感性工学的产品材质CAID系统研究

以消费者对产品材料的质感意象为依据,探讨材料质感与消费者心理意象的对应关系;采用感性工学(Kensei engineering)方法,实现视觉和触觉的感觉数量化,并通过实验和实验结果统计分析,构建材质感性意象空间数据库;以Top-Down的方法建立了映射树模型,并构建了符合消费者感性诉求和设计师设计行为习惯的产品材料计算机辅助工业设计(CAID)系统,从而实现了材质设计的人性化.     

产品意象造型设计关键技术研究进展

在设计中充分考虑消费者的感性意象需求是工业设计发展的重要趋势。通过对国内外相关文献的综述,论述了感性工学的概念,重点分析了产品意象造型设计所涉及的感性意象挖掘、造型形态描述、产品造型设计要素辨识、产品感性意象与设计要素关联及产品意象造型智能设计等关键技术和方法,为其研究与应用建立了实用的体系。     

基于消费者感性需求的产品材质意象评价方法

针对产品开发过程中的材质设计问题,以感性工学为理论基础,将消费者对产品材质的感性认知量化,构建产品材质意象评价方法。基于模糊层次分析法建立产品方案材质与感性意象之间的层次分析图,提取产品材质风格意象词汇,根据消费者需求将感性意象词汇作为评价准则,建立模糊层次矩阵,进行评价。通过护眼台灯的材质评价实例,证明该方法更贴近消费者的主观意象。     

基于消费者心理和感性工学的智能手表造型研究

分析了产品造型设计的国内外研究现状,结合消费者心理学,了解用户对智能手表的需求,确立基本设计方向。运用感性工学,结合形态分析法提取设计要素;通过数量化理论Ⅰ,将用户感性意象进行量化,建立造型特征与意象语意的数学模型,进行计算求解,得出造型设计方案预测。将预测方案与消费者心理调查结果进行对比,证实了预测方案的真实性和准确性。研究结果表明,基于消费者心理和感性工学量化理论的设计流程和设计方法对新产品造型的设计,具有针对性强、设计方向明确等特点,有助于像智能手表等新产品的快速和优化设计。     

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。     

基于感性工学的产品材质意象研究

产品材质的感性意象是用户借助意象形容词对材质的表示。准确把握用户对产品的材质意象可帮助设计师把握用户心理,设计出具有更好使用体验的产品。以手表带设计为例,通过对其材质的调查分析,以感性工学为理论依据,建立样本空间和语义空间,运用层次分析与模糊评价相结合的方法,构建材质意象决策模型,量化用户对材质的感性认知并对模型求解。通过验证,该方法实用、有效,为产品设计中材质选择提供有效方法。     

基于感性意象的全自动血沉仪设计方法研究

医疗产品的外观造型越来越受到消费者的重视,外观造型与用户感性需求的关联度成为评价设计优劣的关键因素。针对医疗产品设计过程中缺少用户交互感受考虑的问题,以血沉仪为研究对象,基于聚类分析建立了感性意象词汇库,结合语义差分法和调查分析建立了感性意象词汇与产品特征组合之间的映射关系,将研究结果运用于全自动血沉仪的造型设计中,并给出了设计方案。结果表明:运用该方法可有效进行医疗产品的意象造型设计,以提升产品形象,改善用户心理感受。     

基于序次Logistic回归的产品意象造型设计研究

为设计出符合消费者感性需求的产品,提出基于序次Logistic回归的产品意象造型设计方法.首先,应用KJ法和因子分析法确定产品的感性意象,使用形态分析法确定造型设计要素,在此基础上由正交试验设计法构建产品全轮廓卡片,对其感性意象进行调查.其次,通过对感性意象评价等级分布的分析,选择Probit函数作为序次Logistic回归的联接函数,建立感性意象与设计要素之间的数学模型.最后,通过测试验证了模型的有效性.文中结合办公座椅的设计进行研究,结果表明该方法是正确可行的.     

基于统计学方法的数控机床感性意象研究

采用统计学方法,结合感性工学数量化理论Ⅰ对数控机床的造型意象开展设计研究,得到更符合用户感性需求的数控机床造型。在调研数控机床感性意象词汇的基础上,运用多维尺度分析法和K-mean聚类分析将数控机床的感性意象词汇进行分群,并提取具有代表性的感性意象词汇。通过调研搜集29个具有代表性的数控机床造型图片,运用帕累托图对数控机床的造型设计要素进行提取。运用数量化理论Ⅰ研究消费者的感性意象与数控机床设计要素的关系,并建立相应的数学分析模型,有助于数控机床的精准化设计,并为产品的形象识别(Product Identity,PI)设计提供参考。     

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。     

计算机辅助造型设计支持系统构建方法研究

通过分析计算机辅助工业设计现状和产品型态认知理论,提出以感性工学的观点探讨构建计算机辅助造型设计支持系统的方法.首先准备相关素材,建立基于网络的感性意象调查系统进行设计调查;然后由统计分析建立感性意象资料库,并定性分解产品型态要素建立造型资料库;再通过二次调查,由量化分析获得支持产品造型的设计知识库.经验证和实际应用,证明该方法是合理、可行的.     

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.     

