用户认知视角下的产品体验设计创新路径探析

目的从用户认知视角出发,进一步探究和完善产品体验设计相关理论,以指导产品体验设计创新实践。方法从认知视角出发,进一步厘清产品体验设计的相关概念;基于用户认知过程模型,分析和提出产品用户体验的分类;通过文献研究、案例分析等方法,结合产品用户体验的分类,分析和提出产品体验设计创新路径。结论从用户认知过程视角出发,将产品体验要素细分为信息感知体验、信息加工体验、信息输出体验、信息记忆体验,并将产品体验设计创新细分为10个路径,进一步明确了产品体验设计的创新思路。     

面向产品设计创新前端的机会识别

随着消费文化的发展和衍变,产品意义成为消费者购买产品的重要因素。针对现有研究局限于用户需求和技术发展,结合设计者的引导作用,提出基于产品意义、用户需求和技术发展的创新前端机会识别流程。通过划分用户群体,分别研究用户群需求、产品关键技术状态以及产品意义影响因素并确定设计目标,并将上述三方面整理归类为创新机会线索,利用多种创新工具和创新思维将整理归类的机会线索集成转换为创新机会;基于用户需求、产品意义、技术发展这三方面的约束及企业理念、资金等因素,选择更适合企业发展的几个机会点作为机会方案。最后通过射钉枪的机会识别过程,验证了该方法的可行性。该方法实现了设计驱动、市场驱动和技术驱动共同作用的机会识别,在满足用户需求、适应技术发展的同时表达了产品意义,为产品进化升级提供方案。     

基于3D打印技术的用户定制产品设计路径研究

3D打印技术具有速度快、精度高、造价低的特点,可用来实现用户定制产品的设计的后期加工环节,从而满足用户的个性化需求。3D打印技术采用了配置设计与调整设计方法实现针对个性需求的产品设计与生产。因此,基于3D打印技术的用户定制产品设计,在产品功能与产品外观上实现了定制化创新。本文从不同环节的工作内容、环节之间的衔接以及具体实现方法等方面进行论述,给出了基于3D打印技术的用户定制产品设计路径。     

基于用户体验地图的产品创新设计方法研究与应用

目的在产品创新设计过程中,基于用户体验全阶段、全过程视角来分析用户与产品、环境之间的复杂交互体验过程,减少项目开发人员之间对用户需求确认点认知的不一致性,保证概念设计方案的可靠性,提出基于用户体验地图的产品创新设计方法。方法首先通过用户体验地图将复杂的交互体验过程进行可视化显示,分析用户行为路径,梳理用户接触点、目标和期望,量化用户体验满意度水平,定位和描述产品痛点,发掘产品创新设计机会点;然后结合层次分析法对获得的产品创新设计机会点进行结构化的具体分析,量化用户需求权重,确定优选排序结果,以此对产品创新设计方案进行指导。结论以电动外卖送餐车的创新设计开发为例,验证了该方法的可行性和有效性,为相关产品的创新设计过程提供了参考。     

面向产品感性意象的造型优化设计研究现状及趋势

目的产品的设计优化创新一直是研究的重点,而造型是设计优化的重要关注点之一。针对感性产品的造型优化,充分应用感性工学理论及技术,进行以用户为中心的意象造型优化设计成为当前的研究热点,基于此,对面向产品意象的造型优化设计的研究现状及趋势进行了分析。方法通过对国内外学者相关文献的梳理和归纳,在感性工学理论体系相关概念阐述的基础上,分别探讨了面向产品意象造型优化设计中的意象提取、映射构建及造型创新三个主要环节;重点分析了在产品意象造型优化中,基于计算机算法的造型优化、基于创新理论的造型优化和基于数理统计模型的造型优化三个方面的关键理论、技术及其运用。结论总结出了在造型优化方面中关键理论、技术的优缺点;结合设计研究的发展趋势,对产品意象造型优化设计提出了展望,即多方法融合、生理心理认知测量技术结合、基于AI技术和大数据的优化。     

基于视线追踪,产品设计概念可用性评价方法

本文对视线追踪技术引入UCD产品创新过程产品设计概念可用性测试评价的方法进行研究,将模型置入虚拟环境,方法进行人机交互可用性分析与评价,利用视线追踪技术,跟踪捕获用户信息认知加工过程,判断目标用户的认知反应.分析目标用户兴趣,提炼基于视线追踪技术的产品设计概念人机交互可用性评价方法.     

