产品形态智能设计中的认知动力蛛网模型研究

With the rapid development of science and technology, product form design technology got a rapid development, everybody-design probably become a reality gradually. The research on the demand cognition dynamic mechanism, design cognition dynamic mechanism, cognition dynamic coupling model and design knowledge reuse model can improve information into use effectively, increase the efficiency of intelligent design, and promote the diversification, personalization and seriation of product development. Based on the theory of demand cognition, design cognition and cobweb mechanics, this project presents the demanded cognitive dynamic cobweb model and the design cognitive dynamic cobweb model to establish product image evaluation model which is more in line with product diversification and individualized development, thus improves the reliability of evaluation system. The establishment of cognition dynamic equilibrium model and design knowledge transfer mode will effectively solve the problem of cognitive conflict, accelerate the convergence speed of evolution, and reduce the evaluation fatigue. A higher order cognition dynamic equilibrium model is established to promote cross-style product knowledge reuse. And then an intelligent design model of product form is built based on cobweb evolution algorithm, so as to guide the seriation development of product image form.

随着科技的快速进步，产品形态设计技术得到长足发展，“人人设计”可能逐步变为现实。对用户需求认知动力机制、设计师设计认知动力机制、认知动力耦合模式和设计知识重用模式的研究，可有效提高信息的转化利用，提升智能设计的效能，促进产品的多样化、个性化、系列化发展。本项目结合需求认知、设计认知、蛛网力学特性提出需求认知动力蛛网模型与设计认知动力蛛网模型，建立更加符合产品多样化、个性化发展的意象评价模式，进而提升评价系统的可靠性；建立认知动力动态平衡模型，构建更合理的设计知识传递模式，有效解决认知冲突问题，加速进化收敛速度，同时降低交互评价疲劳强度；建立认知动力高阶平衡模型，促进产品知识的跨风格意象重用，构建基于蛛网进化算法的产品形态智能设计的新模式，以此指导产品意象形态的系列化发展。

研究用户需求认知动力机制、设计师设计认知动力机制、认知动力耦合模式和设计知识重用模式，可有效提高设计信息的转化利用，提升智能设计的效能，促进产品的多样化、个性化、系列化发展。本项目在感性工学、认知科学、计算美学、系统动力学、智能算法等研究成果基础上，研究面向产品意象形态的认知动力模型与先进设计方法。.首先，研究产品形态意象评价主客观指标及其体系：应用眼动仪，并结合专家访谈方法，挖掘影响用户意象认知的产品形态特征，构建产品形态意象客观评价体系；基于视知觉原理，从产品形态元素组织特征出发，分析形式美学要素，建立针对产品形态元素几何特征的美度指标体系；基于Dempster-Shafer证据理论对主、客观证据信息的可信度进行融合推理。.其次，研究认知动力系统：开展品牌识别性需求驱动的产品基元识别研究，解析品牌知识的传递和重用机制；分析产品意象调研中产品多意象复合现象，基于蛛网结构建立产品复合意象模型；分析不同认知主体的自身内在因素和外在环境影响因素，基于Logistic回归模型建立认知动力模型，并进一步结合熵理论建立意象形态综合评价模型。.最后，基于用户和设计师认知动力模型构建产品意象形态设计方法：在产品意象蛛网模型的基础上，结合蛛网力学特性、蛛网能量耗散理论、遗传算法等构建基于蛛网特性的产品意象形态蛛网进化模型；通过类型学分析对设计方案进行分类，基于蜘蛛建网过程与形态借用融合机制，分析外来形态因素对产品族形态的影响；分析外来意象信息对产品系统的作用机制，挖掘出推动产品发展演变的外部动力因素，构建意象传导损失函数，建立支持蛛网重构的产品形态进化系统；并以汽车前脸设计、汽车车灯形态设计、拖拉机外观形态设计、空调外观设计、文创产品设计等为例开展实证研究，建立产品意象形态智能设计方法与实例系统。.研究成果将为构建高效的支持产品形态系列化发展的计算机辅助产品创新设计系统提供理论支持与研究思路。