基于支持向量机和粒子群算法的产品意象造型优化设计

为满足消费者对产品造型的感性意象需求,提出了基于支持向量机和粒子群算法的产品意象造型优化设计方法。首先确定目标意象、代表性样本和造型设计参数,进行产品感性意象调查;然后应用支持向量机获得"造型设计参数-产品感性意象"之间的映射关系,建立产品造型意象评价系统;最后以代表性样本为初始种群,以意象评价为适应度评估,利用粒子群算法建立产品意象造型优化设计系统。以汽车轮廓优化设计进行实例研究,结果表明该方法较好地模拟了设计思维,可为产品概念设计提供有效的辅助与支持。     

产品多意象造型进化设计

为解决消费者对产品造型的多意象需求,在分析产品造型进化设计整体流程的基础上,提出产品多意象造型进化设计的模型、实现方法和关键技术。确定了多意象目标需求和产品样本造型参数,建立了意象造型神经网络评价系统,利用非支配排序遗传算法建立了多意象造型进化设计系统。该算法的非劣分类、拥挤度计算和修剪运算等技术保证了多意象造型进化设计的多样性和高水平性。以汽车侧轮廓设计为对象进行实例研究,结果表明该方法可有效应用于产品多意象造型进化设计。     

基于类型学的产品风格创新设计研究

针对用户多样化的情感需求,提出了应用类型学从原型展开的产品风格创新设计方法,使产品在继承风格特征的基础上实现造型意象多变的目标。首先利用类特征进行产品风格分类,明确研究的针对性和目的性;其次,依据类特征收集产品样本并结合设计形态分析和离散度分析提取样本的风格原型;然后结合意象评价值对产品样本展开K-Means聚类分析,并在满足目标意象的基础上提取与原型关联的产品造型可能形态。通过建立原型及其可能形态的形态分析矩阵,生成基于原型风格的多种产品造型方案,实现产品风格的创新设计。以北欧风格电水壶作为研究对象,研究的结果拓展了从原型的遗传、可变和过渡特性展开的产品造型设计新途径,也验证了类型学方法对于指导产品风格创新设计的有效性。     

基于支持向量机回归与模拟退火算法的产品外观意象设计

针对产品造型、色彩和材质等外观特征要素与用户情感需求的复杂关联性问题,提出基于支持向量机回归和模拟退火算法的产品外观意象优化设计方法。结合聚类分析、因子分析等方法确定代表性样本和感性意象词汇对,借助语义差异法制作问卷,构建产品外观意象特征评价量表;通过支持向量机回归方法构建产品外观意象评价模型;将评价模型作为模拟退火算法的目标函数,优化产品外观意象设计,并建立产品外观设计推荐系统。以汽车方向盘为例进行设计验证,证明文中方法的有效性,为产品设计提供有效的辅助和支持。     

基于数量化理论Ⅰ类的汽车意象造型设计研究

以汽车造型为研究对象,提出基于数量化理论Ⅰ类的意象造型设计方法。采用SD法获取用户对产品样本的感性意象评价;通过分析产品造型,从形态、相互位置和比例3个方面提取了对感性意象有关键影响的造型设计要素;应用数量化理论Ⅰ类建立了感性词汇与造型设计要素间的关联,并构建数学模型,以辅助产品意象造型设计。最后通过设计案例分析,表明该方法是切实可行的。     

产品意象造型设计中的耦合特性研究

为更好地满足用户对于复合意象的产品造型需求,探索了产品造型设计要素间的耦合特性。采用SD法获得用户意象评价,结合熵理论得到多意象评价权重及复合意象评价值;利用形态分析法提取产品造型设计要素,通过数量化I类理论建立复合意象与设计要素之间的关联,依此将不同权重设计要素耦合成新样本;通过模糊逼近理想解排序法对新样本进行优先级排序,进而分析产品意象造型设计中要素的耦合特性。以眼镜设计为实例对象,揭示了耦合特性对于产品意象造型设计的指导意义。     

认知差异下的产品造型意象熵评价研究

针对产品造型意象中的认知差异,提出了应用熵理论进行评价的新方法。确定研究样本和目标意象,进行产品感性意象调查;分别构建基于用户、设计师和工程师的意象认知空间,分析三者的意象认知差异;综合意象认知权重,建立满足三者情感需求的复合意象认知空间;利用熵理论构建以复合意象认知空间为核心的产品造型意象评价模型,指导产品典型案例库的选取。以水瓶造型意象熵评价为例建立的典型案例库可有效指导产品造型设计。     

