功能作用收集及其分类研究

概念设计的一大任务是为预想的功能寻找可行原理解.在计算机辅助概念设计研究中,通常需要对已知原理解的功能进行规范化表示,使得计算机辅助概念设计系统可以帮助设计员高效准确地找到可行原理解.功能作用是功能表示中的重要组成部分,目前功能作用大多采用自然语言表达,存在不利于计算机辅助概念设计系统识别和处理的问题.为解决上述问题,基于中文词典对及物动词的解释和定义,搜集并规范处理了与概念设计相关的功能作用.根据功能作用的本质特征,提出了功能作用的标准分类框架和具体分类框架,并初步建立了规范化的功能作用库.为实现对功能作用的规范管理,开发了功能作用的计算机管理模块.通过功能作用的规范化,可以为产品功能表示的规范化、原理解的精准检索等研究提供坚实的基础.     

自动穿孔机构的概念设计

为了解决细小链节串链的自动串连问题,结合虚拟设计及仿真手段对自动串链机的关键部件进行概念设计,通过构思-实验-设计法构建关键部件的功能原理解和确定设计过程,并由此进行跳跃式想象设计,得到能解决冲突的关键部件的创新设计及满足功能要求的整机概念模型,并通过对部件的概念设计和发散性创新设计的探讨,提出基于模拟实验及虚拟样机技术的一个应用实例。     

基于Internet的协同产品概念设计

产品概念设计是决定产品最终成本和创新程度的一个非常关键的阶段，在基于Internet的协同产品概念设计需求分析的基础上，提出了支持协同产品概念设计的总体框架，并分析了各个模块的作用及相互关系．基于这一支持框架，进一步提出了从概念生成、概念交流，到最佳产品概念选择这样一个包括三个阶段的协同产品概念设计模型，从整体上论述了协同概念设计过程的实现．本文提出的协同产品概念设计的总体框架和设计过程模型为实现产品的快速开发和创新设计提供了有效的支持和实现模式．     

产品突破性创新概念设计过程模型研究

目的 产品突破性创新设计是提升产品价值、增强产业竞争力、实现中国创造的有效途径。为了实现产品突破性创新,构建符合突破性创新特点的模型至关重要。方法 聚焦产品概念设计阶段,根据突破性创新内涵与特征,通过对文献的分析与综合,将约束与创新围绕创造力建立联系,并借鉴创造力的“生成-探索”模型,探索产品突破性创新概念设计新路径。结论 提出了一种新的产品突破性创新概念设计过程模型。该模型以约束类型与来源为框架,通过提高创新资源约束水平来强化创造力,以跨领域知识和技术的运用为手段,形成了创意优先的产品突破性创新概念设计路径。模块化自重构机器人概念设计实践表明:该模型能够有效支持产品突破性创新概念设计的开展,具备一定的理论价值和实践意义。     

创新概念设计的人机协同方法

分析了创新概念设计的研究现状、面临的困境及其原因,以系统工程方法论为指导,提出了人机协同的创新概念设计方法;从设计思维出发,研究了概念设计逻辑创新和非逻辑创新的特点,提出了概念设计的4个创新层次,即需求创新、功能创新、行为创新和结构创新;基于人的心智与计算机智能的不同特点,提出了一种新的基于可视化的人机协同模式,并建立了人机协同的创新概念设计模型;最后,讨论了人机协同实现的关键技术。     

基于可拓学的产品功能创新模型

产品功能是概念设计的出发点,创新是概念设计的灵魂.在分析现有产品功能模型功率键图的基础上,借鉴其思想,以物元形式描述功能,引入量值属性,建立创新设计的物元模型.从功能组合角度定义了功能之间的关系,以功能重组为出发点为设计者提供创新思路.     

基于FBS扩展模型的适老化产品易用性设计研究

目的 为改进适老化产品易用性问题,提出一种融合需求分析和外观编码的产品概念设计扩展模型。方法 首先运用文献分析法了解适老化产品易用性设计研究和经典概念设计模型的发展现状,同时结合产品语义学中外观具备的传达产品功能和操作方式的价值,提出将产品外观编码应用于改进适老化产品易用性的新思路。其次对传统FBS模型进行扩展,构建一个包含“需求–功能–行为–结构–外观”多种要素的概念设计扩展模型。以需求分析和外观编码为重点,具体阐述模型推导过程。进而通过老年用户判断产品功能和操作方式的正确概率和反应时间量化产品易用性,从而优选出最佳的适老化产品设计方案。最后在设计应用中,以家用电动护理床智能遥控的易用性改进设计为例,验证了NFBSA模型的可行性。结论 NFBSA模型能有效改进产品易用性,有助于缩小老年用户与适老化产品之间的使用鸿沟,进一步增强老年用户对新兴产品的信心,同时给予设计师与相关产品的易用性设计研究以参考价值。     

公理化设计与TRIZ的比较研究及其集成模型

摆脱设计对经验的依赖，探索以科学原理为基础的设计理论是设计方法学的研究热点。公理化设计理论和创新问题解决理论是基于科学的设计方法学，近年来已得到设计界的高度重视。分析比较了两种理论的内在联系和区别，以此为基础建立了产品概念设计过程集成模型。给出了应用案例，验证了模型的有效性     

支持概念设计的电子白板系统研究

建立了一个支持概念设计的电子白板系统．该系统结合集中式和分布式的特点，采用B／S框架结构．为不同地理位置、不同学科的设计人员提供一个实时协同的工作环境，以便共同完成概念设计阶段的活动和任务，能获取、共享及重用概念设计数据，有助于设计人员在设计早期进行创新思维。     

基于TRIZ理论的家用吸尘器概念设计

基于TRIZ的概念设计过程模型,总结了基于TRIZ的概念设计思想方法与设计实践中的操作程序.介绍了TRIZ理论中获得创新设计的理想解和技术冲突解决方法,利用这2种方法提出了高级机器人吸尘器的最终概念设计方案.     

