基于模糊综合评价的交互式产品设计应用与研究

交互式产品设计能给用户带来人和产品之间双向信息交流的体验,它除了实现产品本身的功能外,其交互设计能否最大限度地令用户对产品易用、乐用和高效应用是产品的重要评判标准。借用模糊数学中的模糊综合评价方法,综合考虑交互式产品设计各因素,结合用户体验,建立交互式产品设计评价的数学模型;按模糊矩阵的运算方法和最大隶属原则得到综合评价结果;实现从定性到定量,最终又回到定性的转化,为产品的决策提供可靠依据。     

用户需求导向的产品设计方案质量评价模型

针对企业产品设计方案质量评价问题,提出一种以满足用户期望为核心的产品设计方案质量评估方法.首先,利用模糊KANO模型对收集的指标进行分析归类,建立用户导向的评价指标体系.其次,基于产品设计方案评价模型及指标体系的前期研究成果,构建一套适用于以用户期望为主导的产品设计方案评价模型.由于用户期望具有一定的模糊性以及难以全部达成的特点,将以几何均解做为参考解的多属性边界逼近区域比较法拓展到犹豫模糊领域,并进一步优化了适用于该方法的标准化技术,系统的阐述了产品设计方案的评价流程.最后,通过算例对该评价模型进行了验证,通过对比分析证明该模型具有一定的优越性和适应性.     

Web环境下的交互式虚拟产品设计系统

提出了Web环境下的交互式虚拟设计系统的研究内容，并建立了一个基于CORBA的系统体系结构。通过调用UG、Pro／Engine和Solid Works等三维CAD软件的二次开发接口，实现了对产品设计模型的几何模型信息和特征信息的分离提取，并分别保存到数据库中。基于面向对象的几何引擎GLScene，开发一个可以显示OpenGL场景的ActiveX插件。在Web浏览器端，通过该ActiveX插件显示产品的几何模型，并允许用户对该模型进行浏览、拆卸和红笔会签；同时，允许用户查看产品模型的特征信息。建立了一个客户一客户、客户一设计人员之间的交互式工作环境，在这个交互式工作环境中，用户可以建立讨论组对产品设计进行讨论和协商。在同一个讨论组中，基于实体实时通信协议，用户可以实时地感知其他用户对产品模型的修改。同时，建立了客户与设计人员之间的即时通报机制——在批注被修改时，设计人员会收到通知消息。     

产品感性评价系统的模糊D-S推理建模方法与应用

建立了用户对产品的感性评价与模糊D-S证据理论的关联模型;利用产生式规则来表达用户感性评价知识;以产品的部件外形来构成推理的证据部分;以感性词汇集及相应的语意差分值来定义规则的目标集.通过模糊D-S证据理论的规则合成算法,最终获得了用户对整体产品评价及可靠度.该方法能有效地解决感性认知中的"未知性"及评价日标的单一性问题,并在以汽车为例的概念设计中得到较好应用.     

多目标驱动的产品形态基因网络模型研究

为解决产品设计过程中用户需求的主观性、模糊性问题,进一步提高产品意象传 达的准确度,提出一种多目标驱动的产品形态基因网络模型(M-FGN)构建方法。以品牌形象、 用户偏好、社会情境为驱动目标,构建多目标驱动空间;分析产品形态基因节点与边的设计, 以产品形态基因为节点,以节点之间的相关性为边,构建 M-FGN 网络;对网络进行拓扑分析, 析出隐性设计知识辅助设计师进行产品形态设计。以某国有企业 AGV 小车形态设计为例,通 过分析 AGV 小车侧面形态 M-FGN 网络,将析出知识提供给设计师进行针对性形态方案设计, 对子代方案进行对比评价,验证了 M-FGN 网络模型的有效性。     

基于粗糙集的全局产品结构模型研究

该文利用粗糙集理论有关方法,就用户需求、个性化配置及设计方案评价三个方面对面向企业的全局产品结构模型进行了相关研究;考虑用户的不确定性需求,建立了用户需求的数据挖掘模型．该模型能有效处理不确定或不精确知识的表达,进行经验学习并从中获取知识,进行推理,使得企业能够充分了解用户的需求;提出了个性化配置器的规则提取模型,利用不完备信息系统粗糙集的相关方法加以处理,将配置逻辑和规则纳入产品定义中,使得用户和销售工程师在进行个性化产品定义的时候就可以确定相应的配置逻辑,由此产生相应的产品结构,为面向多应用视图的BOM生成提供可能,还提出了设计方案评价的决策支持模型,该模型考虑产品全生命周期相关设计方案的各个影响因素,利用粗糙逻辑与决策方法对已有知识进行逻辑的推演与分析,提取相应的决策规则,为全局产品结构模型的建立提供支持;最后,给出了利用上述相关算法实现的产品配置管理的工作过程．     

