基于案例的產(chǎn)品造型設計情境知識模型構建與應用.pdf

1、產(chǎn)品造型設計是關注于產(chǎn)品的形態(tài)、人機交互界面及其相關的人的審美、情感、體驗等方面的以人為中心的創(chuàng)造性活動。由于產(chǎn)品造型設計涉及到工程科學、心理學、藝術學、人機工程等相關學科，包含形象思維和邏輯思維，因而一直是設計工程研究的難點之一。論文作為國家高技術研究發(fā)展“863”計劃和國家“十五”攻關計劃資助項目研究，以產(chǎn)品造型設計為研究對象，從基于案例推理和認知心理學的思想出發(fā)，提出了設計情境的概念。在此基礎上，構建了基于案例的產(chǎn)品造型設計情境知

2、識模型，并運用于具體的設計實踐中。 情境的概念最早出現(xiàn)在認知心理學及其相關領域，并在人工智能、產(chǎn)品設計與工程等領域得到一定發(fā)展。情境就是關于人在一定的環(huán)境和條件下進行某種活動的相關因素和信息的總和，是一種在人的記憶中實時構建的心理表征。從知識工程的角度看，情境知識是通過情境對知識進行表達和組織的知識形式，表現(xiàn)為一種情境化的知識表達和組織方式。 論文在理論研究的基礎上，以一種典型的工業(yè)產(chǎn)品——數(shù)控機床為對象，通過產(chǎn)品造型設

3、計問題求解過程調研與實驗研究，分析了產(chǎn)品造型設計問題求解的基本思路、情境和案例及其在產(chǎn)品造型設計中的地位和作用，初步驗證了情境及其知識的表達和組織能夠更加有效地輔助形象思維過程，特別適合輔助于產(chǎn)品造型設計。然后，論文在一個實例研究的基礎上，提出了的產(chǎn)品造型設計情境知識框架。該框架包含案例情境、情境組織和情境轉換三個部分，分別對應知識的表達、獲取和應用。案例情境就是過去設計案例和經(jīng)驗的表達；情境組織則將案例通過索引按照設計者的需求進行組織

4、；情境轉換將情境和整個設計知識的運用過程結合起來，以合適的方式在合適的條件下給設計者提供知識輔助。 基于產(chǎn)品造型設計情境知識框架，論文借鑒公理設計中“行為．功能．結構．過程”的映射關系和“以人為中心的產(chǎn)品開發(fā)”的方法，結合心理學和人機工程學對于人的行為、心理的研究方法，構建產(chǎn)品造型設計情境知識模型。該過程包括設計知識獲取、案例情境構建、設計情境組織模型構建、情境轉化模型構建和模型實現(xiàn)驗證五個階段，以形成一個需求標識、需求轉化、模

5、型建立、模型評估和驗證的設計流程。設計知識獲取按照以人為中心的設計原則，通過嚴格科學的實驗、調研、行為分析等，獲取設計者的設計行為、需求和知識。案例情境構建按照公理設計理論機制，將獲取的設計知識進行表達，以構建案例情境。設計情境組織模型構建，以設計者的設計思維為基礎，以設計者可能的知識輔助為目標，對案例情境按照其索引進行組織。在此基礎上，從整個設計流程的角度，對情境轉換模型進行構建。案例情境、設計情境組織框架、情境轉換模型三個部分就構成

6、了基于案例的產(chǎn)品造型設計情境知識模型。該模型事實上就是一個從功能域和過程域角度對設計行為的表達、建模和應用。由于基于案例的產(chǎn)品造型設計情境知識模型尚無先例可供借鑒，為了確保模型的合理性和科學性，論文從“結構域”的角度建立一個計算機輔助產(chǎn)品造型設計原型系統(tǒng)CBID，對該模型進行驗證。理論和實踐應用的經(jīng)驗均表明，基于案例的產(chǎn)品造型設計情境知識模型及其構建的CBID系統(tǒng)可以有效而科學對產(chǎn)品造型設計進行輔助，解決了產(chǎn)品造型設計知識輔助的相關問題