基于需求分析和情境FBS模型的智能床设计研究

随着生活水平的提高和大健康理念的普及,功能单一的家具难以满足人们日益多样化的需求,智能家具成为新的发展趋势.基于以上背景,从用户需求分析出发,结合情境FBS模型,探索智能床的设计思路.首先通过访谈和问卷调查收集用户对于智能床的各种需求,并采用层次分析法对用户需求的重要性进行专家评价,采用Kano模型对用户需求的满意度进行用户测评,得到各种用户需求的综合重要度,筛选出关键性用户需求.其次以情境FBS模型为框架,依据关键性用户需求,进行智能床设计的"功能-行为-结构"映射,构建智能床的结构框架和相关技术原理.然后根据风格、造型、材料、色彩等家具设计要素,完成智能床的造型设计.最后采用系统可用性量表对智能床设计方案进行用户合意性评估,评分达到80分以上.研究表明:设计出的智能床在满足用户需求方面表现良好,验证了用户需求分析和情境FBS模型在智能床设计中应用的可行性和有效性,为智能家具设计提供了一种新思路.     

基于用户需求导向的智能座舱柔性试验台概念设计集成方法

为解决传统座舱试验台结构同质化及模块化设计不足等问题,采用亲和图法整理了汽车故障及用户初始需求;采用模糊Kano模型进行需求指标权重计算,并结合质量特性要素进行用户核心需求汇总;通过功能分析系统技术(Function Analysis System Technique, FAST)黑箱模型将用户需求转化为功能需求,并引入公理设计(Axiomatic Design, AD)理论与功能-行为-结构(Function-Behavior-Structure, FBS)模型进行逐级映射,最终确定智能座舱柔性试验台的结构设计要素。该设计过程以用户核心需求为导向,通过FAST-AD-FBS集成方法的应用,克服了传统产品概念设计中用户需求与产品功能结构设计间存在矛盾的问题,为提高产品创新设计的完整性及准确性提供了理论参考。     

基于FBS模型和基元理论的货物牵引车设计研究

为解决机场货物牵引车人工装卸效率和卫生防护问题，基于功能-行为-结构(Function-Behaviour-Structure, FBS)模型和基元理论，通过对概念产品功能的层次形式化综合，提出以功能创新为导向的机械化产品设计映射方法。采用层次分析法获取关键需求要素并转化为关键需要；对得到的关键需要和现有功能性行为、非功能性行为进行事元建模，经可拓变换后得到机械化产品的基本功能、辅助功能和附加功能；以FBS模型为设计框架，完成货物牵引车从功能—行为—结构的映射，确定产品各结构模块，从而得到货物牵引车的最终设计方案。结果表明：基于FBS模型和基元理论重新设计的机械化货物牵引车，减少了人为参与，机械化结构模块提升了装卸效率，为相关产品机械化设计提供设计理论基础。     

基于AHP/FAST/FBS的遥控式抹光机设计

为准确计算用户需求重要度并将其转化为对应的产品结构模块,提升产品设计的合理性、易用性及美观度,提出一种AHP,FAST和FBS相结合的方法.对遥控式抹光机功能样机的用户需求进行调查分析,运用AHP确定需求权重;以此为参考,应用FAST将用户需求分别转化为产品功能;根据FBS模型,实现产品功能到结构的映射,从而确定产品各结构模块,输出最终设计方案.AHP/FAST/FBS集成方法能将用户需求转化为设计技术要求,从而获得理想的产品设计方案.     

融合A-Kano与FAST的童车创新设计方法

为促进国内童车发展，改善产品同质化的现象，提出一种融合A-Kano与FAST的产品创新设计方法。以用户核心需求为导向，通过市场调研与用户访谈获取需求，采用A-Kano模型获取用户需求类别，以建立功能需求层级塔；运用FAST法将用户需求转化为产品功能，建立FAST功能树，得到儿童滑板车涉及的设计因素；依据功能树建立造型矩阵，通过设计分析得出最佳方案；以儿童滑板车为例进行应用，以验证其可行性。A-Kano和FAST结合能形成一种需求—功能—造型的设计过程，实现从需求分析到功能设计的精准映射，强化需求与功能间的联系，从而有效提升用户对产品的使用体验，为产品创新设计提供新思路。     