目标意象约束的人机辅助产品造型进化设计研究

为实现康复辅具造型求解方案的多样化需求,提出目标意象约束的人机辅助产品造型进化设计方法。构建了意象约束的产品造型进化设计体系与整体流程;从用户角度出发,针对用户意象需求的模糊性和多样化问题,通过三角模糊理论和因子分析法确定群体目标意象;借助SD量表,采用多元尺度分析、聚类分析等方法确定产品优势样本;根据产品建模特点,运用形态分析法对其造型基因层次进行提取与表达;通过BP神经网络构建预测模型,对目标意象与造型基因间的非线性关系进行映射,基于输出结果建立进化设计目标函数;利用遗传算法的全局寻优能力,将神经网络输出意象评价作为个体适应度评估依据,以样本的解空间为载体进行基因进化,搜索目标造型的优质解。以踝足矫形器(Ankle and Foot Orthosis, AFO)为研究对象,试验结果表明：该优化方法可适用于其造型进化设计,提高了设计效率,为人机辅助性产品的造型改进设计提供参考和借鉴。     

产品意象造型进化设计研究进展

在分析产品造型情感化设计的基础上,总结了产品意象造型进化设计的流程和常用技术,重点讨论了遗传算法、群智能算法、交互式进化算法和混合算法应用于产品意象造型设计的思想、主要步骤和实例等,比较了其优缺点和研究案例。最后提出了产品意象造型进化设计研究的未来发展方向。     

基于风格意象的拖挂式房车造型设计

以产品风格意象为造型设计切入点,展开目标人群风格意象与产品造型特征匹配与优选研究下的产品造型改良设计,实现企业产品造型形象的一致性延续.以拖挂式房车为设计对象,针对目标人群对其风格意象的感性评价,运用调查问卷、KJ法、聚类分析等方法归纳评价资料与量化数据,确立企业房车造型的风格意象,并以部件类目提取企业房车的造型基因特征;选取市场上拖挂式房车为样本,以同样的部件类目展开造型基因特征的提取,以此建立企业房车风格意象与样本造型基因特征的匹配与优选.通过建立房车造型设计要素组合矩阵及相应的量化处理,得出复合风格意象值较高的房车造型设计要素组合,以此展开拖挂式房车造型的设计与测评,实现企业在延续自身风格意象下优化房车造型的目的.     

基于认知思维的环卫安全代步车造型设计

产品意象造型设计是工业设计造型理论的核心。通过对设计认知思维及产品意象造型设计相关理论的研究,提出基于认知思维的产品意象造型设计方法。以环卫安全代步车意象造型设计为例,以用户和设计师的意象认知思维为基础,通过挖掘产品感性意象、辨识形态设计要素,对产品造型进行创新设计,给出了设计方案,以验证设计方法的可行性,为相关企业开展新产品意象造型设计提供参考。     

用户期望意象驱动的产品造型融合创新设计

根据用户期望意象,采用语义差异法提取目标产品和参考产品的产品造型特征曲线;采用二叉树结构建立造型特征曲线对应的曲线树,对曲线树实施交叉、变异、选择及融合等操作,产生新的造型特征线;建立用户期望意象驱动下的适应度评估机制,对设计方案进行筛选,从而得到了基于用户期望意象驱动的造型设计方案。最后,用台灯设计案例证明,该方法在设计创新过程中是可行的。     

基于形状混合的产品意象造型设计方法

为满足消费者对产品的感性需求,提出基于形状混合的产品意象造型设计方法。以数码相机为研究对象,运用SD法确定产品的感性意象,通过形态分析法构建感性词汇与产品特征要素之间的关联;提取数码相机关键特征元素的曲线,运用基于特征的形状混合方法实现典型样本的造型过渡,生成一系列相互融合的造型,为设计师提供产品意象造型设计的可能性方案;对设计方案进行感性意象评价,验证了方法的可行性。     

新技术商品化中产品造型感性需求挖掘方法研究

针对新技术商品化过程中,对产品造型的需求复杂且不确定的问题,提出对造型感性需求进行探测、挖掘的方法。通过调研代表趋势的行业产品等获取新产品造型的目标风格意象及相应的代表性样本;以语义差异法、因子分析法获取每个样本对目标意象的表现度;提取关键造型特征,运用多元回归分析建立造型特征与目标意象的关联。以金融机具为例,对上述方法进行实际应用探讨,证明该方法是可行、有效的。最后探讨了该方法在一般新技术产品中的应用。     