IT产品用户体验质量的模糊综合评价研究

提出了一种基于可用性测试的旨在对产品使用过程中的用户体验质量进行综合评价的模型。首先结合ISO9241-11有关可用性的定义,建立了包括人-机交互角度、用户角度和观察者角度的用户体验质量的360°指标体系模型;然后针对可用性概念的模糊性及其综合评估中的问题,应用层次分析法(AHP)确定了指标体系中相关因素的权重,并根据模糊隶属度函数对用户体验质量评价标准进行了模糊化处理;最后采用模糊评价方法对用户体验质量进行评价。实例表明用户体验质量的综合性评估模型可以有效地对用户体验质量进行综合性评价。     

本体论在机械产品功能建模中的应用研究

概念设计是产品设计中最重要的部分,本文作者将本体论的原则与方法引入机械产品概念设计领域,建立了基于本体的产品功能信息模型,并提出以功能本体为基础建立产品功能结构的方法。最后,以果汁机功能设计为例说明了功能本体模型在产品设计中的应用。读者可以从中体会创新思维的一些方法。     

融合用户满意度的产品需求配置方法研究

为合理地确定用户需求偏好及其优先程度以适应大规模定制生产模式,最大限度 提升用户满意度,提出一种改进的产品用户需求配置方法。将模糊聚类分析方法融入Kano 模 型中对用户需求进行归属分类,根据用户需求对满意度提升的贡献程度进行筛选,计算需求 满意度及重要度评价因子,建立产品用户需求递阶层次结构模型。在模糊层次分析法(FAHP) 中通过采用模糊最优最劣法(FBWM)构造一致性三角模糊数互补判断矩阵,引入可能度概念实 现去模糊化,得到用户需求初始权重,并将需求评价因子作为初始权重的修正因子,将修正 后的权重进行归一化处理,得到用户需求综合权重,以此为依据实现产品需求配置。以某企 业眼镜产品设计开发为例,验证了该方法的有效性,为眼镜及其他产品设计开发提供了用户 需求配置策略。     

基于超图的产品4D信息模型描述的研究

在产品设计过程中,产品的4D信息模型(即以产品的3D模型为基础,以设计进程为时间坐标的4D信息模型)作为对产品信息的结构化集成,需要表达产品信息之间的各种复杂关系,并在整个产品进化过程中保持这些关系的一致性。本文在对产品设计过程中的4D信息特征进行分析的基础上,引入了超图理论来描述产品4D信息模型设计过程的信息,对产品4D信息模型建立的理论基础进行了研究,并对4D信息模型进行形式化描述研究,为产品设计及其过程管理提供了一种新的途径和研究方法。     

A rough set-based interval-valued intuitionistic fuzzy conceptual design decision approach with considering diverse customer preference distribution

Conceptual design evaluation plays a crucial role in new product development (NPD) and determines the quality of downstream design activities. Currently, most existing methods focus on fuzzy quantitative the evaluation information of multi-objectives in conceptual schemes selection. However, the above process ignores the various customers' preferences for each scheme under the evaluation objective, causing inconsistent preference weights in the various schemes, which cannot guarantee the market value of the optimal scheme. Furthermore, the ambiguous attitude from experts in the early design stage is not well taken into account. To this end, a conceptual scheme decision model with considering diverse customer preference distribution based on interval-valued intuitionistic fuzzy set (IVIFS) is proposed. The model is divided into three parts. Firstly, the initial decision matrix of multi-experts concerning the qualitative and quantitative design attributes is constructed based on intuitionistic fuzzy sets, and then the IFS decision matrix with interval boundaries is formed by using rough set technology. Secondly, the mapping model of design attribute to customer preference is constructed, and then the demand preference strategy implied by design attribute is judged. Thirdly, based on the demand preference strategy, the preferences’ weights for each scheme are calculated. Next, integrating the evaluation data with the same preference in the scheme, the comprehensive satisfaction of the scheme is obtained through IVIFS weighted aggregation operator, and then the optimal scheme is decided. Eventually, a case study of mobile phone form feature schemes is further employed to verify the proposed decision model, and results are sensitivity analyzed and compared.     

基于结构熵权 TOPSIS 法的产品设计方案评估研究

为了提高企业在产品设计方案评估阶段进行合理决策的效率,提出了一种基于结 构熵权双基点法(TOPSIS)的产品设计方案评估方法。在评估流程中,首先确定产品设计方案评 价指标,专家对各评价指标进行重要度排序,在得到了“典型排序”后经过结构熵计算和“认识盲 度”计算,得出各评价指标的权重,以替代双基点法中专家主观设定的权重系数;其次,构建设 计方案各指标加权标准决策的矩阵,进而求得各指标的理想解,基于以上可得到各设计方案距 离理想解的相对贴近度,经对比后确定设计方案的排序情况,从而得到各方案的优劣。最后, 将该评估流程应用于录音笔设计方案评估的决策中,验证了该方法的可行性与有效性。     

