本文選題：用戶語義　切入點：產(chǎn)品形態(tài)原型　出處：《西北工業(yè)大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：先進(jìn)制造業(yè)的重要工作是解決“人與物”、“物與物”、“物與人”、“人與人”四個維度信息的充分交流和共享問題。在產(chǎn)品設(shè)計中,作為構(gòu)建“人”與“物”橋梁的用戶需求,其模糊性和多樣性使產(chǎn)品設(shè)計與用戶設(shè)計意圖產(chǎn)生一定的偏差。而用戶語義作為用戶設(shè)計意圖與產(chǎn)品設(shè)計的深層次聯(lián)系,是制造業(yè)中溝通“人”和“物”的重要橋梁和有效方法,有助于提高產(chǎn)品智能設(shè)計中迭代效率和用戶滿意度,促進(jìn)制造業(yè)創(chuàng)新設(shè)計能力的發(fā)展。產(chǎn)品形態(tài)原型是產(chǎn)品設(shè)計流程中的重要環(huán)節(jié),是完整體現(xiàn)用戶對產(chǎn)品形態(tài)需求的最初的階段性成果。合理運用產(chǎn)品形態(tài)原型,可便捷、有效地推動設(shè)計迭代,降低設(shè)計成本,提高產(chǎn)品設(shè)計的可用性。本文系統(tǒng)研究了產(chǎn)品形態(tài)原型設(shè)計的用戶語義驅(qū)動方法。圍繞產(chǎn)品設(shè)計中產(chǎn)品形態(tài)原型設(shè)計的過程與特征,提出了一種以用戶語義驅(qū)動的、形態(tài)元為基礎(chǔ)的產(chǎn)品形態(tài)原型設(shè)計模型,并且研究了在產(chǎn)品形態(tài)原型設(shè)計過程中基于形態(tài)元的用戶語義驅(qū)動方法及關(guān)鍵技術(shù)。主要研究內(nèi)容包括面向產(chǎn)品形態(tài)原型設(shè)計的用戶需求的獲取與語義識別、用戶語義驅(qū)動的產(chǎn)品形態(tài)構(gòu)成、用戶語義驅(qū)動的產(chǎn)品形態(tài)原型、用戶語義驅(qū)動產(chǎn)品形態(tài)原型設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)等四個方面。為降低用戶需求的模糊性與多樣性對產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計過程的影響,本文提出一種通過構(gòu)建用戶語義作為聯(lián)系用戶需求與產(chǎn)品特征的方法。本文根據(jù)需求理論與產(chǎn)品設(shè)計理論的最新發(fā)展,針對產(chǎn)品形態(tài)原型的設(shè)計需求構(gòu)建了一種多層次用戶需求模型框架。由于產(chǎn)品形態(tài)原型設(shè)計過程中用戶需求信息分布分散、內(nèi)容多樣的特點,綜合采用直接獲取和間接獲取等多種方法,從用戶需求數(shù)據(jù)中獲取用戶需求信息并加以描述。在用戶需求信息的基礎(chǔ)上,本文根據(jù)產(chǎn)品形態(tài)原型設(shè)計的需求定義了用戶語義,由用戶需求和產(chǎn)品實例的關(guān)系描述用戶語義的屬性。構(gòu)建了用戶需求本體,用以描述面向產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計中用戶需求領(lǐng)域知識的概念、屬性、關(guān)系,采用本體建模的方法構(gòu)建用戶需求模型框架,實現(xiàn)用戶需求知識的統(tǒng)一與共享,通過實例驗證了用戶語義的獲取與用戶需求本體的構(gòu)建。針對產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計過程中形態(tài)要素可復(fù)用性需求,本文從產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計方法、產(chǎn)品生命周期、產(chǎn)品設(shè)計知識流的角度分析了產(chǎn)品形態(tài)構(gòu)成,定義了構(gòu)成產(chǎn)品要素的設(shè)計元和構(gòu)成產(chǎn)品形態(tài)的形態(tài)元。分析了產(chǎn)品形態(tài)原型的特點,構(gòu)建了基于形態(tài)元的產(chǎn)品形態(tài)邏輯模型。