基于感性意象的产品造型设计方法研究

通过分析产品意象的认知理论,提出基于感性意象的产品造型设计方法:首先通过问卷调查,由因素分析和集群分析提取出适合形容产品的意象语汇;以定性分析的方式,对产品形态要素进行分解;再通过问卷调查,进行定量分析,获得产品造型与意象因素之间的对应关系,由此建立产品造型的设计规则库,指导产品设计。最后经验证和实际应用,证明该方法是合理、可行的。     

机械产品杂交集成设计及产品基因库的构建

在前人研究的基础上提出基于生物基因工程的机械产品杂交集成设计方法,探索建立零件和产品级的基因编码方法,克服了以往编码系统存在的如形状统计和零件分类方面的不足.该编码方法基于产品功能模式对产品信息进行了描述,以此为基础进一步提出建立机械产品基因库和目的基因检索的方法,通过借鉴已有的生物基因重组理论,机械产品的杂交集成设计方法可实现创新机械产品的快速设计,对于个性化需求的机械产品设计具有一定的借鉴.     

基于改进型层次聚类算法的可重构制造系统的产品族划分

针对可重构制造系统的产品族划分问题,提出了基于改进型层次聚类算法的可重构制造系统的产品族划分方法。首先对影响产品族划分的因素进行分析,基于产品的结构矩阵以及组成产品的各模块间的相关性矩阵确定了各因素的指标值,建立了各个因素相似度矩阵,然后利用层次分析法获得各指标的权重,获得产品的综合相似度矩阵,利用改进型层次聚类算法实现产品族的划分。最后通过实例验证了改进型层次聚类算法与层次聚类算法具有相同的划分结果,但是改进型层次聚类算法有更低的计算复杂度与更高的效率。     

基于功能表面的产品基因形式化表达

利用功能表面来形式化表达产品基因以支持机械产品概念创新设计。用数学方法描述了功能表面模型和产品基因模型,提出了一种变长度的产品基因层次编码方案,构建了基于功能表面的产品基因形式化表达过程,并用设计实例对提出的方法进行了验证。     

风格约束下产品形态基因的提取方法及应用研究

研究风格约束下产品形态基因的提取方法及应用,将产品形态与产品风格结合起来.提出产品形态基因的概念,阐述了风格约束下产品形态基因的体现形式,构建了产品形态语义描述模型,并基于上述理论构建风格约束下产品形态基因的提取模型.采用层次分析法和语义差异法对产品形态基因进行分步提取,并以东莞永强汽车公司的罐车产品形态基因分析为例进行说明和验证.     

基于视觉-行为-情感的产品族设计基因

为进一步探索产品族设计中关于体现品牌特征和用户情感的问题,提出基于视觉-行为-情感的产品族设计基因研究方法.在分析品牌识别的硅性因素和隐性因素基础上,提出情感设计基因、行为设计基因和视觉设计基因的概念,构建了基于视觉-行为-情感的产品族设计基因的层次模型,讨论了产品族设计基因的构造方法和循环模型,探讨了产品族设计基因、信息建模、品牌风格基冈的构建,以及产品族设计基囚与品牌风格基因的映射、评价与优化等研究方法与关键技术.以家用绣花机外形设计为例,构建了产品族设计基因,以及与晶牌风格感性意象的映射,开发了计算机辅助家用绣花机设计系统软件,包括设计DNA装配模块、设计评价模块和设计知识库模块.该系统可以实现家用绣花机造型设计的快速生成与设计评价,验证了基于视觉-行为-情感的产品族设计基因理沦体系.     

多元统计分析在产品设计要素分析中的应用

研究多元统计分析的理论,利用感性工学的方法,建立适用于大多数产品的数学模型,为产品设计要素分析提供依据.使用系统聚类分析法对相近感性意象的产品图片进行筛选,选出具有典型感性意象的图片;利用主成份分析法和聚类法将描述产品图片的感性语义进行分类、合并,获得正式调研的产品语义.以实例分析,证实是一种比较适用可行的方法.     