民机驾驶舱内饰设计感性评价研究

基于感性工学方法,研究民用飞机驾驶舱内饰设计的设计要素和用户感性评价之间的关系。通过分析感性工学方法的一般流程,结合驾驶舱内饰设计的特点,通过驾驶舱样本图片筛选、感性意向认知研究、设计要素体系构建,最终建立驾驶舱内饰设计要素和用户感性评价之间的关联模型。在方法实施过程中,使用语义差分法获取被试对样本图片的感性评价;运用形态分析法进行设计要素分解;采用反向传播(Back propagation, BP)神经网络法构建设计要素与感性评价之间的关联模型,确定设计要素和感性评价值之间的关系,实现感性评价值的预测。以驾驶舱T形区内饰为示例进行方法说明与验证,关联模型可以实现对样本感性评价值的预测,且预测值与实际主观评价值保持一致。结果表明,建立的关联模型是可用于驾驶舱内饰感性评价值的预测,感性工学方法可以应用于驾驶舱的内饰设计的感性评价。     

绿色产品设计的材料选择

绿色材料及其选择是实现绿色产品设计的关键因素。本文根据绿色产品设计的要求，提出了适于绿色产品设计的材料及概念，并阐述了如何选择绿色材料，实现产品的绿色性能，使产品具有所要求的功能及环境适应性．     

机床产品外观家族化设计方法研究

企业形象要求同一企业不同产品外观具有相似性,给消费者留下深刻印象,促进产品销量。由此引出产品外观家族化设计概念,按照流程对形态、色彩、质感与面饰工艺、装饰件四要素进行分析,从典型产品提取外观家族化特征,运用到全系列产品并作适当调整,将修正后的结果返用于典型产品,验证后再全面用于普通产品,形成产品家族化形象。该设计方法运用于企业实际案例时,达到了较好的不同产品系列家族化效果。     

A material selection methodology and expert system for sustainable product design

Material selection is one of the main phases of product design process that has great impact on the manufacturing of sustainable products. One of the best approaches of material selection for sustainable products is life cycle engineering (LCE). But LCE is a costly and cumbersome task and it is not economic to perform this task for a large number of proposed materials in order to choose the most suitable one for a sustainable product. Instead, it is more reasonable to make a preliminary filtering on the proposed materials and obtain a shorter list of candidate materials and then perform LCE on alternatives which are obtained from preliminary filtering. Since environmental friendliness of materials is a critical sustainability issue, so it is a good criterion for preliminary filtering of alternatives. In this paper, a new methodology is proposed to support preliminary filtering of alternatives from environmental viewpoint. The methodology uses the knowledge of experts in the field of eco-design. The knowledge is translated to decision making rules and a decision tree is developed to guide the choice. In order to use the capabilities of frame-based systems, an object-oriented approach for representation of knowledge is also proposed. Moreover, a prototype hybrid expert system based on the proposed methodology called material selection expert system for sustainable product design is developed to support the task of preliminary filtering. Finally, a case study from tire manufacturing industries is presented to show the validity of the proposed system. The results show that the system can determine the appropriate candidate materials and hence improve the possibility of manufacturing of more sustainable products. Eliminating alternatives that do not have the necessary conditions for sustainable product leads to a large saving in time and cost of the LCE evaluation process     

基于极大图像熵的均质材料内部缺陷ICT诊断

ICT的待检材料如木材、铸件和钢件等,它们的密度一般都比较均匀或相近,因此它们的ICT断层扫描图像近似于二值化图像。利用这一先验信息,ICT的图像重建算法采用了一种基于极大图像熵和神经网络优化的重建方法,改造了其神经元输出特性,并假设图像的总照度在图像重建前后维持不变。模拟试验结果表明,在6个ICT投影角条件下重建出了高分辨率的均质材料内部缺陷图,从而为提高ICT的检查效率和减少设备造价提供一种有效途径。     

绿色设计的机械产品材料选择相关问题探讨

在介绍传统机械设计与绿色设计在设计内涵区别的基础上,分析了传统机械设计在材料选择方法的不足和存在的主要问题,提出了在绿色设计中,选择材料应遵循的四个基本原则.对于机械产品材料选择相关的绿色设计发展具有一定指导作用,同时利用此方法可以体现我国社会经济可持续发展战略思想.     

面向材料反求的非均质体参数化模型构建

非均质产品具有非常广泛的运用,面向材料反求构建非均质产品模型,能更好地设计出材料符合实际分布的非均质产品。利用CT扫描提供的原始数据,经过提取得到具有灰度信息的点云数据,提供非均质产品几何和材料空间构造原始信息。通过体参数化方法实现模型几何空间构造,通过对灰度值的参数化实现材料空间构造;通过求解一个二次型优化问题,将材料空间内嵌于几何空间,实现几何空间和材料空间的耦合,从而最终完成体参数化非均质产品模型的构建。以股骨模型为例,实现其非均质体参数化模型的构建算法。结果表明,面向材料反求的非均质体参数化建模方法能够更为便捷和准确的表达材料实际分布信息,且为基于体参数化模型的性能分析和显示提供模型支撑。     

产品材料与工艺知识库的建立方法研究

分析了产品材料与工艺设计中知识的主要内容,对知识进行了分类.分析了质感设计的本质,得出将材料质感的感性特征作为知识组织与表现的关键因素的结论,提出引入感性特征的定性与定量描述到知识的描述和表现形式中.讨论了知识的组织原则,提出了基于知识之间逻辑结构的知识组织方法,并列举了典型组织案例.最后根据设计知识的图形化显示需求,提出了质感图形应用对象的产品结构.