【摘 要】
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随着市场全球化和现代科学技术的发展,许多类似的产品在功能上是等同的,顾客很难对其进行区分和选择,功能设计和可用性设计不再赋予产品竞争优势。因此,有必要通过吸引顾客的情绪或注意力进行产品设计。目标用户群体的感性需求正加剧呈现个性化和多元化的复杂特性,用户细分加深;同时,用户个体的感性需求由多个感性意象混合而成,而且各感性意象之间可能互相存在冲突;此外,产品造型设计研发过程中,还应充分考虑产品造型中设
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随着市场全球化和现代科学技术的发展,许多类似的产品在功能上是等同的,顾客很难对其进行区分和选择,功能设计和可用性设计不再赋予产品竞争优势。因此,有必要通过吸引顾客的情绪或注意力进行产品设计。目标用户群体的感性需求正加剧呈现个性化和多元化的复杂特性,用户细分加深;同时,用户个体的感性需求由多个感性意象混合而成,而且各感性意象之间可能互相存在冲突;此外,产品造型设计研发过程中,还应充分考虑产品造型中设计要素间的统一、协调耦合关系。因此,如何准确表达用户对产品的情感反应以及如何将用户的情感需求整合到考虑设计要素耦合的产品形态设计感性推理机制中将显得十分重要。本文通过问卷调查获得不同用户群组对产品形态设计的感性评价数据,利用GABP神经网络与NSGA-Ⅱ算法结合,构建混合感性工学推理机制,实现计算机辅助产品形态优化设计,本文的主要研究内容及主要结论如下:(1)代表性产品选择与原型设计。通过市场调研,确定研究对象为保温瓶产品,通过前期产品筛选、灰色处理构建代表性产品样本库;通过前期确定美度指标、产品形态美度评价实验,确定最终的代表性产品。通过形态分析法将代表性产品进行解构,确定基本设计要素及设计要素水平,通过正交试验法确定95款产品原型,用于后续产品形态感性评价实验。(2)考虑多面共性感性需求的用户组需求提取。由于消费者偏好的不同,可以根据消费者的审美喜好将他们划分为不同的群体。本研究通过产品形态偏好评价实验、聚类分析、形态感性评价实验、优势粗糙集提取分组用户需求;并对分组用户特征进行提取及描述,证实此假设即特定用户群的感知模式介于同质的“平均用户”和完全异质的个性化用户之间,即其潜在共性需求具有多个侧面的(感性偏好驱动的用户细分),每个侧面的需求是个性与共性的融合。(3)构建闭环工程约束知识库以及开环几何约束知识库。考虑到人对物质的需求具有无限性、理想化的特点,趋向于对方案内各要素的优度追求,局部最优的组合往往导致全局的失调,通过设计要素耦合提出耦合的闭环设计要素工程约束知识库;同时考虑人机特性、用户个性化需求、专家经验等构建了开环的设计要素几何约束知识库。两者组合为后续产品形态优化提供约束。(4)建立考虑工程约束与几何约束的多目标优化混合感性推理机制。本研究通过针对不同用户群体的感性反应数据集,分别建立设计要素与表征各分组需求的感性意象词之间的关联关系,作为NSGA-Ⅱ优化算法的适应度函数,将各用户组筛选出的感性意象作为多目标优化的目标,结合基于设计要素耦合提出的约束条件,进行多目标优化操作,得到各用户组最优的产品形态参数。然后通过SolidWorks 2018软件进行三维建模与Keyshot 6软件进行渲染得到最终的优化方案,并对优化结果与偏好排序结果进行对比分析验证方案可行性。本文提出的基于产品形态美度的代表性产品选取,基于多面共性感性需求和偏好的用户分组,基于优势粗糙集的用户感性需求提取,从而可以更好的构建设计要素与用户感性需求的关联规则;结合基于耦合的设计要素工程约束、基于人机性能的设计要素几何约束,可以更好的进行多目标产品形态优化设计。这两者结合起来就是一个完善的混合感性工学推理机,可以进一步完善开发感性工学系统,服务产品形态设计,为产品形态设计提供了新的思路和方法,有助于保温瓶公司更好的进行产品开发。
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