复杂系统的多学科设计优化综述

从设计和分析的本质出发,结合复杂系统的特点,通过分析传统设计优化流程在面对复杂系统时存在的困难和缺陷,指出多学科设计优化(multidisciplinary design optimization,MDO)方法是解决复杂系统设计优化问题的一种有效措施.在此基础上,介绍了多学科优化方法的基本思想,总结了子系统耦合方式及MDO在处理耦合时的基本方法,归纳了MDO的知识框架和主要研究内容.最后在现有研究成果的基础上,对MDO今后的研究提出了几点参考意见.     

复杂系统数字界面中认知负荷的脑机制研究

人机交互数字界面是复杂系统人机交互的主要载体,界面信息认知产生的认知负荷在任务执行中显得十分重要,该过程中脑机制研究成为揭秘人类内源性认知的重要途径.首先回顾了复杂系统人机交互数字界面中认知负荷和相关脑机制研究国内外进展,随后分析对比了认知负荷的各种测量方法及其优劣,对运用脑电技术开展认知负荷研究,以及对人机交互数字界面认知负荷脑机制过程作了介绍,最后对人机交互数字界面认知负荷ERP实验范式进行了探讨,指出开展脑机制研究对数字界面交互设计可取得的预期成果,可为该领域带来的新突破和进展.     

多学科设计优化研究及发展趋势分析

多学科设计优化技术属于当前复杂系统设计研究中最新、最活跃的领域,受到越来越广泛的重视。在阐述多学科设计优化技术的定义与内涵的基础上,分析多学科设计优化技术的研究内容,综述了国外的研究现状并对国内外发展状况进行了对比分析,指出了目前多学科设计优化技术研究中存在的问题以及今后的主要发展趋势。     

面向复杂系统的建模语言研究

本文介绍了SysML的语言体系结构和形式,分析了语义表达机制,探讨了SysKL对复杂系统建模的支持作用,并以混合能源汽车系统的建模为例对系统的组成、接口与通信关系等进行了描述。     

自动化影响下的复杂系统数字界面设计研究

目的通过探讨数字界面信息设计解决自动化对人-复杂系统交互带来的认知问题。方法以自动化、认知负荷和态势感知的关联性为基础,通过对人-复杂系统数字界面交互任务属性的分析,总结出它的态势感知信息处理链模型。结论一是复杂系统数字界面视觉信息结构化设计,有利于信息层次、信息关系的整合和展现,实现意义构建和信息传达的清晰化、快捷化、高效化;二是视觉信息知识化设计,源于人-复杂系统数字界面交互的脑力活动任务属性,能为交互活动提供一个包括人、设备和环境的认知知识系统;三是视觉信息符号化设计是信息编码的需要,具象图形符号和抽象图形符号在不同信息属性编码上各具特色和优势。     

循环经济视阈下的品牌重构与可持续创新策略

目的 探讨循环经济视角下的品牌重构路径与可持续性创新设计策略,为企业的可持续发展提供参考与建议。方法 主要采用模型构建的方法进行研究。首先,以循环经济和循环设计理论研究为基础,以循环设计思维理论模型为依据,进而构建品牌重塑与可持续性创新路径;其次,提出以资源效益最大化的品牌价值体系创新及回归造物本质的品牌视觉体系创新两大创新体系,并结合案例分析可持续品牌创新策略的可行性;最后从品牌的角度,建立品牌设计创新体系,为企业建构有价值的商业模型。结论 以资源效益最大化的品牌价值体系创新促进了不同产业的合作与循环利用,在降低资源损耗的同时,为企业带来良好的商业利益,建立品牌可持续的核心价值,让企业实施品牌的可持续发展战略,将环境和社会挑战转化为商机,使社会和企业都能够受益。     

复杂系统计算机仿真的研究与设计

复杂系统与复杂性是21世纪的核心科学问题之一，并引入国家重点基础研究发展规划。基于复杂系统的复杂性和不确定性，很难想像可以采用传统朴素的还原论法进行可行性研究。推崇多智能主体的模糊计算机仿真来研究复杂系统的复杂性，并设计了一个基于多智能体的复杂系统分布仿真平台。     

复杂产品系统创新的质量控制模型研究

在分析复杂产品系统创新的产品特点、生产特点、创新流程等方面的基础上,采用质量链理论来研究复杂产品系统创新中的质量控制问题,构建了复杂产品系统创新的质量链网络模型.该模型的建立为解决复杂产品系统创新的质量控制问题提供了思路.     