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。     

知识视角下设计驱动的颠覆式创新方法研究

目的 颠覆式创新是企业实现跨越式追赶的重要路径,针对当前识别颠覆式创新机会的不足,基于知识基因与深度学习协同优化,提出设计驱动的颠覆式创新早期识别方法。方法 梳理知识视角下设计驱动的颠覆式创新流程,针对创新模糊前端阶段并基于“产品知识基因”的概念,首先通过大数据文本分析方法洞察用户未来需求,进行产品意义重构;其次对相关领域专利数据进行“主语—行为—宾语”结构与“技术—关系—技术”结构语义分析并建立产品知识库;最后在此基础上类比基因工程思维模式重组技术方案,寻求产品颠覆式创新。结论 以未来空调为设计研究对象,验证研究方法的可行性与有效性,能够帮助企业识别颠覆式创新设计机会,对优化资源配置和规划设计战略具有现实指导价值。     

面向成熟期产品突破性创新设计模糊前端阶段过程研究

 为解决机械产品突破性创新设计概念产生的问题,将发明问题解决理论（TRIZ）应用于新产品开发的模糊前端阶段．基于耗散结构理论分析了产品突破性创新的时机;在建立产品技术系统主功能物质场模型的基础上,提出了机械产品突破性创新的方法;基于技术进化理论对实现产品主功能的技术子系统进行技术预测,分析突破性创新的技术机会,并应用计算机辅助创新软件工具产生突破性创新设想;综合上述分析建立了面向成熟期产品突破性创新设计模糊前端阶段过程模型．应用该过程模型对快速切断阀进行创新设计,验证了所提方法的有效性．     

基于心流理论的娱乐产品创新设计

目的通过研究心流的相关理论及成果,提出适用于娱乐产品设计的创新设计方法,为娱乐产品设计寻求一种新的开发研究思路。方法以心流理论为基础,结合娱乐产品的使用人群、使用环境以及产品功能等特性,建立一种娱乐产品创新设计方法,包括具有明确的目标、准确而及时的反馈、行为与意识的统一、潜在的控制感、对时间的错觉以及符合用户审美的外观等6个要素,从而指导娱乐产品设计研究者进行更为深层的设计探索。结论基于心流理论的创新设计理念揭示了用户对于娱乐产品的需求,深刻了解用户需求从而才能通过设计提供给用户获得更极致的娱乐体验,并带来不同于其他产品的愉悦感和满足感。基于心流理论的创新设计理念,是一种从单方面的功能需求上升到精神需求层面的全新的设计方法。     

基于虚拟总轴的制袋机多轴同步控制系统设计

目的为了提高制袋产品质量及同步控制精度,实现产品技术升级,设计一种基于虚拟总轴的多轴同步控制系统。方法以三边封制袋机为研究对象,介绍其工艺流程及工作原理,搭建其运动控制系统拓扑结构,基于虚拟总轴同步控制策略,详细分析制袋机多轴同步控制基本原理,设计一种浮辊补偿算法,给出软件设计方法,并通过实际运行采集实验数据进行验证。结果该控制系统可以满足制袋机的运动控制要求,补偿相邻两轴间的同步误差,使得制袋系统两牵引轴间同步误差控制在0.3%左右。结论引入该策略的同步控制系统具有良好的同步性与稳定性,提高了制袋质量、精度和效率,降低次品率,较好地满足了制袋机裁切精度要求。     

基于机器视觉的制袋机裁切定位系统设计

目的针对圆角包装袋传统裁切工艺中存在的毛刺和废料问题,设计一种基于机器视觉的高精度制袋机裁切定位系统。方法利用LED背光源、低畸变镜头、CMOS黑白相机和工控机搭建视觉系统硬件平台,在Visual Studio开发环境中,基于OpenCV函数库设计视觉软件,用基于最小二乘法检测图像边缘,进而标定相机,提取包装袋圆角轮廓为特征信息。系统以特征信息为匹配模板对圆角位置进行精确定位,得到亚像素级角点位置,最终控制伺服系统执行误差补偿裁切。结果该定位算法可实现16 ms内精确定位圆角坐标,绝对误差小于±0.02像素点。结论基于机器视觉的定位系统具有运算速度快、定位精度高等特点,有效改进了传统制袋工艺,能够满足生产需求。     

立式包装机包装材料恒速供送控制

目的提高立式包装机的薄膜包装材料运行速度控制精度,提升包装袋的袋长精度和袋形外观质量。方法分析了影响立式包装机包装材料恒速控制精度的因素,在此基础上提出自适应模糊PID的控制策略,以实现系统参数的在线调整及优化,进而实现包装材料的速度在线调节。同时基于PLC搭建立式包装机控制系统,介绍控制系统的硬件结构和软件设计方法。结果实验结果表明,文中提出的控制方法包装精度约为±0.1 mm,有效提高了包装材料供送速度精度,使其速度误差控制在允许范围以内。结论该控制系统实现了包装材料供送速度的精确控制,提高了袋长精度和袋形质量。     