基于Web的虚拟设计中VRML实时模型的可交互处理方法

提出一种基于Web的虚拟设计系统的基本结构,对其中在Web页面上展示产品的VRML模型提出了一种可实时交互的处理方法,包括对VRML模型的可交互操作进行预定义、预定义的节点信息和数据库之间的逻辑关系以及根据预定义信息对VRML模型文件进行自动处理的相关算法,最后在系统原型中具体实现了该方法。     

基于多层次灰色综合评价法的工业设计方案优选决策模型及其应用

为辅助企业在产品设计方案评估阶段进行合理地决策,减少设计的盲目性和主观性,基于多层 次灰色综合评价法构建了工业产品设计方案优选决策模型。在评价流程中,首先依据层次分析法(AHP)与熵权 法通过定性、定量分析,合理地进行评价指标权重系数的确定。其次,采用灰色关联度分析法对各设计方案进 行灰色加权关联度的计算,确定其排序,并依据结果完成对设计方案的综合评价与优选工作。基于该模型完成 了对某款多旋翼无人机的 5 个设计方案的优先级排序,并将结果依据熵权 TOPSIS 法进行验证,以证明其可行 性。最后,基于指标权重与方案得分完成了对优选方案的优化,并对方案进行三维建模视觉化展示,有效地表 明了基于多层次灰色综合评价法的无人机产品评价优选决策模型的设计辅助作用。     

面向结构化布局设计的产品布局多色模型

为实现产品原理方案向结构化布局映射,提出产品布局元层次关系网及产品布局多色模型.首先在布局模块及其属性关系网的基础上构建布局元层次关系网;然后应用多色集合的个人颜色、统一颜色,给出产品布局元层次关系网的数学描述,形成产品布局多色模型,并提出推理算法;再利用个人颜色、统一颜色之间的围道布尔矩阵推理原理,进行产品结构布局设计过程中功能—运动分配—布局模块之间映射过程的形式化描述.应用该模型进行结构化布局设计,可有效地支持产品结构布局设计的公理化;最后在Pro/E平台中利用VC.net 2003工具进行二次开发,并以数控机床结构布局设计为例验证了文中模型和设计方法的可行性和有效性.     

基于犹豫模糊语言术语集和粒子群优化算法的产品造型设计感性评价方法

产品造型感性评价反映了用户的意象感知,具有模糊性与不确定性,用户常难以准确描述其感 性偏好而表现出犹豫。针对该问题,引入犹豫模糊语言术语集(HFLTSs)描述用户感性评价,基于其数学算子构 建犹豫模糊语言共识模型以测度用户认知一致性程度,借助粒子群优化算法(PSO)实现非共识条件下用户评价 矩阵的优化与共识达成,通过逼近理想解排序法对产品造型方案进行优劣排序,提出了基于 HFLTSs 和 PSO 的 产品造型设计感性评价流程。以汽车充电桩造型方案感性评价为例,验证了 HFLTSs 有助于解决用户感性认知 的不确定问题,结合 PSO 能够提高犹豫模糊语言评价的一致性,从而提升产品造型感性评价质量。     

A decision support system for product design in concurrent engineering

Compared with the traditional sequential design method, concurrent engineering is a systematic approach to integrate concurrent design of products and their related processes. One of the key factors to successfully implement concurrent engineering is information technology. In order to design a product and its manufacturing process simultaneously, information on product features, manufacturing requirements, and customer demands must be processed while the design is concurrently going on. There is an increased understanding of the importance of the correct decisions being made at the conceptual design and development stages that involve many complex evaluation and decision-making tasks. In order to promote the efficiency in concurrent product development, appropriate evaluation and decision tools need to be provided. In this paper, the characteristics of fuzzy, multi-stage evaluation and decision making in concurrent product development process are analyzed and a decision support system for product design in concurrent engineering is presented. An example is given to illustrate the application of the system.     

个性产品设计系统研究

为了满足客户参与个性产品设计的需求,给出了基于B／S多层结构模式的设计系统原理方案,探讨了零件信息模型、产品结构配置模型、系统集成的接口类设计等关键技术．提出了用于齿轮变速箱产品的个性设计原型系统,讨论了相关模型的建立过程,验证了系统的可行性．     

Development of an Internet-enabled interactive fixture design system

Fixture design is a complex and an intuitive process. An efficient fixture design system is essential to cut costs and reduce the product lead-time. In today's manufacturing landscape, various computer-aided systems exist to aid the various stages of manufacturing. A fixture design system should be able to transfer information with the various other systems to bring about a seamless product design and manufacturing environment. A fixture design system should also be portable on different operating platforms. This paper addresses the development of an Internet-enabled interactive fixture design system. The Internet and the use of XML as a file format provide a means for the transfer of information and knowledge between the various computer-aided manufacturing systems. The system has been implemented using Java and is based on a three-tier Thin Client-Fat Server architecture. This ensures the platform independent performance of the system. A locating scheme independent interactive fixture design method has also been developed in this work for detailed fixture design.