,并计算了相关的影响参数.基于编码表达式建立了手机产品的设计模型,利用遗传算法原理编写了手机设计方案的求解算法,通过问题构建、自动求解和交互求解三个过程在方案解空间中搜索最优方案.开发了交互操作驱动的手机设计原型系统,初步实现了求解过程.研究表明,利用交互操作行为对产品形态进行驱动设计是可行的,交互行为的表达方式和产品的编码设计质量对设计结果有较大影响.     

产品造型设计中的思维固化策略及应用

在产品造型设计中,思维固化是设计师经常面临的问题。采用有意还是克制思维固化策略,是设计师秩序化设计活动中需要考虑的问题。首先,通过分析产品造型设计思维的流程和特点,综合文献成果,提炼了影响思维固化的关键要素,即:创新度要求、设计问题属性、设计师偏好、设计刺激手段;然后,通过建立基于问题域到特征域映射过程的产品造型设计思维固化策略模型,指出关键要素在映射过程中的位置、内容及关系,明朗化各思维阶段与思维固化之间的联系,并且认为有意思维固化策略关键在于框架化知识与偏好集合的不断补充,以及依据具体问题描述和创新度要求的筛选,而克制思维固化策略关键在于设计刺激起点信息的内容、表达形式以及所处设计阶段;最后,将有意和克制思维固化策略应用于实际的产品造型设计项目中,定性评价了思维策略和设计方案。研究表明,有效运用有意或克制思维固化策略,能够提高产品造型设计的效率。     

基于深度学习的产品色彩情感化设计

为准确把握用户对于产品色彩的情感意象感知规律,创新性生成符合用户情感偏好的产品色彩设计方案,提出一种基于深度学习的产品色彩情感化设计方法。首先运用语义差异法和GoogLeNet模型构建产品色彩情感意象数据集;然后,基于产品色彩情感意象数据集与条件深度卷积生成对抗网络(C-DCGAN)搭建产品色彩设计方案生成模型,创新性生成产品色彩设计方案。最后,以出租车色彩设计为例,验证了所提方法的有效性与适用性。