基于案例的產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)情境知識模型構(gòu)建與應(yīng)用.pdf

1、產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)是關(guān)注于產(chǎn)品的形態(tài)、人機(jī)交互界面及其相關(guān)的人的審美、情感、體驗(yàn)等方面的以人為中心的創(chuàng)造性活動。由于產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)涉及到工程科學(xué)、心理學(xué)、藝術(shù)學(xué)、人機(jī)工程等相關(guān)學(xué)科，包含形象思維和邏輯思維，因而一直是設(shè)計(jì)工程研究的難點(diǎn)之一。論文作為國家高技術(shù)研究發(fā)展“863”計(jì)劃和國家“十五”攻關(guān)計(jì)劃資助項(xiàng)目研究，以產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)為研究對象，從基于案例推理和認(rèn)知心理學(xué)的思想出發(fā)，提出了設(shè)計(jì)情境的概念。在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建了基于案例的產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)情境知

2、識模型，并運(yùn)用于具體的設(shè)計(jì)實(shí)踐中。 情境的概念最早出現(xiàn)在認(rèn)知心理學(xué)及其相關(guān)領(lǐng)域，并在人工智能、產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工程等領(lǐng)域得到一定發(fā)展。情境就是關(guān)于人在一定的環(huán)境和條件下進(jìn)行某種活動的相關(guān)因素和信息的總和，是一種在人的記憶中實(shí)時(shí)構(gòu)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(jìn)行表達(dá)和組織的知識形式，表現(xiàn)為一種情境化的知識表達(dá)和組織方式。 論文在理論研究的基礎(chǔ)上，以一種典型的工業(yè)產(chǎn)品——數(shù)控機(jī)床為對象，通過產(chǎn)品造型設(shè)

3、計(jì)問題求解過程調(diào)研與實(shí)驗(yàn)研究，分析了產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)問題求解的基本思路、情境和案例及其在產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)中的地位和作用，初步驗(yàn)證了情境及其知識的表達(dá)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(shè)計(jì)。然后，論文在一個(gè)實(shí)例研究的基礎(chǔ)上，提出了的產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)情境知識框架。該框架包含案例情境、情境組織和情境轉(zhuǎn)換三個(gè)部分，分別對應(yīng)知識的表達(dá)、獲取和應(yīng)用。案例情境就是過去設(shè)計(jì)案例和經(jīng)驗(yàn)的表達(dá)；情境組織則將案例通過索引按照設(shè)計(jì)者的需求進(jìn)行組織

4、；情境轉(zhuǎn)換將情境和整個(gè)設(shè)計(jì)知識的運(yùn)用過程結(jié)合起來，以合適的方式在合適的條件下給設(shè)計(jì)者提供知識輔助。 基于產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)情境知識框架，論文借鑒公理設(shè)計(jì)中“行為．功能．結(jié)構(gòu)．過程”的映射關(guān)系和“以人為中心的產(chǎn)品開發(fā)”的方法，結(jié)合心理學(xué)和人機(jī)工程學(xué)對于人的行為、心理的研究方法，構(gòu)建產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)情境知識模型。該過程包括設(shè)計(jì)知識獲取、案例情境構(gòu)建、設(shè)計(jì)情境組織模型構(gòu)建、情境轉(zhuǎn)化模型構(gòu)建和模型實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證五個(gè)階段，以形成一個(gè)需求標(biāo)識、需求轉(zhuǎn)化、模

5、型建立、模型評估和驗(yàn)證的設(shè)計(jì)流程。設(shè)計(jì)知識獲取按照以人為中心的設(shè)計(jì)原則，通過嚴(yán)格科學(xué)的實(shí)驗(yàn)、調(diào)研、行為分析等，獲取設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)行為、需求和知識。案例情境構(gòu)建按照公理設(shè)計(jì)理論機(jī)制，將獲取的設(shè)計(jì)知識進(jìn)行表達(dá)，以構(gòu)建案例情境。設(shè)計(jì)情境組織模型構(gòu)建，以設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)思維為基礎(chǔ)，以設(shè)計(jì)者可能的知識輔助為目標(biāo)，對案例情境按照其索引進(jìn)行組織。在此基礎(chǔ)上，從整個(gè)設(shè)計(jì)流程的角度，對情境轉(zhuǎn)換模型進(jìn)行構(gòu)建。案例情境、設(shè)計(jì)情境組織框架、情境轉(zhuǎn)換模型三個(gè)部分就構(gòu)成

6、了基于案例的產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)情境知識模型。該模型事實(shí)上就是一個(gè)從功能域和過程域角度對設(shè)計(jì)行為的表達(dá)、建模和應(yīng)用。由于基于案例的產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)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(xué)性，論文從“結(jié)構(gòu)域”的角度建立一個(gè)計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)原型系統(tǒng)CBID，對該模型進(jìn)行驗(yàn)證。理論和實(shí)踐應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)均表明，基于案例的產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)情境知識模型及其構(gòu)建的CBID系統(tǒng)可以有效而科學(xué)對產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)進(jìn)行輔助，解決了產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)知識輔助的相關(guān)問題