在研究了生成形態(tài)元的技術(shù)路線后,通過分析產(chǎn)品形態(tài)結(jié)構(gòu)和形態(tài)元邏輯關(guān)系,結(jié)合產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計過程中用戶語義與相關(guān)多領(lǐng)域的知識和信息的特點,提出了一種描述產(chǎn)品形態(tài)構(gòu)成的信息模型,完成了形態(tài)元的用戶語義與信息整合。而后通過形態(tài)識別和參數(shù)化建模的方法建立了形態(tài)元的數(shù)字化模型,通過相似度判斷后與信息模型進(jìn)行整合存儲,通過案例驗證了用戶語義驅(qū)動的產(chǎn)品形態(tài)元的生成方法。與其他可復(fù)用模型相比,形態(tài)元模型強(qiáng)調(diào)用戶與產(chǎn)品形態(tài)的關(guān)系,提升產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計中知識重用效果,支持產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計中形態(tài)要素的復(fù)用和創(chuàng)新。本文分析了產(chǎn)品設(shè)計流程中產(chǎn)品形態(tài)原型設(shè)計的過程與特點,結(jié)合設(shè)計過程中相關(guān)設(shè)計知識流動的特點,確定了產(chǎn)品形態(tài)原型設(shè)計的原則與作用。本文在現(xiàn)有產(chǎn)品造型設(shè)計方法的基礎(chǔ)上,分析了產(chǎn)品形態(tài)原型的特點及形態(tài)元的作用,提出一種基于形態(tài)元的產(chǎn)品形態(tài)原型模型。通過描述產(chǎn)品形態(tài)原型設(shè)計中的概念、屬性、關(guān)系集等,構(gòu)建了產(chǎn)品形態(tài)原型設(shè)計本體,實現(xiàn)了對模型的描述和相關(guān)產(chǎn)品設(shè)計知識的描述與共享。在用戶需求的獲取與語義識別、用戶語義驅(qū)動的產(chǎn)品形態(tài)構(gòu)成、用戶語義驅(qū)動的產(chǎn)品形態(tài)原型等相關(guān)研究的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了一種產(chǎn)品形態(tài)原型設(shè)計的用戶語義驅(qū)動方法,提出了相應(yīng)的技術(shù)路線,對產(chǎn)品形態(tài)原型的配置方法、產(chǎn)品形態(tài)原型設(shè)計的優(yōu)化方法等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。通過構(gòu)建的產(chǎn)品形態(tài)原型設(shè)計本體,在用戶語義、設(shè)計約束和概念關(guān)系驅(qū)動下完成的產(chǎn)品形態(tài)原型設(shè)計的方案推理,實現(xiàn)了產(chǎn)品形態(tài)原型在用戶語義驅(qū)動下的智能配置。使用面向產(chǎn)品形態(tài)原型設(shè)計的改進(jìn)魚群算法,根據(jù)用戶語義約束實現(xiàn)對智能配置方案進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化,實現(xiàn)了用戶語義從產(chǎn)品形態(tài)原型基本配置到方案優(yōu)化的全過程驅(qū)動。通過全地形車的案例進(jìn)行了驗證,結(jié)果顯示產(chǎn)品形態(tài)原型設(shè)計的用戶語義驅(qū)動方法與傳統(tǒng)人工原型設(shè)計相比,可有效的拓展設(shè)計思路和提高設(shè)計效率,促進(jìn)產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計迭代和創(chuàng)新。本文提出的理論與方法已經(jīng)在與相關(guān)企業(yè)的合作項目得到成功應(yīng)用,并取得了較好的效果。
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【學(xué)位授予單位】：西北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB472
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本文編號：1564221