基于工作包的模块化设计方法研究及应用

为快速重用已有设计资源、实现高度灵活的个性化产品设计需求,提出了一种基于工作包的模块化设计方法.首先将模块化技术从零部件模块化扩展到各类设计资源的模块化,从单一设计资源的模块化扩展到面向一组相似任务的多设计资源组合的工作包;然后,利用信息化手段建立基于工作包的模块化设计平台,以支持产品快速设计;最后,以城轨齿轮箱产品为对象对基于工作包的模块化设计方法进行验证.     

面向可重用的设计资源库建模技术研究

建立设计资源库的主要目的是为了实现产品设计资源重用.采用数据语言和设计表达语言不仅可以表达产品的几何信息和非几何信息,而且能够将高层设计信息与底层的结构特征信息关联起来,也就是将设计过程和设计结果相结合,从而提高设计资源的可理解性.设计人员通过高层特征信息,可以方便地理解设计结果,有效地获取可重用的产品设计资源,并且将其应用于设计重用过程中.     

面向设计知识重用的产品形态分析

目的加强对已有设计案例中产品形态设计知识的管理与重用。方法根据设计师对产品三维形态的构建过程,将产品形态设计知识分为通用性知识、控制性知识与表达性知识3种,从而提出了一种基于产品形态分析的知识提取方法,并对此方法进行了应用实践。结论按照提出方法可以建立产品形态设计案例和形态特征的匹配搜索,提升产品形态设计知识的管理与重用效率,支持设计师对形态设计知识的重用和创新。     

基于知识的汽车后桥CAx集成技术与应用研究

针对制造企业在应用CAx系统过程中如何集成各种信息资源和知识的问题,以汽车后桥产品设计开发为研究对象,提出了一种基于知识的协同CAx集成系统平台框架。采用基于本体论的知识建模方法,提出一种特征参数度量的相似实例检索方法,实现了知识的重用,着重叙述了基于实例推理技术、面向设计流程的知识驱动设计计算、基于特征参数的CAD建模方法、基于模型共享的CAE分析以及产品虚拟装配等关键技术,并开发了此系统平台,实现了基于知识的CAD／CAE集成,有效地支持了汽车后桥产品设计。     

基于基因遗传的定制化产品资源重用策略及其选择

产品设计资源重用程度是影响企业响应市场需求时间和设计成本的关键因素.在明确定制化产品与资源重用关系基础上对定制化产品基因的表征方式进行界定,基于基因传导机理和定制化产品开发过程得出的产品资源重用策略分为复制重用、变异重用和突变重用三类策略.为方便人们选用策略,基于相似度分析对资源可用性进行评价,用欧氏距离法计算现有产品与定制产品基因体之间的相似度,并依据韦伯定律来设定相似度阈值以确定资源合理重用策略.最后以定制化可重构小型农业作业机的设计为实例验证该策略的可行性.     

包装机企业产品链规划的可重构模块方案设计

针对包装机设计中如何充分实现知识的积累和重用的关键问题,提出对企业产品链中所有产品采用IDEF0方法和工艺对产品在使用中物料流动顺序和变化进行分析,划分产品的功能模块;计算模块的需求特征属性相似指数,根据相似指数将不同使用范围的功能模块分成通用模块、类模块和专用模块,使企业产品由通用模块、类模块和专用模块组成;在设计时,通过对参数化的通用模块和类模块调用和修改,重构后使新产品只对专用模块进行全过程设计,实现企业设计知识的积累和重用。该方法应用于企业卷筒纸包装机械产品设计,实现了对产品模块的可重构和企业设计知识的重用。     

工业设计与文化之间的关系研究

以文化、设计、产品为主线,在研究文化定义现象的基础上,提出设计文化的概念及其知识领域、特点、结构;论述了产品设计的本质、目的和文化性;介绍了产品的文化承载;阐述了文化和设计之间的相互影响;最后强调了人在工业设计过程中发挥的核心作用.通过研究文化、设计、产品三者关系,旨在指导产品设计,提高产品的文化价值和品牌价值.     

