多功能婴儿车的概念设计

目的针对婴儿车的安全性和实用性的缺陷,设计一款适合上下楼梯,更加安全可靠的婴儿车。方法采用可拓创新方法对婴儿车进行改进设计,使婴儿车适合在平地和上下楼梯时方便使用。在设计过程中,通过对婴儿车整体的共轭分析,采用可拓分析和可拓变换得到多种备选方案;根据可拓学的关联函数进行优度评价,得到最好的设计方案。结论采用可拓创新方法,成功设计一款功能全面、使用安全可靠的婴儿车。可拓创新方法适合产品的概念设计。     

功能模型格式语言FFL及FFL模型研究

功能模型是概念设计的核心处理对象。首先,在分析比较功能树和可拓功能模型的基础上,提出了基于XML的功能模型格式语言FFL(Function-model Format Language),总结并提炼了FFL的定义与特征,归纳并阐述了FFL的语法规则和语义约束;其次,提出了基于FFL的可拓功能模型到功能树的转换算法;最后,通过实例验证了FFL在促进功能模型之间的联系和沟通中的重要作用。     

基于可拓学的设计方案进化推理方法

在分析现有概念设计求解策略的基础上，提出了基于可拓学理论与遗传算法相结合的概念设计求解模型。利用遗传算法模拟物元变换过程，建立了产品方案物元描述的内部模型和外部模型，探讨了内、外模型的转换关系并通过关联函数将内、外部模型联系起来。根据内部模型给出了遗传算法的编码形式以及与之相适应的交叉、变异策略，并通过可拓评价方法建立了遗传算法的适应值函数，基本解决了产品概念设计中的知识组合爆炸和矛盾冲突问题。最后通过求解减速器方案验证了该方法的可行性。     

可拓学与知识管理交叉研究视角下的问题智能化处理

目的 虽然人工智能在机器学习和确定性问题求解方面取得了重要进展,但是在管理实践中更普遍的矛盾问题处理方面仍旧主要依赖于个体的经验,其智能化求解是学科交叉广、科学价值高的学术难题,因此亟需开拓问题智能化处理的新方向.方法 在综述国内外问题处理相关研究现状的基础上,回顾可拓学在矛盾问题处理方面的研究进展,分析可拓学在矛盾问题智能化处理方面的主要流程和方法,结合人工智能技术,从可拓学与知识管理交叉研究的视角,指出了问题智能化处理的几种新方向.结论 通过可拓学与智能知识管理的交叉研究,可以进一步利用新一代信息技术,按照一定的程序,系统化生成处理问题的所有可能的策略,从而提高问题求解从不确定性和随机性向必然性转化的程度,探索构建中国特色、中国风格的问题智能处理理论与方法.     

基于可拓学的对比相似功能树扩展方法

产品概念设计阶段常用功能树的方法来获取设计解.在可拓学关联函数的基础上,结合相似理论,提出了一种对比相似度计算方法,以计算对比相似功能间的相似度.在此基础上提出一种通过对原始功能树添加对比相似功能来扩展功能树的方法,使设计信息得以丰富、设计解空间得以扩大,从而增加获得创新解的可能性.实例验证了此方法的有效性.     

《可拓工程》简介

可拓工程是把可拓论与可拓方法应用于各实际领域,去解决其中的矛盾问题的理论、方法和技术。为了更多的学者能运用可拓学的基本理论和方法处理所在领域的矛盾问题,本书总结了多年来的研究工作,从可拓学的基本原理出发,完善和发展了可拓方法。第一章简要介绍可拓学的概况,第二章介绍可拓工程的理论基础———可拓论,第三章介绍可拓工程的方法基础———可拓方法,第四章介绍矛盾问题的求解方法,第五章介绍可拓工程方法与技术,包括可拓信息-知识-策略的形式化体系、可拓策略生成系统的实用技术、可拓数据挖掘方法、可拓营销方法、可拓策划方法…     

基于相似案例的产品可拓重构设计方法

目的 为了快速构建符合客户风格需求的产品概念设计方案,本文以客车造型设计为例,提出产品可拓重构设计方法。方法 首先,在用客车案例来表达数据结构的基础上,构建整车Metadata和关键几何特征Metadata的索引机制。其次,借助意象尺度图和KNN算法在数据库中检索出相似案例。最后,将产品造型视为可拓学理论中的物元,利用物元的多种可拓变换方式,从而实现产品造型概念方案的生成。结论 客车造型设计实例的分析结果表明,这种基于相似案例的产品可拓重构设计方法能够满足客户对产品造型风格的需求,可避免在造型设计过程中对设计师主观意识的依赖过强和客观知识使用不足的缺陷。     