PRODUCT GENE REPRESENTATION AND ACQUISITION METHOD BASED ON POPULATION OF PRODUCT CASES

The representation and acquisition of a product gene is a crucial problem in product evolutionary design. A new methodology of product gene representation and acquisition from a population of product cases is proposed, and the methodology for product evolutionary design based on a population of product cases is realized. By properly classifying product cases according to its product species, the populations of product cases are divided and a model is established. Knowledge of the scheme design is extracted and formulated as the function base, principle base, and structure base, which are then combined to form a product gene. Subsequently, the product gene tree is created and represented by object-oriented method. Then combining this method with the evolutionary reasoning technology, an intelligent and automatic evolutionary scheme design of product based on the population of product cases is realized. This design method will be helpful in the processing of knowledge formulation, accumulation, and reuse, and in addressing the difficulty of acquiring design knowledge in traditional design. In addition, the disadvantages of manual case adaptation and update in case-based reasoning can be eliminated. Moreover, by optimizing the design scheme in multiple levels and aspects of product function, principle, and structure etc., the level of creativity in the scheme design can be improved.     

产品造型设计中的感性需求演化模型及应用

分析了消费者在不确定情形下的需求特点,提出产品造型设计的感性需求演化模型,运用启发式策略引导客户的需求逐步明确化。在一个金融机具新产品开发实例中,以模糊ISODATA聚类法从行业产品资料中提取启发式信息,聚类得出代表趋势的3种风格方向,进行原型设计,在原型的基础上演化得出理想的设计方案。最后讨论了所提出模型在应用中的关键问题,以及对于消费类产品,在启发式信息的提取方法和原型设计方法上与实例应有的差别。     

基于用户体验的产品感官研究

随着技术的发展,用户对产品的要求不断提高.体验设计突出了顾客感性价值的重要性,它试图通过更生动更富情趣的产品,来营造更为完善的用户体验.文中在分析了用户体验理论及其与用户感官联系的基础上,针对产品设计中包括视觉、听觉、触觉在内的多种感官因素,结合案例予以分析.     

基于产品基因进化的结构设计自动化

基因是人类研究自然界遗传和进化的重要依据 ,在现代机械设计中 ,将基因工程思想用于产品结构设计 ,从未知产品根本需求和实现功能出发 ,在广义定位原理和基于功能表面分解重构技术基础上 ,形成“产品基因”这一全新设计理念 ,进而以此为依据提出基于产品基因型进化思想的产品建模方法 ,并用实例验证这一方法的优越性。     

用户和设计师的产品造型感知意象

研究了用户和设计师在感知产品造型上的共同点及差异,提出和讨论了用户和设计师的产品造型感知意象的概念,建立了用户与设计师之间的感知意象匹配模型,探讨了其关键技术和研究方法。以MP3音乐播放器造型设计为例,采用口语分析、心理量表和设计概念草图等研究方法,分析了用户与设计师感知意象的获取以及表征形式,将内隐性意象外显化,验证了该模型。研究证明:用户与设计师的感知意象之间存在较大差异;在产品设计之前,研究用户的感知意象,找出其共性和个性特征,有利于提高设计方案的成功率。     

面向大规模客户化生产的产品设计及其产品规划方法研究

介绍了大规模客户化生产模式的内涵、特点及实施策略。在产品系列合理化和零部件标准化及规范化的基础上详细分析了面向大规模客户化生产的产品设计方法。提出了基于产品族的产品规划方法。首先 ,利用模糊聚类分析划分客户群 ,并对客户群需求进行综合评定。进而针对客户群需求 ,实施了基于大规模客户化生产的质量功能配置转换 ,对产品族进行了功能规划、解原理规划、结构规划 ,并确定其产品定制参数及定制范围。最后通过建立产品族的成本模型 ,对产品目标成本进行合理预测。     

基于模糊聚类的产品模块化形成过程分析

阐述了大规模定制与产品模块化设计相结合的可能性,考虑了全生命周期中影响零件交互关系,以及产品模块形成的一系列因素.应用模糊聚类算法,分析了模块的有序聚类形成过程.结合典型特例表明,本文所提出的方法对产品模块化的形成具有较强的适用性和有效性,为面向大规模定制的模块化敏捷生产模式提供了另一种数值分析和评价手段.     