基于人机知识的产品创新设计研究

随着产品设计理念的变化,人的因素在产品设计中越来越受到重视.研究了人机知识的获取、表达和应用,探讨了基于人机知识的产品创新设计体系结构,分析了其相关的关键技术.以鼠标为例,研究了相应的人机知识及其形式化,验证了该创新设计模式,为在产品设计中考虑宜人性问题提供了参考.     

同异反产品设计方法

 在产品设计中，领域专家的经验知识和人类创新思维的信息交合对于最终产品设计的成功与否至关重要．面向产品设计的各个过程，利用集对论的系统分析方法从联系的角度实现了设计信息的整体处理．并在此基础上，提出一种新的产品设计方法—— 同异反设计法． 该方法在设计过程中较好地利用了领域专家的经验知识，体现了“以人为本”的设计思想，实现了知识的重用．最后，针对面向市场的产品设计的3个阶段初步说明其在产品设计中的应用．     

现代手机产品设计技术及其发展

在竞争激烈的手机市场环境中,手机企业要提升产品的竞争力,就要在手机产品设计阶段注重设计方法和手段的创新。介绍手机产品设计的现状,总结现代手机产品设计技术的几个特点,进而探讨未来手机产品设计的趋势。     

基于遗传神经网络的产品配色设计

由于科技的进步和消费者意识的提高,加快了产品的生命周期,如何帮助设计师掌握消费者的感觉,提高产品创新的时效性,是一个不容忽视的问题。从感性工学的理论和知识出发,将目标产品(电话计费器)划分为色块的组合构成,以配色理论制作配色意象问卷,运用倒传递类神经网络学习的特性模拟配色意象评价模式,再通过遗传算法调适与更新的特性搜寻最符合需求意象的配色组合。研究结果显示：通过实验,依据类神经学习与遗传演算推演出的配色组合方式,最终可以架构系统而得以顺利执行,并且提供配色子代的样本作为建议。由本研究的结果可建立一个评估色彩感性的决策支持系统,藉以加快设计流程,辅助设计师以比较有效率且客观的方式进行产品色彩设计。由于科技的进步和消费者意识的提高,加快了产品的生命周期,如何帮助设计师掌握消费者的感觉,提高产品创新的时效性,是一个不容忽视的问题。从感性工学的理论和知识出发,将目标产品(电话计费器)划分为色块的组合构成,以配色理论制作配色意象问卷,运用倒传递类神经网络学习的特性模拟配色意象评价模式,再通过遗传算法调适与更新的特性搜寻最符合需求意象的配色组合。研究结果显示：通过实验,依据类神经学习与遗传演算推演出的配色组合方式,最终可以架构系统而得以顺利执行,并且提供配色子代的样本作为建议。由本研究的结果可建立一个评估色彩感性的决策支持系统,藉以加快设计流程,辅助设计师以比较有效率且客观的方式进行产品色彩设计。     

基于摩托罗拉手机模块化设计的定量评价研究

目的通过摩托罗拉手机模块化设计的科学评价和分析,对模块化设计思想在手机领域的应用和发展起到借鉴、启发的作用,推进手机市场的创新性和多元化发展。方法以摩托罗拉手机模块化设计为研究对象,基于情感化设计理论选定各评价指标,结合专家打分和用户调研法分别获得各评价指标的权重和用户满意度,采用模糊层次分析法计算得到模块化设计中各评价指标的评价结果。结论摩托罗拉手机各功能模块化设计中,本能层的形态特性、行为层的功能特性和反思层的互动特性最为成功,可以作为模块化设计在手机创新发展中的借鉴;而纹理、材质和情感特性得分较低,在后续设计中还有待提高。     

基于Matrix 2003与效应的产品工业设计创新方法研究

产品创新直接关系到产品自身在市场的竞争力.当前工业设计产品创新缺乏一些具体的理论支撑,因此需要将其他领域的理论融入工业设计当中能够有效提高新产品设计的效率.为提高工业设计中的创新效率,介绍了一种将工业设计理论与Matrix 2003结合的创新原理,总结了六大设计要素,并利用这些设计元素将创新原理按照"时间-空间-交互"三大维度进行划分,形成一种独特的创新矩阵,以最终理想产品所达到的效应为目标进行求解,从而为工业设计产品的创新提供了一种快捷有效的方法流程.最后以快递车车厢的改进为工程实例进一步验证方法的有效性和实用性.     