面向问题的产品设计创意过程探析

通过对设计师创意设计过程及设计行为的研究,提出面向问题的产品创意设计策略,并依据这一策略将创意过程将分解成多个问题认知与动态行为片段,总结出问题-方案驱动模型,以期可以帮助设计师通过问题与方案的互相驱动不断地修正设计的方向,从而保障设计方案的创造性和合理性.     

交互设计方法的分类研究及其可视化

目的从交互设计方法的分类及可视化视角出发,探索交互设计方法在设计流程、研究范式与概念关注点上的态势,探讨未来交互设计方法可能的发展趋势。方法通过梳理交互设计的发展脉络与技术、行为、社会三种定义视角,以交互设计经典定义的概念关注点比较分析作为研究基点,选取九十三种交互设计常用方法作为研究样本,利用分类可视化方法,从“双钻设计程序模型”设计流程、“量化-质化”研究范式和交互设计UACM(用户-行为-语境-媒介)概念要素三个维度进行单维度分析、双维度比较与多维度综合。结果探讨交互设计方法可能的发展趋势。结论根据研究结果得出三个结论,即交互设计的概念要素将逐渐完善;交互方式的创造方法将逐渐多元;交互设计方法更适用于用户体验。     

基于科学文献计量的概念设计知识图谱研究

目的 探究概念设计研究的知识结构关系及谱系特征。方法 在我国科学基金资助的文献基础上,借助Citespace软件可视化,构建概念设计研究的知识图谱。结论 首先,通过作者共被引分析法,剖析概念设计领域的代表性学者及概念设计过程模型、产品信息建模、概念设计推理技术、计算机辅助概念设计等研究主题;其次,运用共词分析和聚类分析法,阐释研究领域涵盖的设计结构矩阵、设计认知、产品配置、产品进化等知识聚类;最后,利用引文分析法,探测概念设计在不同发展阶段的图谱特征,从而为基于科学文献的研究提供新视角和新思路。     

基于功能配置下共享快递包装模块化设计研究

目的 基于模块化功能配置,探索共享快递包装从功能分解、创意重组到替换重构的迭代过程,创新共享快递包装设计方法,设计一种多功能共享快递包装,以此满足不同产品的功能需求,迎合消费多元化发展。方法 在问题导向视角下,通过共享快递包装现状,探讨功能配置应用在共享快递包装设计中的可行性。在设计过程中,对共享快递包装进行功能需求转换,分析共享快递包装功能,划分层级模块,借助图形化方式,展开功能模块组合、分解示意,创新性地提出共享快递包装设计新形式,并以共享快递包装设计实践进行验证,证明基于功能配置下共享快递包装设计方法的有效性。结论 在包装概念设计阶段,将模块化功能配置应用到共享快递包装设计中,厘清了共享快递出现的问题,引导了共享快递包装的设计路径,为共享快递包装提供了创意设计参考,有助于共享快递可持续发展。     

基于顾客满意度的产品概念设计评价研究

目的为实现产品设计过程的科学决策,对子过程产品概念设计进行顾客满意度量化评价,为决策者选择概念设计方案提供参考,在一定程度上解决产品概念设计评价活动的主观性和随意性。方法确定研究方案,搜集产品概念设计阶段方案的评价指标,运用层次分析法建立评价指标体系;构建对概念设计阶段方案的顾客满意度评价模型;运用模糊层次分析法进行指标权重即指标重要度的计算;运用模糊数学思想进行指标满意度的调查与计算,在此基础上进行概念设计方案的满意度量化评价,得到满意的决策方案。结论以台灯概念设计基于顾客满意度的评价,验证了方法的可行性,有助于为决策活动提供量化评价依据,从而更有效地进行后续设计。     

Recursive annealing: A computational model for machine design

We propose a model for optimally directed conceptual design of machines in which the transformation of function to form occurs iteratively along an abstraction continuum. An algorithm called FFREADA is introduced as a computational implementation of the model. FFREADA is a grammar-based optimizing design algorithm that uses recursive simulated annealing to generate optimally directed designs. During FFREADA's design process, the mapping of function to form is accomplished using an abstraction grammar production system and a predefined library of function and form entities. FFREADA also has a random design generation mode that can be used to record data to characterize the space of design solutions. FFREADA is demonstrated by designing an idealized power supply using a variety of performance objectives. Results show the algorithm able to explore and record information about a tractably infinite design space before converging to the optimal design.     

递归对象模型在图形设计中的应用

目的对递归对象模型有效性进行分析。方法根据递归对象模型关注设计需求与解决问题方案之间的协同进化关系的原理,将其运用到图形设计当中,以图形设计过程中设计方向的提供、设计流程的设定、设计信息的提炼之间的有效联系为基础,对设计元素在分析结果的制约下图形视觉形态的有效整合过程进行研究。结论通过最终生成的图形设计结果与预期视觉功能的一致性,确认递归对象模型作为一种有效的分析工具,可以应用于图形设计创造性活动,生成一个表达设计理念的图形。在整个图形设计分析过程中,除了明确设计方向和分析设计主题以外,设计信息分析是最为重要的一项内容,同时也表明其作为全新图形设计工具的有效性。递归对象模型也可以应用到艺术设计领域,以其独有的分析问题的方法和流程产生针对任何设计需求的解决方案或结果,并可以预见该工具与艺术设计原理的结合将改变设计师在艺术设计工作中的思维方式,提高设计工作效率。