基于系统仿真的复杂产品创新绩效评价与优化研究

复杂产品的创新绩效评价与优化一直是企业产品设计、研发、制造、生产过程中面临的重要问题,本文从系统工程角度对复杂产品的创新绩效进行重新评价,并进一步进行优化,从根本上改善复杂产品的创新状况,提升复杂产品的创新效能。本文提出基于系统工具的复杂产品创新绩效仿真,主要包括复杂产品创新技术集成过程仿真、复杂产品创新绩效评价过程仿真和最终形成基于生产过程的复杂产品创新绩效系统仿真。系统仿真的目标是针对复杂产品生产流程的各阶段,利用系统仿真形成的创新方案进行复杂产品生产创新流程优化,从而提升复杂产品创新绩效。     

分形设计：复杂产品设计的新途径

运用非线性科学研究面向ＣＩＭＳ的智能设计，即以创新设计为核心的人机智能化设计系统，提出了分形设计作为面向复杂产品的设计方法学。从设计对象，设计思维和设计实施等方面介绍了分形设计的核心内容概要，其结果表明：设计对象的分形结构是其复杂性之源，设计思维的混沌机制是其创造性之源；设计实施的嵌套模式是其有效性之源。分形设计为复杂产品设计提供了新的途径。     

分布式认知视角下在线教育平台设计策略

目的 以分布式认知理论为指导,通过调研和案例综合分析在线学习过程中内容、工具、情境交互的影响要素,探究分布式认知视角下在线教育平台的设计策略,为在线教育平台的体验设计提供指导。方法 首先,通过文献探析分布式认知理论介入在线教育平台体验设计的特征和优势,采用问卷法和访谈法进行用户调研,明确分布式认知视角下在线学习的影响要素。其次,对Coursera平台进行案例分析,将各要素分布到各自的语境中进行分析。最后提炼出分布式认知视角下在线教育平台的体验设计策略。结论 所提出的设计策略的可视化知识图谱、促进深度交互的协同工具和建立互惠共享的社交行为等设计方法,能够满足在线学习用户的学习需求,解决其学习自主性不高、沟通协作效率低等问题。     

基于心理认知组块角度的“新会葵艺”设计创新研究

目的应用心理认知组块理论突破传统"新会葵艺"产品设计的心理定式,探索心理认知组块理论对传统手工艺创新实践的指导作用。方法分析心理认知组块的3个层次与设计创新过程的内在关联性,以"新会葵艺"为例,应用认知组块的3个层次剖析"新会葵艺"设计创新方法及路径,并设计了3款葵艺灯具,在设计实践中验证了心理认知组块理论在设计创新中的可行性。结论葵艺创新设计的实质就是对葵艺常规心理认知组块的破解与重构,运用心理认知组块理论有助于明确设计创新目标,可以有效提高传统手工艺设计创新的品质及效率。     

概念衍生中产品案例视觉表征风格转化研究

目的 探索利用产品造型案例的视觉表征风格转化刺激设计概念衍生的方法。方法 借助卷积神经网络算法从经典设计草图中提取视觉风格特征,并以此为基础对案例照片进行视觉表征风格转化处理。通过对比实验,组织设计者分别运用原始案例及风格转化处理后的案例进行快速概念设计,利用配对t检验分析两次实验的差异,结合实验后的访谈,确定风格转化处理对于设计概念衍生的意义。结果 与原始案例相比,风格转化处理后的案例更能吸引被试与之进行互动,并且设计输出的数量和质量都有了显著的提高。结论 利用经典设计草图中的视觉风格对案例照片进行风格转化处理,能保留和强化案例的关键设计要素和形态特征,同时去除不必要的干扰信息,对设计者提取设计知识、扩展设计思维、避免设计固化具有一定意义。     

问题解决理论下的设计认知策略

目的 设计认知策略是设计认知研究的重要主题.目前,国内外学者对设计认知策略展开了广泛研究.本文旨在探索设计认知策略的研究和发展趋势,为设计中的问题解决活动和设计行为特征提供新的理解.方法 以问题解决理论为基础,回顾问题解决策略和问题空间的概念,引出设计认知策略与问题解决理论间的实际联系.以时间线的形式展开叙述,系统地评述当前的研究现状,重点分析设计认知策略与协同进化研究的发展,总结不同研究阶段的成果与特点,指出其缺陷与不足.进一步对设计认知策略的研究方法展开叙述,讨论了数据的获取途径与处理方式.结论 在理论发展和研究方法阐述的基础上,为设计认知策略研究的局限性提出未来研究方向.从创造力、计算机辅助设计工具和人工智能的角度指出设计认知策略的应用前景.     