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。     

基于可拓变换的专利创新再设计方法

目的对现有优秀专利文本进行挖掘和二次开发,高效快速地实现产品的创新再设计。方法首先以功能本体知识库为基础,通过归类分析目标专利文本中动词之间的关系,提取其功能知识。其次,将从专利文本中提取的功能原理知识词集抽象表示,建立可拓基元模型。然后,根据基元的可拓性寻找目标功能基元的可拓集,运用可拓变换原则实现基元的创新变换。结论将专利文本转化为可拓模型,增加可操作性,同时使得专利的核心技术内容更加直观具象。针对节能灯包装盒,验证了方法的可行性。     

基于复杂网络的产品族造型意象耦合网络模型构建方法

目的 拓展产品族多意象设计相关知识的获取途径,提升产品族造型创新设计的能效。方法 基于产品族造型意象耦合特性,引入复杂网络中的多层网络概念,利用造型特征间的多意象表达关系,构建了产品族造型意象耦合网络模型。利用节点敏感性与中心性分析产品族造型意象耦合网络,识别各造型特征节点属性类型以作为模型析出知识。结合产品族设计的特点,总结归纳适用于产品族设计的各造型特征节点类型并制定其类型运用规则,以辅助设计师进行产品族造型创新设计。结果 以马自达汽车前脸造型设计为例,构建了马自达汽车前脸造型意象耦合网络模型,析出了产品族相关设计知识并运用于汽车前脸设计。结论 产品族造型意象耦合网络模型丰富了产品族多意象设计相关知识的获取途径,可用于辅助产品族设计,提升设计能效。     

基于顾客满意度及模糊计算推理的产品创新体系

在当前买方市场的经济条件下,产品设计必须满足顾客需求,产品的创新必须使顾客满意,因此,对基于顾客满意度的产品创新体系进行探讨是产品设计中的首要任务。在顾客满意度调查的基础上,提出最小顾客满意度法、基于模糊模拟的遗传算法以及利用Bayes估计顾客满意度指数的聚类方法这3种方法,从不同侧面挖掘产品创新点,再利用模糊计算推理对提出的3种产品创新点挖掘方法进行综合。在挖掘出产品创新点后,需要根据专业知识对产品进行进一步的改进设计,并给出一个产品创新点挖掘方法的计算实例。建立了基于顾客满意的产品创新体系,使产品的创新设计能面向顾客的需求。     

基于图文多模态融合推理的产品创新方案设计方法研究

目的 针对当前产品创新设计领域中对基于图像-文本多模态知识支撑创新设计方法研究不足的问题,提出了一套基于图文多模态的产品创新方案设计方法。方法 首先,对设计师的设计草图与文本要求进行预处理,然后引入产品设计知识图谱来促进设计思维的发散和创新;其次,通过微调的生成式预训练变换器模型和扩散模型生成产品方案及其概念图;最后,利用深度多模态设计评估模型对产品设计方案的可行性和市场潜力进行评估。结果 通过产品设计知识图谱,及深度多模态设计评估模型的引入,该设计流程可以生成富有创新性且具备可行性的产品方案。结论 基于图文多模态的产品创新方案设计流程结合了最新的深度学习技术,不仅提高了设计的效率,还为设计师提供了更广阔的创新视角和灵感来源。     

基于功能相似矩阵的专利产品创新设计研究

目的研究专利文本信息获取产品特征,针对现有的专利群产品之间的相似性,建立一种新的产品创新设计模型。方法建立结构到功能的模型并将功能分为产品功能,外界功能和辅助功能三类;分析产品的功能模型,构建了两个相关联的专利产品的功能相似矩阵,通过判断其功能间的相似度去选择合适的创新原则。本文提出通过采用功能相似变换或功能替代的创新原则,获得最终的产品新方案。结果将其运用到酒类包装盒的创新设计中,构建两个相关联的酒类包装盒的功能相似矩阵,通过判断各功能之间的相似度并选择相应的创新原则设计了一种新型的酒类包装盒。结论通过对酒类包装盒的创新设计有效的验证了本文方法的有效性。