基于StyleGAN的草图生成产品设计效果图方法研究

目的 解决当前产品设计表达中存在对设计师要求高、设计思维具有局限性、设计周期长等问题。方法 提出基于StyleGAN的草图快速生成产品效果图像的方法,该方法利用图像变形技术,将不同程度的产品草图生成真实产品效果图像。结果 该方法可有效地满足设计师创作需求,也能为没有绘画基础的用户生成高质量的产品设计方案。结论 将基于深度学习的StyleGAN模型应用于草图生成真实产品效果图像中,能快速、高效地完成产品设计表达过程,为产品设计表达提供了一个基于深度学习技术的参考框架,也是传统产品设计在人工智能时代的一次创新性探索。     

基于深度学习的汽车造型设计工具研究

目的 研究基于深度学习的汽车造型设计工具.方法 使用交叉分类法对数据集进行整理并标记,形成全标签数据库,结合基于StyleGAN2的汽车图像生成模型,形成基于深度学习的汽车造型设计工具,并通过对比实验检验AI设计工具的生成速率和质量优劣.结果 通过AI生成汽车造型的速率是一般设计师的数千倍,在质量比分中,AI生成的质量高于一般设计师.结论 基于深度学习的汽车造型设计工具可作为汽车造型设计的新工具.     

3D打印和生成技术结合下短线智能化产品设计模式探索

目的 人工智能深度神经网络的生成技术在三维形态和产品设计中尚没有被成熟应用.3D打印可以快速实现产品设计,有助于智能设计的形态和效果评估.希望通过探索人工智能技术在产品设计中的应用,结合3D打印技术的快速输出,形成短线智能设计新模式.方法 先构建生成数据库,利用三维形状数据训练生成模型,将短时间内形成的大量的立体产品形态交给设计师进一步优化,最终经过格式转换,优化网格并渲染,再由3D打印输出.结论 利用人工智能生成技术推动人机融合创意,提高设计方案的丰富程度,并且启发设计师更多的形态创意.3D打印输出的便捷性有助于提升设计效率,实现短线智能产品设计.     

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。     

基于参数化思维的产品创新设计方法

目的 提出基于参数化思维的产品创新设计方法。针对产品的概念设计阶段,利用参数化的设计思维方法,来创造可以激发设计师灵感的设计环境,启发其更好地进行产品创新设计。方法 依据设计需求对产品进行功能特征的描述与分析,初步确定各功能部件的位置、结构、尺寸等设计参数后,对造型生成进行逻辑推演,在Rhinoceros与Grasshopper组成的参数化设计平台中选定算法并生成造型,最后通过对整体方案的分析、评估及参数化调整,来确定创新性的设计方案。结果 基于参数化思维的产品创新设计方法可有效帮助设计师进行思维发散,设计方案优化程度高、可行性强、拓展空间广,符合理论与实践需要。结论 在工业设计领域,基于参数化思维的产品创新设计方法可弥补传统设计方法的不足,使产品设计更具高效性和创新性,是一种行之有效的产品设计方法。     

基于进化算法的产品造型创新设计方法研究

为了满足用户多样化的产品造型需求,模拟设计师的设计思维特性,提出了应用元胞遗传算法和标准遗传算法的产品造型创新设计新方法.首先收集产品样本,经聚类分析、设计师聚焦等确定代表性产品样本,再利用形态分析法得到产品造型元素并定量描述设计参数;其次,以代表性产品样本为初始种群,应用元胞遗传算法建立产品造型初始设计系统,实现了以少量原型生成大量创新性方案的智能设计进程;最后,应用标准遗传算法建立产品造型细化设计系统,进一步优化初始设计方案,快速实现方案的细化智能设计进程.卡通表情造型设计实例表明,该方法可为创新设计提供有效的辅助与支持.     

基于数字孪生的畲族文创设计研究

目的 结合数字孪生原理来辅助文创产品的设计过程,借由智能图像处理技术发散更多艺术创意,从而减少文创产品设计的艺术内耗,提升设计效率,并从数字孪生角度审视文创产品效果,辅助产品的孵化。方法 在数字孪生原理的指导下,以数据处理技术提取文化特征,丰富畲族文化资源数据库,并从中选取畲族设计元素以智能数字图像处理方法进行批量化图像生成,最后在keyshot中对概念产品的数字孪生模型进行数字图像的UV映射,以构建文创产品的仿真造型效果。结果 获取畲族文化图像孪生数据,组成畲族纹样文化资源库,构建数字孪生辅助的畲族文创设计方法。结论 基于数字孪生的文创产品设计中,借助了多种人工智能和数字图像处理手段,对文创中的图像设计工作起到了有效的辅助产出作用。为文创与科技融合的设计方法提供了新思路。     

基于遗传算法的产品造型设计阶梯求解法

基于参数化产品设计的造型编码,采用产品目标用户参与的方式评定造型参数的权重;根据权重次序将产品设计的造型编码进行阶梯分级;通过阶梯降级的方式对原始解空间进行数据处理,每次降级利用交互式遗传算法搜索产品造型设计的最优解,逐级完成造型设计的细化设计。求解过程基于解码的造型方案进行,并为设计师提供了直观的操作界面。     

数字化智能化产品设计方法与技术的发展

目的 回顾产品设计方法与技术的发展经历,建立设计方法与技术的定式化分类框架,分析数字化智能化产品设计技术的研究与应用热点,展望智能化创新设计技术的未来发展趋势与挑战。方法 通过对已有的产品设计方法与技术的分析,将设计对象、设计阶段、设计资源、设计手段作为设计方法与技术的分类要素,构建设计方法与技术的定式化分类框架;通过确定各分类要素的具体内容,可以明确不同的设计方法与技术,如数字化智能化产品设计技术;利用该定式化分类框架,展望未来数字化智能化产品设计技术的发展趋势。结论 提出了一种用于产品设计方法与技术定式化的分类框架,界定了基于模型的系统设计与仿真优化、基于互联网的开放式众包设计和数据驱动的设计等三个热点研究方向,指出了产品全生命周期一体化设计、混合智能驱动的创新设计的趋势与挑战。     

面向产品创新的空间布局生成技术研究

研究了产品空间布局的特点,提出了产品空间布局生成系统过程模型,在基于约束的参数化设计的基础上,引入了概念模型和基于规则的方法,并以电话机为例进行了研究,验证了上述理论及过程,为设计师提供了一种新的产品设计解决方法.     

