基于多层次用户需求的设计方法知识推送策略研究

产品的用户需求具有多层次性,为满足设计人员针对不同层次用户需求获取不同设计方法知识,以提高设计效率,提出一种多层次用户需求与设计方法知识的匹配方法.首先,针对产品的性能、交互和外观3个层次用户需求运用不同的方法进行挖掘与分析,构建多层次的Kano模型将每个层次用户需求进行结构化分类,并且确定各个需求单元在所属结构中的权重;然后,分析用户需求-设计人员-设计方法之间的映射关系,构建基于需求结构属性和层次属性的设计方法分类模型,实现向设计人员匹配恰当的用户需求和设计方法知识;最后,以篮球背包设计为例验证该匹配方法的可行性.     

多约束下的载人潜器舱内计算机辅助工效设计系统研究

为了能使载人潜器舱内工效设计人员加深对多约束条件下舱内人员的生理、心理和环境约束条件的理解,有效地辅助设计方案的智能生成与优化.提出了基于虚拟人体模型参数作为布局设计解空间的参数获取方法、基于遗传算法的舱内人-机界面布局设计方案计算智能求解方法、基于知识推理的舱内色彩工效设计方案获取方法和基于粒子群算法的载人舱工效设计方案智能优化方法,以此为基础,应用UG二次开发和数据库技术,开发了载人潜器舱内人机工效设计计算机辅助系统.通过设计实例的人机工效布局和色彩设计与方案优化验证了该系统的可行性.     

潜航员认知效能驱动的作业舒适度评价方法

舒适的作业环境是人员高水平作业能力维持的重要保障,为实现载人潜水器舱室操作系统作业舒适度的定量评价,依据载人潜水器操作系统中显控界面、操作面板和通讯设备3个子系统的舒适性特征,提出潜航员认知效能驱动的载人潜水器舱室操作系统作业舒适度评价方法。该方法基于潜航员作业实际,分析潜航员认知流程,形成潜航员认知表现-效能-舒适度对应关系;依托操作系统作业舒适度实验数据,运用效用函数构建潜航员认知效能模型;采用支持向量机模型综合考虑子系统特征属性以及潜航员认知效能、年龄、学历等因素对子系统作业舒适度感知的影响;结合专家权重调查法,实现子系统作业舒适度耦合,确定操作系统作业舒适度。结果表明：当显控界面亮度、对比度和自然饱和度分别界于[-25,0],[-50,-25],[-25,0]范围,操作面板设计具有合理的布局参数和待布区形心相对位置,以及通讯设备中环境噪声频率较低和通信语音采样频率为48 000 Hz时,操作系统具有较高的舒适度。本研究表明,潜航员认知效能与主观舒适度具有相同的变化趋势,基于潜航员认知效能判断舱室操作系统作业舒适度的方法可行。     

基于功能元参数相关性的产品功能模块设计方法研究

为了解决产品设计过程中多种需求因素制约的设计问题,提出一种基于功能元参数相关性的产品功能模块设计方法。该方法建立在功能分析的基础上,通过对产品系统进行功能分析,考虑不同需求参数下功能元之间的相关度,进而运用聚类分析对功能元模块进行划分,并从系统的角度对模块化产品系统进行设计,得到一套完整的产品功能模块设计方法。最后引入雪地救援车功能模块布局设计案例验证了该方法的可行性。     

基于满意度与投入约束的产品技术特征配置

在运用质量屋进行前期产品需求规划的过程中,为解决多约束条件下的技术特征配置问题,对传统质量屋的结构进行改造,提出基于满意度与投入约束的需求规划决策模型。该模型通过分析以公理化信息距离为基础的满意度量化法,综合考虑多种投入约束下的配置条件,运用整数规划求解的方法得到产品需求规划的技术特征配置。以自动贩卖机为实例,对该方法进行了应用验证。     

产品设计中基于FBS模型的用户需求分析方法

为研究产品概念设计过程中的用户需求,运用功能-行为-结构(FBS)设计模型对产品进行分析,从而得出用户需求的最优解。运用改进的FBS设计模型对目标产品进行分析,得到模糊需求;结合弹性界限的概念,运用自然交互技术对模糊需求求解,同时结合情境感知对用户需求进一步分析;结合案例验证了文中方法的可行性。结果表明:改进后的FBS设计模型可用于分析用户需求,并能够通过自然交互技术得到用户需求的最优解。     

产品创新设计的可拓推理设计方法

为解决产品设计中的模糊不确定性问题,将可拓创新方法引入设计过程中,提出基于可拓变换及推理的产品创新设计方法。在建立产品设计知识表示模型的基础上,通过基元的转化和推理解决设计问题,并研究了产品设计的可拓变换和推理的一般原则。将可拓设计过程模型和可拓推理机制应用于产品的功能设计和色彩设计中,分别得到对应于产品功能设计和色彩设计的可拓推理设计方法及流程。该方法完善了产品创新设计方法体系,可为产品设计提供创新解决方案。     

基于深度图像技术的可供性物体获取方法

为了提高用户-物体交互行为中可供性物体的识别效率和准确度,为产品形态的可用性设计提供有效的形态特征元素,提出了一种基于深度图像技术的可供性物体获取方法。该方法基于可供性构建了AHO(Action-Hand-Object)可供性模型和HO(Hand-Object)手势,应用深度图像技术获取HO手势的表观特征向量,并训练支持向量机以识别HO手势,结合数理统计方法获取相应的可供性物体。对锅具设计中的两种HO手势识别实验中,该方法能有效地识别出相应可供性物体的形态特征元素。     

基于知识地图的复杂产品虚拟维护训练方法

为了提高复杂产品维护训练的效率,降低维护训练成本,提出了一种应用知识地图对复杂产品维护知识进行管理的方法。通过分析复杂产品维护知识的种类和构成形式,利用维护知识信息元对复杂产品的知识进行表征,并以此作为知识节点组成知识地图系统。以知识地图为基础构建了复杂产品虚拟维护训练系统,提出了基于知识地图的浏览式自学习、多媒体课程交互学习和虚拟装配训练的复杂产品虚拟维护方法,并以飞机的虚拟维护训练为例进行了系统实现与验证。
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载人潜水器坐底过程人因失效预测

针对潜水器两种坐底模式对潜航员认知可靠性影响问题,本文采用人因可靠性分析方法研究坐底过程中系统、任务以及环境对潜航员的影响,结合深海任务环境分析载人潜水器典型人-机-环境特征,分析了两种坐底模式潜航员任务过程和认知过程,利用认知可靠性并串混联系统模型改进(cognitive reliability and error analysis method,CREAM)方法,并预测潜航员作业认知失效概率。计算结果显示:载人潜水器两种坐底模式潜航员认知过程差异性较小且失效概率均在可接受范围内,该方法的应用可为载人潜水器安全设计、人员培训、失误预测与可靠性评估提供理论支持。