基于產(chǎn)品風(fēng)格認(rèn)知模型的計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)技術(shù)的研究.pdf

1、產(chǎn)品風(fēng)格一方面充分傳達(dá)了消費(fèi)者的情感需求，另一方面也充分體現(xiàn)了設(shè)計(jì)師的意圖，已經(jīng)成為消費(fèi)者與設(shè)計(jì)師溝通的重要媒介，也是設(shè)計(jì)師準(zhǔn)確掌握消費(fèi)者真實(shí)的感覺與期望、理解消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的情感認(rèn)知的重要途徑。以往消費(fèi)者需求信息的獲取是以消費(fèi)者調(diào)查為主要手段，調(diào)查所需花費(fèi)的成本、時(shí)間，均造成產(chǎn)品開發(fā)過程的嚴(yán)重負(fù)擔(dān)，降低了產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。有鑒于此，如果能利用一個(gè)自動(dòng)化的模擬機(jī)制，建立產(chǎn)品風(fēng)格認(rèn)知的計(jì)算模型及其相應(yīng)的計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)技術(shù)，總結(jié)產(chǎn)品歷史數(shù)據(jù)庫

2、中潛在的造型風(fēng)格信息，挖掘消費(fèi)者潛在的情感需求，必將大大激發(fā)設(shè)計(jì)師的創(chuàng)作靈感，引導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程，加快產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)程，大幅度提高產(chǎn)品開發(fā)的整體效益。 本文的研究工作是一項(xiàng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用、設(shè)計(jì)藝術(shù)學(xué)、人工智能、認(rèn)知心理學(xué)等多學(xué)科交叉的研究工作，在產(chǎn)品風(fēng)格認(rèn)知、計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)、風(fēng)格計(jì)算等方面做了較深入的研究，開展了以下主要研究工作，并取得了一定的研究成果： 1、在第一部分，將需求分析與概念設(shè)計(jì)階段融合，把概念設(shè)計(jì)分為三個(gè)階段：概

3、念定位、概念生成與概念選擇，全面闡述了一個(gè)面向產(chǎn)品創(chuàng)新的計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)技術(shù)體系，指出一個(gè)理想的CACD系統(tǒng)應(yīng)具備的三大功能；進(jìn)一步地，分析了本研究的目的、意義、內(nèi)容以及現(xiàn)狀，提出了本研究的思路； 2、在第二部分，重點(diǎn)闡述了風(fēng)格導(dǎo)向的產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)程序與方法。首先給出了產(chǎn)品風(fēng)格的定義、成因及特點(diǎn)，在分析其內(nèi)涵基礎(chǔ)之上，將原來割裂的設(shè)計(jì)師的編碼過程以及消費(fèi)者的解碼過程融合起來，形成了一個(gè)回路，提出了一個(gè)風(fēng)格導(dǎo)向的產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)程序與

4、方法的一般模型。該模型中闡述了構(gòu)成產(chǎn)品風(fēng)格的兩大特征群：物理的形態(tài)特征群、心理的意象特征群，探討與構(gòu)造兩者之間的映射關(guān)系就是在研究產(chǎn)品風(fēng)格再現(xiàn)與創(chuàng)新的概念設(shè)計(jì)過程，最后提出了兩種風(fēng)格再現(xiàn)與創(chuàng)新的方法，并給出了相應(yīng)的實(shí)例； 3、在第三部分，主要研究產(chǎn)品風(fēng)格認(rèn)知的計(jì)算模型。在論文中分兩章闡述，在第三章中，首次運(yùn)用專家訪談、影響汽車外觀造型的特征的眼部跟蹤觀察實(shí)驗(yàn)、影響產(chǎn)品風(fēng)格認(rèn)知的造型特征提取實(shí)驗(yàn)、關(guān)鍵造型特征與產(chǎn)品風(fēng)格認(rèn)知關(guān)系之量

5、化實(shí)驗(yàn)等多實(shí)驗(yàn)的方法，建立了基于特征匹配的產(chǎn)品風(fēng)格認(rèn)知模型；在第四章中，針對(duì)以下問題：(1)模糊集的方法必須定義隸屬度函數(shù)，而在風(fēng)格空間中很難定義隸屬度函數(shù)；(2)人工神經(jīng)元作為產(chǎn)品風(fēng)格的表示的基本單元太細(xì)；(3)現(xiàn)有的應(yīng)用模糊集來進(jìn)行風(fēng)格認(rèn)知建模，存在著知識(shí)表示能力、推理能力、泛化能力以及學(xué)習(xí)能力不足；本研究創(chuàng)造性地將模糊關(guān)系作為最基本的出發(fā)點(diǎn)，而不是隸屬度函數(shù)作為最基本的出發(fā)點(diǎn)，采用多元矩陣進(jìn)行模糊關(guān)系的定性與定量描述，采用隨機(jī)集理

6、論特別是嵌套隨機(jī)集來建立不確定性推理方法，建立了基于嵌套隨機(jī)集的產(chǎn)品風(fēng)格認(rèn)知模型，這種模型具有嚴(yán)格的邏輯基礎(chǔ)，并且不依賴于隸屬度函數(shù)或適合度函數(shù)，可以較好地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品風(fēng)格認(rèn)知的自動(dòng)模擬； 4、在第四部分，重點(diǎn)探討了基于風(fēng)格特征線的非精確概念生成技術(shù)。以汽車為例，首先將可能性分布轉(zhuǎn)化為無偏概率分布，實(shí)現(xiàn)造型特征形狀之間的融合，提出了基于可能性分布的風(fēng)格特征線生成方法，進(jìn)一步地，定義了非風(fēng)格特征線與特征線之間的約束關(guān)系，研究并提出了基

7、于約束的非精確概念方案生成技術(shù)； 5、在第五部分，實(shí)現(xiàn)了基于產(chǎn)品風(fēng)格認(rèn)知模型的計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)原型系統(tǒng)，包括產(chǎn)品風(fēng)格調(diào)查子系統(tǒng)、產(chǎn)品風(fēng)格計(jì)算子系統(tǒng)等兩個(gè)子系統(tǒng)，為消費(fèi)者與設(shè)計(jì)師提供了決策支持工具。通過該系統(tǒng)，消費(fèi)者(設(shè)計(jì)師也可)通過風(fēng)格詞匯的輸入，可以得到一組具有該風(fēng)格的概念設(shè)計(jì)方案；設(shè)計(jì)師能夠在計(jì)算機(jī)中描繪簡(jiǎn)單的造型特征，系統(tǒng)可以自動(dòng)給出該草圖相應(yīng)的風(fēng)格。并以汽車造型設(shè)計(jì)為例，驗(yàn)證本文所提出的理論、方法與技術(shù)的正確性和實(shí)用性