基于草图认知分析的产品形态设计

分析了草图的内在属性及其对产品形态设计过程的重要辅助作用,提出了基于草图认知分析的产品形态设计研究方法.通过研究记忆系统中产品创意的产生机制,探索了草图表达与设计认知活动之间的内在联系.以儿童手机形态设计为例,进行了产品形态设计认知实验,利用口语分析法获取形态设计过程中的设计信息,通过对比分析设计过程中有经验工业设计师和新手在设计反复、认知活动、草图表现及思维转换巾的不同,获得了有助于产品形态创新的设计规律,为设计教育实践提供了参考,并为计算机辅助产品形态设计系统的开发提供了依据.     

基于确定性信息理论的设计认知复杂度计算方法

针对创新设计模糊前端的认知计算问题,从信息处理研究的角度,借助口语数据来表征团队设计认知信息,提出了设计认知复杂度分析及计算方法。从设计的过程、内容、团队和方法四个方面阐述设计认知行为的复杂特性,并以链接表结构化表达设计推理的过程及概念信息,结合熵信息和确定性信息理论来描述设计认知,在新定义的链接矩阵的基础上实现T-code解析算法分析,对设计认知推理的不同阶段、概念分布、关键概念等方面开展设计认知的复杂度、信息量和信息熵研究。以功能背包设计为实例,对比分析设计认知敛散过程与设计概念空间的布局特性,验证了此计算方法的有效性和可行性。     

融合认知心理学的产品创新设计方法研究

根据产品设计的特点,会聚了认知心理学、信息技术和设计理论,建立了产品创新设计的创造力定性模型;分析了产品创新设计创造力的关键属性、创造性思维模式和计算机支持工具,提出了提高产品创新设计创造力的方向和方法。根据认知过程,对设计问题进行定义和表征,并采用不同的策略进行创新设计,建立了系统化的人机交互创新设计方法。在此基础上,建立了一个初步的原型系统。     

基于概念设计思维模型的计算机辅助创新设计流程

为激发设计者的创新思维,从认知的角度出发,探索“分析—综合—评估”进程模型、“宽度—深度优先—机会主义”设计策略和“发散—收敛”思维模式之间的内部关系:设计者的思维模式推动设计实践遵循设计进程,以设计策略为实施原则持续进行,由此建立了一个设计思维模型.利用认知实验和linkography数据分析方法验证了模型的有效性.基于该设计思维模型,遵循设计进程的思维特性和设计策略选择偏好原则,组织和推送支持计算机辅助创新设计的系统资源,建立符合设计思维规律、以启发设计者内在思维机制为目的的计算机辅助创新设计流程,为构建高效的计算机辅助创新系统提供理论基础.     

三维打印成形粉末配方的优化设计

利用均匀设计方法对三维打印成形的粉末配方进行了试验研究,对试验数据进行回归分析,建立了粉末成分配方对制件性能的多元非线性回归方程。设计了粉末配方的多目标优化模型,利用MATLAB软件求解出最佳配方并通过试验加以验证。采用均匀设计试验进行回归分析和优化是安排多水平配方设计的良好方法。     

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。     

基于双响应面法的行星齿轮机构稳健设计研究

双响应面法是通过试验设计分别构造响应面均值和方差的近似模型,并通过该模型进行优化的一种稳健设计方法.文中对双响应面法中的实验设计、响应面模型的建立等内容进行了分析研究,并将此方法应用于行星齿轮机构设计中,建立了基于中心组合试验的行星齿轮机构稳健设计模型.与传统优化方法相比,该方法提高了设计的稳健性.     

需求驱动的复杂机电产品设计方案求解研究

为了在产品设计过程中充分认知、挖掘和利用顾客需求,提出了需求驱动的复杂机电产品设计方案求解方法。采用数学描述方法,从理性的角度对需求信息获取、设计方案求解、设计结果验证等进行了准确描述,并且建立了设计方案的求解模型。最后,以一个电子伺服多工位送料机的创新设计为例,阐述了设计方案求解过程,验证了该方法的可行性。     

面向认知主体的产品意象造型创新设计方法

为满足用户和设计师对产品造型的感性认知,提出基于认可度和交互式单亲遗传算法的产品意象造型创新设计方法。首先确定目标意象和代表性产品样本,进行产品意象调查与分析;然后以产品意象认可度为依据,建立产品意象造型选择机制;最后将选择出的较优产品样本作为父代,利用交互式单亲遗传算法建立产品意象造型创新设计系统,得到最优设计产品。以水瓶设计进行实例研究,结果表明该方法可为产品造型设计提供有效的辅助和支持。     

基于ADAMS/Insight的汽车悬架转向系结构参数优化

建立了汽车悬架转向系的虚拟样机模型,进行双轮同向激振仿真实验,通过ADAMS/Insight试验设计与分析模块,以汽车悬架转向系定位点坐标为试验设计变量,建立了设计矩阵进行试验设计分析,获得了前轮定位参数影响因素表,利用其灵敏度信息和坐标轮换搜索技术,以操纵稳定性为目标,优化了悬架转向系定位参数。     