基于用户分层的产品创新设计研究

基于以用户为中心的设计研究并借鉴社会分层论,提出产品创新设计过程中对用户群体预先进行纵向分层的必要性,以期更全面地关注用户群体的需求差异,提高产品设计的针对性。首先,确定分层论中具体的分层结果和分层依据,并将其与产品设计需求因素相对应,论证纵向分层的必要性,提供产品创新设计的方向。以精英阶层为需求对象,收集产品样本群和相关意象词汇群,使用相似度调查问卷分析及聚类分析,确定研究样本及复合目标意象词汇组并参数化。再将样本和词汇作为横纵坐标进行SD调查问卷分析,得出复合意象评价值较高的样本及造型元素组合,即满足精英阶层需求的产品造型元素组合。以电动剃须刀为实例,进行创新设计,并针对结果进行优化设计。     

意象驱动基于功能-行为-结构的产品造型设计研究

为建立产品功能和结构与产品造型之间的有效连接,引入功能-行为-结构（Function-Behavior-Structure,FBS）模型分析产品要素组成,以意象为约束驱动产品功能到造型的转化。建立基于FBS的产品意象造型递进式映射策略,以功能和结构相似度为约束选择产品造型模块,利用逼近理想解排序法（Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution,TOPSIS）从功能、结构与产品意象三方面实现对产品造型模块的选择排序,从而有助于实现产品功能模块布局与用户对造型意象感知的合理结合。最后,以煤矿钻机的意象造型设计为例验证了方法的有效性。     

基于感性意象的轿车轮毂参数化设计

为提升轿车轮毂造型设计效率,探索一种以感性意象为导向的参数化设计方法。选取目前主要的轿车轮毂造型,构建轮毂造型样本库,归纳用户对轮毂造型评价的感性意象关键词,分析造型意象与造型特征的关系;以造型特征为变量,基于Grasshopper插件构建轮毂数字模型,通过参数调节实现与造型意象的匹配关系;经过样本分析、用户评价和编程设计,确定了3对轮毂感性意象关键词,分析了5个造型特征与感性意象的关系。在Grasshopper插件中,基于6个造型特征变量,进行了轮毂的参数化设计。通过对参数化生成轮毂样本的用户评价,验证了轮毂造型意象与造型特征的关系,证明了以感性意象为导向的参数化设计方法的有效性,扩展了参数化设计的应用领域。     

基于认知耦合的产品造型仿生设计研究

为更好地满足用户情感需求、权衡产品造型仿生设计中功能与形式两者的关系,将认知耦合引入产品造型仿生设计过程,探索符合产品情感语义的造型仿生设计方法。根据语义差分(SD)法获得产品目标感知意象评价值,结合熵权法得到各目标感知意象权重;利用造型分析法提取产品造型设计要素,通过数量化Ⅰ类理论建立产品综合感知意象与造型设计要素之间的关联,得到影响产品综合感知意象的造型设计要素优先级排序;采用眼动试验获得生物造型特征认知排序;将生物特征与产品造型要素进行强认知特征耦合匹配,形成初步造型仿生设计方案,并利用模糊综合分析法得到最佳方案,从而建立符合认知耦合的产品造型仿生设计方法。以医疗传感器造型设计为研究实例,验证了该方法的有效性。     

基于感性工学的盲人阅读器设计研究

针对现有盲人用品未能充分满足用户感性诉求的问题,以盲人阅读器为研究对象,基于感性工学理论研究面向特殊群体感性需求的设计程序和方法。通过建立感性意象语义库,运用语义差分法研究用户对代表性样本造型风格的感性认知,明确盲人阅读器的感性意象词汇与形态元素之间的映射关系,并根据典型样本形态元素进行创新设计,最终给出设计方案。结果表明,运用该方法设计的产品适应盲人的感知特性,符合盲人的期望意象,为盲人用品设计研究提供参考。     

基于进化定律和支持向量回归的产品造型意象评价方法

为满足用户对产品设计的情感需求,提出一种基于支持向量回归的产品造型意象评价方法。通过层次分析法确定代表性样本,运用需求进化定律获取用户对造型元素的设计需求,应用技术进化定律分析造型元素子系统存在的冲突,在解决冲突的过程中提取造型设计元素,构建造型设计元素集;利用SD法及SPSS软件分析确定产品目标感性意象;调用Python中的SVR模型进行训练,构建基于支持向量回归的造型意象评价模型。以数控机床为设计实例进行验证,证明该方法能够较好地模拟用户思维,为产品设计提供有效的辅助和支持。