基于TRIZ与实例推理原理的产品绿色创新设计方法

为开发环境友好型绿色产品,提高绿色产品的创新效率,提出了基于TRIZ和实例推理原理的产品绿色创新设计方法。以本体论为基础,给出了绿色产品设计实例的表达机制,构建了绿色产品设计实例的本体库,实现了产品绿色创新设计案例知识的检索、重用和修正。建立了绿色设计属性与TRIZ冲突矩阵48个工程参数之间的关联表,实现了绿色设计属性向TRIZ工程参数的快速转化。建立了基于TRIZ和实例推理原理相结合的产品绿色创新设计支持平台,并以洗碗机底板的创新设计为例讨论了所提出方法的正确性和有效性。     

基于产品基因分解重构的生长型设计

将基因工程思想用于产品的进化设计过程，通过对产品基因的多级分解提出了产品组成单元的进化策略。在给出基于功能约束的产品基因分解数学模型的基础上，将装配复杂度及制造复杂度作为有效的控制约束引入其中，得出了产品基因的最优划分策略，在此基础上提出了基因重构方法。用滚子夹具设计实例验证了设计方法的有效性。     

基于形状文法和基因约束的产品形态设计方法

基于产品基因理论提出品牌基因意象,并以此为约束规则,采用形状文法对产品要素进行形状推演,从而实现产品形态创新的同时传承品牌文化。以美的壁挂式空调为例,进行产品形态设计,验证了该方法的可行性。将形状文法与基因约束结合起来,在实现产品形态创新的同时,可以有效地传承和发展品牌文化。     

支持变型设计的产品基因模型建模方法研究

类比生物基因工程与变型设计过程,提出了变型设计中产品基因的概念,定义了支持变型设计的产品基因模型和基因操作,产品基因包括反映产品功能结构的基本几何元素和几何元素间的约束关系,通过对产品基因的分割、复制、替换、变异和组合等操作实现了变型信息的动态传递,支持了产品变型设计.最后以水平定向钻动力头为产品变型实例进行验证.结果表明,该方法能够有效的实现快速变型设计.     

A methodology to define a reconfigurable system architecture for a compact heat exchanger assembly machine

Due to the unexpected, fast, and constant changes of market requirements and the hypercompetency, robust manufacturing systems are needed that adjust easily to operational variability and the customized product supply. The simply substitution of components, software, hardware, and/or their adaptation by parameters resetting are an attractive option to face this challenge. Short product life cycles are an undeniable consequence and evidence of this. For this reason, to develop products or services profitably in the product manufacturing field, it is common to use the product family concept, which involves sharing components, functional features, and manufacturing process, both to make a cheaper product development process and to obtain customized products. A new generation of manufacturing systems that deploy characteristics such as adaptability and flexibility responding to the market dynamics called reconfigurable manufacturing systems (RMS) are required by market according to manufacturing experts. The manufacturing systems with modular architecture are the best way to meet flexible and adaptable RMSs because they allow reconfiguration by a simple module substitution or by resetting module operation parameters. This paper presents a design methodology developed to obtain modular RMS. The method integrates the utilization of modular architecture principles, selection algorithms (analytical hierarchical process), clustering algorithms (average linkage clustering algorithm), family product features and functional system analysis in the classical product design process. The methodology proposed allows defining the most adequate modular system architecture and the modular definition of the reconfiguration variables that are needed to reach the flexibility required. A real study case about a heat exchanger assembly machine is presented where this methodology is applied in order to present an evidence of its usefulness.     

Product platform commonization: platform construction and platform elements capture

Platform-based product family design is an effective means for mass customization. Platform commonization is one of the key problems in developing product platforms. Through discussion on the relevant problems of platform commonization, this article presents a framework of layered constructing platform architecture to improve commonality of platforms. Subsequently, an approach to capturing platform elements, viz. Graph theory-based clustering analysis (GTBCA), is proposed, which illustrates the construction of platforms through analyzing the commonality and standardization on a set of existing similar products of a company. The method can be used to help designers plan and design product platform rationally and develop a product family effectively for mass customization. In the end, a case study of a pumping unit product family is presented to illustrate the feasibility and validity of the approach.