面向用户情感体验的产品美学智能评估方法研究

目的 研究面向用户情感体验的产品美学智能评估方法。方法 从情感与美学的概念及内涵出发,梳理了产品情感化设计理论及产品美学评估研究的发展。针对现有的情感化设计方法模型局限性较大,产品美学评估研究范围狭窄,未充分考虑用户情感体验及缺乏完善系统的理论框架与方法模型等问题,重新梳理了用户情感与产品美学之间的关系,从形式美、技术美、体验美三个层次研究用户情感体验,基于用户情感分析重新设定产品美学评估规则,并结合人工智能技术研究产品情感美学数据库的构建方法及产品情感美学的计算方法与流程。结果 提出产品情感美学三层次评估模型与面向用户情感体验的产品美学智能评估系统的构建方法,并对系统构建方法进行了设计实践验证。结论 帮助设计师、制造商、营销商与用户等多种角色更好地理解产品情感与产品美学的关系,促进高效精准的设计决策。为情感化设计领域及美学评估领域的研究提供新见解与新思路,为构建高效精准的产品情感分析与产品美学评估系统提供参考。     

基于深度学习的界面设计美学评价研究

目的美感已经成为人机交互(HCI)的核心结构之一,对用户的感知和态度具有明显的有益影响。然而界面美观性评价方法仍是设计师及其团队所面临的重要问题。引入深度学习技术来探讨其评价界面设计美感的可能性。方法分别使用基于深度卷积神经网络的闪屏美学分类方法和Google提出的基于深度学习NIMA神经网络,来预测闪屏图像的美学评价分布。结果通过研究发现,使用基于深度学习NIMA神经网络可以得到比传统方法更具体的评价结果,帮助设计师有效而客观地评价界面设计。结论将计算机图像美学评价的研究领域拓展到界面设计领域,验证了深度卷积神经网络在界面设计美学评价领域使用的可行性。未来图像美学评价还可以介入更多的设计相关领域,辅助设计师做出更有效的设计和商业决策。     

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。     

产品造型设计中面向多维感知KE模型的构建

目的提出面向多维感知的KE模型,解决完整表达消费者的情感需求,以及消费者需求向产品设计要素转化所得的结果时,提高产品形态设计阶段的实用价值的问题。方法首先采用语义差异法(SD)及主成分分析法构建消费者情感认知空间,然后利用多感官多维度的特征解构方法获得多维造型特征空间,在此基础上通过偏最小二乘法分析贡献率,建立多维造型特征空间与情感认知空间的映射关系,得到不同情感下对应的产品设计要素。结论利用KE模型获得了产品设计中造型特征要素与感性意象词的映射关系,解决了一维KE模型情感需求不全面的问题,同时向相关企业和设计者推荐产品设计中的关键设计要素。     

多目标意象驱动的梳棉机造型设计研究

目的 为满足用户对梳棉机的多维感性需求,多层次提升纺织机械的造型意象满意度和用户满意度,提出一种多目标意象驱动的梳棉机造型设计方法,并展开设计实践与实验研究。方法 首先,设计感性评价实验,通过焦点小组讨论和问卷调研获取用户对梳棉机的感性意象评价均值;其次,采用形态分析法,对梳棉机造型设计要素进行划分,并对代表性样本的造型类目特征进行编码;基于反向传播神经网络(Back Propagation Neural Network,BP-NN),建立梳棉机产品造型要素与用户感性意象评价均值之间的关联映射模型,建立用于造型推荐的样本库,获取单意象维度下的梳棉机造型设计策略;再次,应用层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)得到各目标意象维度的权重值,输出多目标意象下梳棉机造型设计策略;最后,结合梳棉机的造型设计实践及感性评价,进一步验证该方法的可靠性和有效性。结果 基于该方法展开设计实践,依据推荐的梳棉机造型设计策略得到的设计方案,在目标感性意象的整体评价得分优于对照样本。结论 该方法有较好的可靠性和有效性,能为企业的新产品开发及设计师的设计实践输出指向具体、操作性强的梳棉机多目标意象设计策略。     

基于OBE理念的产品设计专业CMF设计类课程改革研究——以智能家居产品设计为例

目的 为实现培养高素质创新型设计人才的目标,作为产品设计专业的核心课程,CMF设计类课程在培养学生设计思维,理解产品设计中色彩、材料与加工工艺的搭配应用,以及产品规划验收等方面发挥了关键作用。方法 基于以成果为导向的教学模式(OBE)理论,结合CMF设计类课程理论与实践并重的特征,从教学内容、教学方式、评价指标和反馈机制进行课程改革,尤其是在智能产品设计教学过程中进行运用,以构建多渠道教学体系。结果 OBE理论指导下的CMF设计课程,结合多种教具的应用与游戏化学习体验,能提高CMF设计教学中学生的主观能动性。结论 通过OBE教学理论在CMF设计课程的运用,确立学生在课堂的主体地位,激发其对智能化、数字化产品CMF设计的学习兴趣,进而提高课堂效率与教学质量。