Design creativity in product innovation

The traditional design methods mainly focus on product or technical system themselves, but seldom recognise and plan design process from creative cognition approach point of views. This paper presents a qualitative model of creativity for product innovation. The factors that affect individual creativity are analyzed. Based on the characteristics of product design, incorporating cognitive psychology, information technology and computer application technology into design technology, a qualitative model of creativity for product innovation is developed. The key attributes of the model, named thinking styles and computer support tool, are analyzed, as well as the approaches of enhancing designer’s creativity for product innovation are presented. Based on the cognising process, the design activities were defined and represented, then, suitable creative strategies were selected. A systematic man-machine interactively creative design approach was established and a preliminary prototype software system of computer-aided design for product innovation was developed.     

机电产品创新概念设计的功能分解方法解析

根据创新问题类型的不同,通过对多种功能分解方法特点的分析,总结出了面向全新产品设计的功能分解方法和面向已有产品改进创新的功能分解方法。提高了使用功能分解方法完成创新设计的效率和针对性,为下一步创新概念设计的研究工作奠定了良好的基础。     

基于共生进化原理的功能结构设计

从生物的共生进化模式得到启发,从设计认知的高度,系统地总结了基于共生进化原理的共生功能之间的关系,包括“提供作用条件”关系,“消除有害副作用”关系和“消除有害环境影响”关系三类。这些关系为系统地解决创新设计中基于可行原理解的功能结构设计问题奠定了基础。在此基础上提出了集成原理方案设计和功能结构设计的计算机辅助概念设计的进程模型。该进程模型能根据实际创新设计环境以及候选原理解的作用条件、副作用和环境影响,在求解过程中动态地生成待求产品的功能结构,符合设计师的思维习惯。最后给出了模型应用实例。     

基于直觉认知模型的创新设计方法

通过建模直觉生成过程并应用于创新设计,提供了实现智能设计的一种新方法。首先,对产品功能、结构等设计因素进行基因表示,进而改进Hopfield神经网络用于实现联想记忆,从而建立了直觉生成的认知模型和计算模型;然后,引入环境特征来拓展设计空间,并结合杂交与变易创新运算方法,给出了基于直觉生成模型的创新设计计算过程;最后,通过桌子自动造型设计对该方法进行了应用验证。     

产品设计认知策略决定性因素及其在设计活动中的应用

通过对16位设计师设计前期分析活动的问卷调查和对设计方案的直接观察,进一步了解设计认知策略的决定性因素,认为设计认知策略的采用取决于设计师逻辑或直觉思维的偏好。问题驱动的设计认知策略与方案驱动的设计认知策略是创造性思维两个方面的体现,两者各有优缺点。在设计活动中可以依据设计对象的特征采用不同的设计认知策略来优化设计;可以依据设计师的认知策略的偏好来组织搭建设计小组,提高设计团队的效率。     

机电一体化产品概念设计理论研究现状与发展展望

探讨了机电一体化产品概念设计理论与方法对产品创新设计的重要性。分析了机电一体化产品概念设计理论的国内外研究现状与不足之处。国外学者以电子学及控制理论为研究出发点，建立了一些概念设计操作平台。国内学者以现代机构学为研究出发点，研究以运动执行功能为主功能的机电一体化产品概念设计，其设计理论与方法，更具有实用性，更有利于计算机辅助概念设计。最后指出了机电一体化产品概念设计理论与方法的发展方向。     

基于TRIZ/FUZZY的产品创新设计优化方法

分析创新设计理论目前的现状,任何一种设计理论已不能充分满足创新设计的需要。提出了一种基于TRIZ和Fuzzy优化的创新设计集成模型,然后给出了相应的算法。最后,通过实例说明了基于TRIZ／Fuzzy优化的产品创新设计集成方法的可行性。     

基于知识粒度的TRIZ在创新设计中的应用

为实现发明问题解决理论(Theory of inventive problem solving,TRIZ)中概念解到特定解的,从认知心理学角度分析产品创新设计问题的解决机理,提出一种多粒度多层次的知识组织模型,将设计知识按照TRIZ原理、功能、行为-流对、科学效应、领域五种属性进行标注,每种属性又包括概念、语义和事实资源三种层次结构,构建多属性多层次的本地知识库,为设计者提供本领域知识。此外通过语义本体推理和语义扩展从专利数据库和网络资源中获取近领域、远领域知识,在创新设计问题解决过程中推送给设计者,有利于激发设计者进行联想类比,支持其从不同粒度分析和解决问题。最后建立基于多粒度知识组织的创新设计问题解决模型和系统框架,并结合III型铁路扣件的概念设计示例说明该模型的应用。     

家电创新设计系统的研究

针对家电行业急需创新设计的情况,探讨了创新设计及其本质,分析了能在家电创新设计中使用的多种创新方法,并着重研究了家电创新设计系统的体系结构、基于模块化设计的技术路线、基于知识的设计以及设计流程与知识融和等关键技术。