产品设计中基于FBS模型的用户需求分析方法

为研究产品概念设计过程中的用户需求,运用功能-行为-结构(FBS)设计模型对产品进行分析,从而得出用户需求的最优解。运用改进的FBS设计模型对目标产品进行分析,得到模糊需求;结合弹性界限的概念,运用自然交互技术对模糊需求求解,同时结合情境感知对用户需求进一步分析;结合案例验证了文中方法的可行性。结果表明:改进后的FBS设计模型可用于分析用户需求,并能够通过自然交互技术得到用户需求的最优解。     

设计历史功能重用与变异方法研究

针对现有设计重用较多偏重于产品几何和拓扑的重用,而无法完成真正意义上的局部需求变动型设计的现状,提出一种基于功能—效应—原理解映射的设计历史功能重用与变异方法,从根源上响应设计中的局部需求变动。基于该方法,采用功能—效应—原理解映射来建立设计历史的信息模型,并结合期望产品的设计需求,构建了设计历史功能重用与变异的过程模型,从功能重用与变异的角度实现了局部变需求的设计求解。以叉车驱动桥为例,验证了该方法的有效性。     

基于功能—行为—结构情景设计的未预见发现构造模型驱动产品创新

分析描述性设计和情景设计的两种方法。未预见发现(Unexpected discovery,UXD)是一种驱动产品创新的科学认知设计过程。在情景类比设计过程中,通过寻找UXD来实现产品创新设计。建立功能—行为—结构(Function-behaviour-structure,FBS)模型和UXD分析模块,将情景设计与所建立的设计模块有机地结合在一起,实现产品的创新。介绍情景设计与非情景设计对FBS和UXD的影响。水龙头与房门的情景类比实例,验证了情景设计用于产品创新是行之有效的。     

基于通感转译的产品造型设计语言聚类方法

针对产品造型设计语言感官属性单一,难以满足用户多样化情感体验需求的问题,提出基于通感转译的产品造型设计语言聚类方法。从设计者编码-用户解码双向角度展开研究,以通感转译认知原理为基础,通觉意象为切入点,关联属性为连接通道,运用可感知化映射方法,将通觉意象推演为本觉意象,并提取出本觉产品造型设计语言,结合思维适应性控制(Adaptive Control of Thought,ACT)模型进行逆向通感验证。研究成果表明:该方法突破了传统产品造型设计语言感官单向互动的局限与空间限制,对传达途径和获取范围进行拓展,从单一的视觉途径和获取范围扩展到视、触、听、嗅等多感官维度,同时提高了产品情感体验,满足了用户的多样化情感体验需求,为产品设计提供新思路。     

基于FAST/FBS/TRIZ/FMEA的产品创新流程研究与应用

阐述了FAST、FBS、TRIZ和FMEA之间的理论关系,提出了一种基于"目的明确-方案求解-问题优化-可靠验证"的产品创新流程策略,利用FAST图分析转化产品用户需求,应用FBS概念设计实现产品功能到结构的映射,以TRIZ为工具对结构中存在的问题进行优化处理,应用FMEA分析工具对所得的结构进行风险评估,提高产品的可靠性,实现产品的创新设计。并以振动筛设计为例验证了该理论的可行性。     

不确定用户驱动的产品定制设计参数映射模型

不确定用户需求信息中存在语义、信息缺失和冗余现象,针对从用户需求信息到产品定制设计参数映射模型准确率低的问题,建立了模糊粗糙集+SVM的融合映射模型。利用模糊粗糙集对用户需求数据做粒化处理以补全缺失信息,再利用其属性约简消除冗余信息,降低空间输入维数。利用SVM构建用户需求信息到设计参数的映射模型。最后,通过注塑机产品实例分析验证了该融合模型的适用性。     

基于UCD-Kano模型的家用洗衣机设计研究

为设计出满足用户需求的产品,基于UCD-Kano模型进行用户需求研究。通过建立用户模型并分析Kano问卷调查结果,得出目标用户对产品的潜在需求,定义用户需求水平与用户满意度之间的关系表达式,计算得到用户需求类型,挖掘出用户的重点需求。以洗衣机设计为例,从用户的不同需求层次出发,对洗衣机的功能、外观和交互方式进行设计,以增强用户使用体验,提高用户满意度,为产品创新设计提供了新思路。     

基于用户需求定量化的Ra-FBS模型构建应用

以无线上网终端设备设计为例,使用多种用户调研方法搜集充分的用户需求数据,通过提取用户核心需求,提出设计因子概念,对用户需求进行定量化研究;将用户需求分析Ra引入FBS模型中,建立了以用户需求为中心的设计过程模型,确定了用户需求与设计的关系,将设计研发过程中用户需求转化为设计要求;最后给出了使用该方法得到的设计方案。     

