基于象元的形態(tài)設計方法及其應用研究.pdf

1、世界市場正在步入個性化消費的時代，能夠彰顯自我獨特個性的定制型產(chǎn)品逐漸獲得消費者的喜愛。用戶需求的多樣化、特殊化和自我品味化，使得個性化定制成為制造業(yè)研究與應用的熱門。目前相關研究大部分是從企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，以及實施運作等角度來說明定制生產(chǎn)和定制化模式的重要性和可行性。面向消費者的定制方式和方法研究最近幾年才出現(xiàn)，消費者對定制產(chǎn)品的認知特點、參與定制能力、定制方法適應、以及定制操作過程的愉悅交互體驗等為主題的研究相對較少。
　　本研究

2、旨在尋求一種適于消費者使用的產(chǎn)品形態(tài)設計方法，用以實現(xiàn)直觀、便捷、易操作的、具備良好設計交互體驗的產(chǎn)品形態(tài)定制過程。這也是本論文的重點研究目標。
　　參考中國古文論中“象”的概念內(nèi)涵，以及現(xiàn)代形態(tài)學的相關思想，本文提出“象元”概念，用以表征復雜物體形態(tài)具有的多種形態(tài)特征。利用象元思想完成形態(tài)特征的分類與變化程度界定。同時參考消費者對各種形態(tài)變化需求的特點，本文提出并建立象元的三種關系運算：替換運算、合并運算和插值運算，并規(guī)定各自運

3、算法則。象元分類構成與象元運算是基于象元的形態(tài)設計法實現(xiàn)的基礎和前提。
　　依據(jù)象元分類與構成，以象元作為調(diào)節(jié)因子，利用三種運算法則實現(xiàn)象元變換，借助一定CAID技術平臺完成象元控制的相應三維形態(tài)調(diào)整，通過一定交互平臺實現(xiàn)直觀、便捷的在線形態(tài)設計過程，稱為象元形態(tài)設計法。象元形態(tài)設計法跳出以點、線、面、體來調(diào)控三維虛擬仿真形態(tài)的傳統(tǒng)CAID造型思路，降低三維形態(tài)設計的學習難度和操作復雜度。
　　以汽車輪轂產(chǎn)品為例，論文闡述了

4、輪轂產(chǎn)品的象元提取方法，輪轂象元分類構成以及輪轂象元三種具體運算法則。
　　借助多種CAID工具平臺，本文提出象元形態(tài)設計法的實現(xiàn)路徑和過程。基于曲面建模軟件RHINO和參數(shù)化建模插件GRASSHOPPER，進行軟件二次開發(fā)，將象元運算轉化為點陣控制因子，以點陣圖形控制形態(tài)整體變型進而實現(xiàn)形態(tài)設計的過程。并進一步指出，輪轂局部形態(tài)變型可以在CREO軟件中直接建模平臺實現(xiàn)，而輪轂組合搭配變型可以利用三維可視化虛擬仿真平臺VRP實現(xiàn)定

5、包括色彩定制、圖案定制，以及配車效果模擬顯示等需求。
　　最后，本文將象元形態(tài)設計法應用于個性化輪轂形態(tài)定制系統(tǒng)的開發(fā)。構建了基于象元的個性化輪轂定制流程與技術框架，重點針對整體形態(tài)變型定制、局部微量變型定制和組合搭配需求定制進行了定制方式的設計。設計并實驗了輪轂個性化定制手機APP用戶端的界面、使用和操作過程。用戶通過直觀、簡單的操作，快速獲得不同輪轂變型方案結果，從而快捷、高質量地實現(xiàn)輪轂產(chǎn)品的線上個人定制。APP實驗進一步驗