基于PSO-BP神经网络的工业装备造型设计研究

针对工业装备造型、空间布局等外观特征要素与用户感性认知的复杂映射问题,提出基于PSO-BP神经网络算法的工业装备造型优化设计方法.结合因子降维、文本挖掘等方法确定代表性样本和感性意象词汇,采用语义差异法建立工业装备外观意象特征评价量表.依据用户感性意象评价与用户喜爱度建立线性回归公式,通过PSO-BP神经网络建立造型元素特征与用户感性认知间的映射模型,应用线性回归公式和映射模型构建工业装备造型设计系统.以某企业风电车载换油机为例,验证了该设计系统的有效性,为工业装备的造型设计提供参考.     

基于KE和AHP理论的汽车造型意象评价方法研究

为解决汽车设计过程中造型特征获取和设计完成后汽车造型意象认知二者之间的匹配问题,辅助设计师通过造型意象评价对设计方案进行合理选择,提出了一种基于感性工学和层次分析法的汽车造型意象评价方法。以汽车设计中的车型、品牌和风格特征要素建立造型特征集,通过感性工学理论实现造型意象词汇的量化,以确定语义特征集,运用层次分析法建立造型特征集与语义特征集之间的关系,从而构建影响造型意象评价的指标体系,建立模糊评价矩阵,计算各评价指标权重并进行综合排序;最终对设计方案进行模糊综合评价,获得最佳造型意象设计方案。将该评价方法应用于3款电动汽车造型设计方案评价中,运用模糊隶属度函数,建立模糊评价矩阵,并对各个指标的评价结果进行量化处理,筛选得出最佳造型意象设计方案,为项目开发提供了有效参考。     

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.     

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SPSD评价标准的纯电动汽车感性意象设计方法

为改进纯电动汽车造型设计方法,运用感性工学方法对纯电动SUV感性意象与设计要素的关系进行研究。基于用户意象感知特性提出风格、比例、曲面和细节(Style-Proportion-Surface-Detail,SPSD)评价标准,建立了纯电动SUV车型样本库,运用因子分析法筛选感性意象词汇,并基于SPSD评价标准提取设计要素;在改进的语义差异量表基础上,利用Qt软件编写调研程序,获取感性意象与设计要素的关系,应用数量化理论I类方法构建纯电动SUV感性意象与设计要素的关系模型,为纯电动汽车造型设计提供参考。     

基于文化意象的礼宾车造型设计研究

为消除造型特征传递过程中用户对文化意象的认知障碍,对汽车造型设计中文化意象进行研究。选取红旗品牌礼宾车型作为造型研究样本,将礼宾车造型简化为造型特征群,对其造型特征群进行解构,明确各造型特征单元;通过专家讨论、问卷调查对意象词汇进行遴选,得到最具代表性的礼宾车造型设计文化意象词汇;利用语义差异法(Semantic Difference,SD)对相关意象词汇进行量化表达,建立意象词汇和礼宾车造型特征间的映射关系,并将研究结果运用到礼宾车造型设计方案中,从而提升造型设计与文化意象之间的匹配度,降低设计开发风险。     

基于文本挖掘与神经网络的高速列车意象造型设计

为满足人们对高速列车造型的感性意象需求,提出基于文本挖掘与神经网络的高速列车意象造型设计方法。采用文本挖掘和模块分解,确定高速列车的感性意象集和设计模块库;采用群决策聚类的方法集结感性意象集的评分,从而提高调查样本的信度;应用BP神经网络,获得高速列车设计模块库和感性意象集之间的映射关系。基于建立的映射关系,选择设计模块进行组合与调整,形成符合不同感性意象需求的设计方案。结果表明:该方法较好地模拟了设计思维,可为高速列车造型设计提供有效的辅助与支持。     

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。     

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。     

基于遗传算法的产品意象造型优化设计

提出基于遗传算法的产品意象造型优化设计方法,运用语意差异法提取内隐的用户意象语意信息,以及多维度尺度法、形态分析法分析产品造型特征,再由数量化一类方法求取造型特征与感性意象之间量化关系,最终依层次分析确定的目标函数进行遗传优化得到设计方案.试验结果表明该方法对于意象造型设计的优化具有很好的适用性.