基于可拓符号学的非遗衍生品设计方法研究

目的针对非遗衍生品设计中的文化元素提取与表征过程中的模糊性问题,从可拓符号学的视角研究非遗衍生品中的创新设计方法。方法基于可拓基元理论,构建非遗衍生品设计符号的可拓基元模型,提出一种适用于非遗衍生品设计的可拓基元转化、设计元素符号提取和设计方案优度评价的方法,并以天津非遗"狗不理包子"衍生品组合灯具设计为例,对上述方法进行深入分析和验证。结论基于可拓符号学的非遗衍生品创意设计和评价方法具有较好的可行性,可以为非遗衍生品的创意设计提供方法参考。     

可拓学与创新方法国际研讨会征文启事

人类社会是在解决各种各样的矛盾问题和不断开拓创新中前进的。利用计算机和网络帮助人们处理矛盾问题和进行创新活动是人类的理想。可拓学作为研究实现这一理想的基本理论、方法和工具,用形式化模型探讨事物拓展与变换的可能性以及开拓创新的规律与方法,并用于解决矛盾问题的新学科。可拓学创立于1983年。近30年来,可拓学研究者们建立了较完善的理论体系———可拓论,研究了应用于各领域的可拓创新方法,开展了在信息、设计、自动化和管理等领域的应用———可拓工程。可拓论、可拓创新方法和可拓工程构成了新学科可拓     

面向专利产品创新设计的可拓变换方法研究

目的 结合可拓变换方法与TRIZ理论,运用到专利产品创新设计中。方法 对目标专利产品进行分析,将系统组件分层并建立物元,通过功能分析判断组件功能的效果,确定组件正常、不足、有害和过剩功能,并用事元和关系元表达功能信息。通过功能分析和基元模型建立起该专利产品的功能模型,将问题功能的相关组件作为规避对象,运用可拓变换中的删变换和置换变换进行组件或组件参数的删减与替换,获得规避模型,再通过TRIZ理论求解工具解决规避后产生的问题,获得解决方案,最后进行侵权判断。结论 将可拓变换方法与TRIZ理论相结合运用到专利产品的创新设计中,可结合两者的优势,更加深入地分析问题与解决问题。     

智能环保产品的功能设计研究

目的对智能环保产品的功能定位及其设计方法的分类进行研究。方法结合实例及用户需求分析,基于现有技术,对智能环保产品进行创新功能设计研究。结论通过对现有智能环保产品的功能设计进行研究,得出了3种基本功能类型,包括围绕环保大数据进行的智能终端产品及可穿戴产品设计、环保公益类型产品设计、运用新技术和新媒介进行的创新设计;并针对不同的功能类型总结出了产品的基本设计方法;概括了现阶段智能环保产品的设计机会、设计领域、可实现的功能等内容。     

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。     

智能时代用户体验特点及其测量方法

目的 对智能系统与产品的时代特点及其用户体验测量方法进行分析,为用户体验测量方法提供新的技术研究思路。方法 以用户为中心的设计理论为基础,通过描述智能时代的系统与产品创新设计的用户体验特点、标准及需求,介绍了融合新技术特征的智能系统或产品在各领域的用户体验研究,突出创新设计驱动的以人为本思想,同时分析了产品全生命周期人机交互过程需求,介绍了一种新的基于多通道数据同步技术的定量化、客观的用户体验测量方法的功能及应用。结论 智能时代的产品与系统在体现智能技术主导的同时,也强调产品全生命周期的用户体验与融合先进技术的测量方法结合,促进了用户体验研究测量方法的革新,提升了系统或产品的社会需求价值,对实现用户体验战略化具有重要的意义。     

乡村振兴视域下农产品交互式智能包装设计研究

目的 围绕乡村振兴开展农产品包装设计,研究交互式智能包装在农产品包装上的创新应用。方法 针对农产品,以交互式智能包装设计为研究重点。首先,通过国内外相关文献、资料研究,对农产品包装设计的现状进行梳理,综述交互式智能包装的概念、特征、设计方法与原则;其次,利用案例法重点分析交互式智能包装在食品包装上的运用;最后,结合农产品包装设计的现状问题,为今后农产品应用交互式智能包装设计提出对策性的方法与设计方案。结果 交互式智能包装设计中的趣味性和互动性,满足了消费者对农产品在包装上的形式和功能以外的新诉求。借由交互式智能包装设计的科技性、互动性、传播性和创新性,让消费者和产品之间建立起了紧密联系,从而赋能农产品的价值提升。结论 交互式智能包装设计可以为乡村振兴提供一条好的路径。将交互式智能包装应用到农产品包装设计中,旨在更好地满足用户交互体验需求,从而更好地传播乡村品牌文化,提升特色农产品市场经济效益,助力乡村振兴。     

家庭智能产品的主动交互设计研究

目的 分析AI介入产品带给人机交互方式的转变,从被动交互到强迫式主动交互以及主动交互,对比智能产品交互形式及其差异,剖析智能产品主动性的研究,提出家庭智能产品主动交互形式及设计注意要点,以及智能体DNA双螺旋四联体主动交互设计模型。在人口老龄化社会背景下,结合智能产品潜在的大量用户,即老年群体为例,提升智能产品的使用效率。方法 对智能产品交互形式进行文献研究与对比研究,采用问卷分析法、用户访谈法及非参与式观察法等,结合实际案例进行分析。结论 智能产品交互系统分为被动交互、强迫式主动交互和主动交互,且在人机交互起点、主动权、数据驱动与AI决策等方面存在差异,家庭智能产品功能与内容的主动性服务,能够提高人机沟通的连贯性,有效帮助老年用户提升使用效率与体验。     