基于连续卧式充填方案的开袋补偿机构设计

目的提高多功能袋包装机的工作效率。方法基于回转式充填方案,研究并提出一种连续自动开袋补偿的技术方案,实现包装的连续高速化作业。结果设计出了连续回转式充填的自动开袋补偿技术方案和机构,该设计减少了传统袋包装机中开袋充填的停顿等待时间。结论该设计不同于目前基于间歇式制袋包装的形式,实现了连续开袋充填,提高了多功能袋包装机的工作效率。     

装袋机连续开袋机构设计

目的提高预制袋包装机的生产效率,实现自动装袋机连续开袋机构的设计。方法基于回转式充填结构,研究并设计一套预制袋在连续自动充填形式下的开袋机构,实现连续式开袋动作。结果针对选定的预制袋供送轨迹,设计出了预制袋连续开袋充填结构,可以完成预制袋连续性开袋动作。结论实现了自动装袋机连续开袋充填机构设计,省去了预制袋充填的间歇等待时间,提高了生产效率。     

非PVC储液软包在线检漏系统检测方法的研究

目的检测非PVC储液软包的密封性,提出合理检测储液软包是否渗漏的判别标准。方法对样品在外界压力作用下压强的变化进行理论分析,并利用一种非PVC复合膜储液软袋渗漏检测的实验装置对同一批次、规格相同的300个样品进行实验,对完好样品和渗漏样品的实验数据进行正态拟合,用数学统计的方法对合格样品的压降数据分布情况进行分析。结果在受相同压力的情况下,完好样品的压力下降小于渗漏样品的压力下降。结论在保压期间,如果样本压力下降值在11.31~34.68 N,可以判断出样品为合格样品,否则为渗漏样品。     

基于多控制器的包装生产线控制系统设计

目的为了提高包装生产线的自动化程度,以袋式包装生产线为研究对象,结合工控机、运动控制卡、PLC设计一种控制系统。方法袋式包装生产线的主要结构包括封合切分、喷墨打码、放袋、定量下料等装置,以工控机为核心,搭建相应的控制系统,整合生产线内各驱动器、传感器,使其具有数据处理、信号监控、轨迹规划等功能。同时给出软件设计方法,基于遗传算法讨论系统平衡问题,并进行试验验证。结果基于所述控制系统的包装生产线可靠性较高,合格率达到99.9%。结论该包装生产线控制系统能够满足自动化生产需求。     

水泥包装自动套袋装置控制系统的设计

目的 为了提升水泥袋装过程的自动化水平，减少长期以来对人工套袋的过度依赖。方法 在现有的回转式水泥包装机技术基础上，设计一款与之相适应的自动套袋控制系统。对套袋装置的结构原理进行简要阐述，同时明确控制系统的设计要点，决定采取以“HMI+PLC”的分层控制结构，在硬件选型的基础上，又对控制程序和组态界面进行了开发。结果 经过现场实验验证，文中所设计的控制系统操作简便、可靠稳定、易于维护，在粉尘浓度较大的环境中运行良好，有效实现了供袋、取袋、开袋以及套袋等工序流程的自动化控制，套袋速度接近1 500袋/h，且套袋成功率达到98%。结论 系统通过触摸屏界面完成远程操控，将套袋工人从恶劣的粉尘环境中解放出来，为自动套袋技术难题攻关提供了可参考方案，提升了水泥生产行业的自动化水平，具有广阔的应用前景。     

基于图像识别的包装机下料控制系统设计

设计了一种基于图像识别技术的包装机下料控制系统。从下料系统存在的问题、系统总体框架、实现及实验结果几方面进行了研究。该设计采用闭环控制,以包装袋口形状图像为反馈信息,使下料控制系统具有很高的准确性、快速性和稳定性。实验结果表明,该设计适用于控制高速、自动、准确度高的包装机下料,已成功应用于一些企业的自动化包装线上。     

基于TRIZ的筒纱自动缝纫包装系统设计与实现

目的 为了实现筒子纱的自动化缝纫包装,文中基于发明问题解决理论(TRIZ)提出并设计一套筒子纱自动化缝纫包装系统。方法 在结构设计方面,运用TRIZ理论进行分析,找出多对技术矛盾,根据分割与切割、预先作用、反向等发明原理设计实现一种新的缝纫及其夹持机构,解决传统筒子纱编织袋包装系统存在的工业缝纫机头无法移动,以及编织袋自身和筒子纱作为物料较为柔软、容易形变的问题。结果 对样机封包的稳定性进行了测试,将样品分9组,每组进行80次封包试验,总计720次。由试验结果可知,系统运行稳定,总体成功率达到99.70%。结论 基于TRIZ的筒纱自动缝纫包装系统对不同硬度、质地、尺寸的编织袋有很好的适应性,具备良好的推广应用价值。