突破性创新与突破性创新设计研究综述

目的 将突破性创新设计从突破性创新与创新设计研究中分离出来进行专题分析。方法 采用跨学科横向关联的方法,通过文献检索,分析技术创新管理领域关于突破性创新的研究成果,并归纳了3个主题。分析了设计与工程设计、创新设计的特征,并将创新设计分为3类,其中一类是突破性创新设计,最后对突破性创新设计所涉及内容进行文献分析。结论 实现了Leifer等提出的突破性创新的3个基本特征,这些特征的实现也是突破性创新设计成功的参考。突破性创新设计是创新设计的一类,其关键是通过已有跨学科效应或跨行业技术的搜索与应用,实现核心技术的突破。突破性创新设计过程包括机遇识别、突破性技术实现等关键阶段,在C–TRIZ框架下已构建了几种过程模型,并可供企业参考。技术创新管理领域中关于突破性创新的研究,为突破性创新设计提供特征参考,两类研究属于不同领域,但可形成上下游关系。这种观点为创新设计跨学科研究提供了一种新思路。     

基于文化意象认知的奥运会奖牌设计

目的 分析奥运会奖牌风格的演化趋势,研究文化符号的表达方式和符号类型对文化意象认知的影响,总结优秀的奖牌设计中文化符号的运用规律。方法 收集历届奥运会奖牌图片,分解其所运用的文化符号,获得客观的历届奖牌与文化符号之关系。在此基础上进行意象认知实验,邀请受众对奥运奖牌的体育、举办国、希腊3种文化意象进行评分,获得主观的历届奖牌与文化意象的关系。最终邀请专家并采用焦点小组法对每一届奥运会奖牌进行评价,分析奖牌风格的演化趋势,并得出文化符号的运用规律。结论 奖牌设计的风格趋势从具象到抽象,从繁复到简洁,从严肃到自由,从相似到个性;同一文化符号采用不同风格的表达方式会产生不同的文化意象;不同类型的文化符号的认知程度有所不同,建筑、传统工艺类文化符号的认知程度高于植物、地理风貌类的文化符号。     

基于消费者产品设计信息认知的研究

研究的基本问题,即是在以消费者为主导的背景下,分析现在设计师通过产品传达的设计信息,帮助用户更好的体验新产品、新设计所带来的方便与快捷.     

基于文化认知的地铁站内色彩设计研究

目的从文化认知的角度构建地铁站内色彩设计方法。方法首先,通过对地铁站内色彩设计的内容分析,形成其文化认知模型,获取其设计方法的关键要素。然后,结合典型文化样本的收集,借助NCS色彩体系分析其色彩特征,通过对典型色彩的整合,将其转化为现代设计语言,并对其认知特性进行分析。最后,结合地铁站内的物理界面,形成色彩设计方案,阐释该方法的操作性。结果通过设计实践案例验证该方法能够有效提升地铁站内色彩设计的文化特色。结论地铁站内色彩设计的文化识别是设计信息与文化原型的匹配过程,色彩的文化性与现代设计语言的整合是设计过程的关键,借助认知理论可以更准确地分析色彩设计的文化识别性,有效提升地铁站内色彩设计的品质。     

汽车内饰设计认知模式研究及应用

目的特征识别是认知过程的核心,探究普通用户与有专业背景的设计师对汽车内饰造型特征和特征线的认知差异,构建普通用户与设计师对汽车内饰造型的认知模型。方法以豪华车、SUV以及跑车3类车型作为实验对象,每个类别各取8个车款共计24个样本,采用问卷调查和统计分析的方法,获取汽车特征及特征线的相关数据,确定不同人群对汽车内饰造型特征的认知差异。结论在汽车内饰造型认知中,普通用户对于内饰造型元素的认知偏向于对造型特征的认知,而设计师则没有明显的偏向。对特征与特征线的识别而言,普通用户对两者的认知存在差异,设计师对两者的认知并不存在差异。构建了关于汽车内饰的用户与设计师特征识别模型,通过内饰设计实例,为汽车内饰的设计和评价提供有价值的参考。