基于设计任务的概念设计中产品数字孪生模型的构建

在产品概念设计过程中,明确设计任务,应用数字孪生技术,可以更好地处理大量用户数据、监测功能运行和分析目标产品,促进设计方案的产生。首先,以设计任务为切入点,引入用户因素,集成任务分析法和情景分解法来分解设计任务,构建任务域任务流模型;其次,利用模糊综合评价法量化设计任务,明确设计任务,并对设计任务进行进一步分解,构建物理域实体任务情景模型;基于任务流的走向分析交互通道与虚拟域数据类型,构建虚拟域任务情景模型,完成基于设计任务的数字孪生模型的构建。最后,将这一方法应用于智能分类垃圾桶数字孪生模型的构建,拓展了数字孪生在概念设计中的应用。在产品概念设计阶段将用户因素融入设计任务中,可提高产品的设计质量。     

Online design reuse tool for the support of the generation,embodiment and detailed design of products

Design reuse is becoming a widely accepted strategy to meet the increasingly fierce competition and highly diversified customer needs in product development. In this research, an integrated and systematic framework to computerize the design reuse process was formulated and a prototype online design reuse system was implemented. This system embodies the evolutionary process of design reuse and supports design reuse from the original requirements through the concept and embodiment stage to achieve a final detailed design. The prototype system retrieves products using multi-indices and a stepwise winnowing method. The advanced-search module of the system solves a design problem using two intelligent search methods to retrieve reusable products. Finally, the system can adapt these retrieved products to generate a new design. The design reuse framework is based on related design methodologies such as function taxonomy, product family, etc. Genetic algorithms and case-based reasoning are adopted in this system to achieve an intelligent search. The variant design method is used in detailed design reuse.     

A cross-disciplinary technology transfer for search-based evolutionary computing: from engineering design to software engineering design

Although object-oriented conceptual software design is difficult to learn and perform, computational tool support for the conceptual software designer is limited. In conceptual engineering design, however, computational tools exploiting interactive evolutionary computation (EC) have shown significant utility. This article investigates the cross-disciplinary technology transfer of search-based EC from engineering design to software engineering design in an attempt to provide support for the conceptual software designer. Firstly, genetic operators inspired by genetic algorithms (GAs) and evolutionary programming are evaluated for their effectiveness against a conceptual software design representation using structural cohesion as an objective fitness function. Building on this evaluation, a multi-objective GA inspired by a non-dominated Pareto sorting approach is investigated for an industrial-scale conceptual design problem. Results obtained reveal a mass of interesting and useful conceptual software design solution variants of equivalent optimality—a typical characteristic of successful multi-objective evolutionary search techniques employed in conceptual engineering design. The mass of software design solution variants produced suggests that transferring search-based technology across disciplines has significant potential to provide computationally intelligent tool support for the conceptual software designer.     

基于用户特征的适老智能产品设计研究

目的研究基于用户特征的适老智能产品的设计原则及应用形式。通过研究探索为适老智能产品设计实践提供理论支持,为发展老年人智能居家养老解决方案提供思路。方法通过探讨老年人的生理特征、心理特征,提出针对老年人群体特征的产品设计策略。归纳智能养老产品在安全居家养老,独立日常生活和畅通进行情感交流等方面的主要功能,并结合实际案例对相关智能老年产品设计的核心功能设计及实现手段进行分析。论述适老智能产品设计中的功能设置适度、交互方式易用、旧有操作习惯的延续和情感体验的人文关怀等设计原则。结论在面向老年人的智能产品设计中,要充分考虑老年人群体的用户特征,注重适老化设计,从多个方面为老年人的日常生活提供支持和保障。     

人工智能赋能的设计评价方法研究与应用

目的 人工智能赋能的设计评价方法正成为智能设计领域的新关注点,也带来了全新的挑战.分析智能设计评价方法的发展趋势,总结评价方法及其模型构建过程中的关键问题,能为设计评价研究和应用提供参考,也对智能设计的发展提供支持.方法 以人工智能赋能的设计评价方法在阿里巴巴的应用实践为例,重点描述面向电商场景的短视频智能评价方法的构建,深入分析短视频设计特征对业务效果的影响,探讨智能评价方法在短视频智能设计中的实际应用.结果 短视频智能评价方法可以通过预测短视频广告效果,形成数据驱动的设计优化链路,为阿里巴巴的短视频智能设计提供支持.结论 人工智能赋能的设计评价方法是基于大数据分析和挖掘设计对象与特征之间的影响关系,可以有效地支持设计过程及结果的优化.智能评价方法是智能设计体系的延伸,对智能设计的进一步发展有着巨大的价值.