基于用户需求导向融合模型的下肢外骨骼设计

为有效提升下肢外骨骼设计过程中机会把握、需求提取和技术实施的可行性，以及患者需求的满意度，提出一种用户需求导向融合模型，为设计下肢外骨骼产品提供指导。在该融合模型框架下，通过社会-经济-技术分析模式对潜在市场机会进行定位；结合层次分析法提炼用户核心需求并计算权重；通过质量功能展开法分析存在于工程因素间的矛盾；利用发明问题解决理论描述、判别并解决上述矛盾，并转化为设计建议。得到3对技术矛盾和对应的3种解决方式，运用融合模型法实现了下肢外骨骼的创新设计，从多理论融合的角度为用户需求的满足提供了新思路。     

基于需求动态论的服务机器人造型设计研究

为使用户对服务机器人造型设计有较高的满意度,针对用户动态需求,对服务机器人造型设计进行研究。基于动态需求理论、恐怖谷理论及产品情感体验理论提出面向机器人造型设计的用户年龄需求模型;通过问卷调查,搜集用户感性评价,经统计分析,得出针对服务机器人造型满意度的用户年龄群体差异性及基于机器人造型设计的用户情感体验差异性,最终得到用户年龄与服务机器人造型、用户情感体验及用户满意度的映射关系,为服务机器人造型设计提供依据。     

无接触式深紫外线杀菌器创新设计研究

为设计符合用户需求的深紫外线杀菌器,给用户提供高效、安全的无接触式杀菌体验,采用因素分析法(Society Economy Technology,SET)获取了用户需求,并对其进行量化分析.通过市场调研,建立了无接触式深紫外线杀菌器的层次分析模型,对各项用户需求指标进行权重计算及排序,依据用户需求因素的重要度,完成深紫外线杀菌器的创新设计.研究表明:产品创新设计中集成SET与FAHP两种方法能快速有效地挖掘用户的真实需求,实现用户需求分析向产品功能设计的映射.该方法不仅能强化用户需求与产品功能的关系,为产品创新设计提供内在驱动力,也可为同类产品创新设计提供参考.     

基于体验行为的产品创新设计激励方法研究

随着市场竞争的日益加剧,良好的用户体验已成为产品成功的重要标志。针对用户在产品使用过程中的体验行为,提出了一种基于用户体验行为的产品创新设计激励方法。通过民族志方法记录和分析用户在产品使用过程中的体验行为,挖掘用户无意识下的潜在需求,并针对用户体验行为采用行为替换、行为去除和行为引入等激励策略进行产品设计,以期获得具有更佳用户体验的使用行为方式,由此促使产品功能和结构的演进和进一步完善,获得满足用户需求的创新产品。基于该方法建立了相应的创新设计过程模型,并以轮椅为例验证了该方法的可行性和有效性。     

基于用户需求分类的同步多产品设计方法

针对模糊聚类分析法在大规模定制中处理用户需求时,忽略用户需求与产品质量特性之间联系的问题,提出了基于Kano模型用户需求分类的同步多产品设计方法.通过Kano模型对用户需求进行分类,将用户需求按不同需求类别和需求权重重组成多类具有不同功能属性的产品需求组,再利用质量功能展开来实现用户需求的转换,使产品设计过程从需求空间向设计空间映射,实现同时对多类产品进行设计.以洗衣机的产品设计实例演示了该设计方法.     

基于用户需求建模的血压计造型设计

针对血压计设计中的用户需求,结合质量功能展开、卡诺模型等思想,对血压计用户需求的获取和需求建模方法进行研究。通过对用户需求的重要度计算,构建了血压计用户需求权重矩阵和质量屋的结构特征矩阵,给出了外观与结构设计方案,实现了用户需求到产品结构要素的有效映射,验证了该研究方法的可行性,为该类产品的创新设计提供参考。     

基于QFD的五金工具设计研究

为进一步提升五金工具使用过程的用户体验,将质量功能展开法(Quality Function Deployment,QFD)引入迭代设计研究中。运用问卷法、访谈法及KJ法获取用户需求,采用层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)对用户需求重要度进行排序并确定竞争优先级,再运用质量功能展开法构建五金工具设计质量屋,实现从用户需求到产品设计要素的有效映射,以此确定产品设计方向,为该类产品的创新提供参考。