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基于情境的斜坡滑车创新设计研究

徐兴建  
【摘要】:随着社会经济、生活水平的逐步提升,用户需求变化越来越多样与个性,进行创新设计需要进入的技术学科也越来越多,这就造成了设计的过程更加困难复杂,单一的设计方法无法完美全面的解决各种需求问题,因此需要整合现有的设计方法与技术,交叉多门学科方法与技术进行集成探索,探索出新的有效面对需求变化的综合设计方法与技术。针对产品设计中创新设计问题,本文通过多种设计方法与技术集成,以实现产品设计方案的有效创新。首先,面对产品的使用客户端,采用对相关人士进行访谈的方式展开用户调查,运用情境化设计方法,以讲故事的方式对调研内容进行描述,在生动形象的故事版中挖掘用户的潜在与显性需求,构建斜坡滑车需求的层次模型。通过层次分析法(AHP)与信息熵方法求得需求权重,确定出斜坡滑车的5个主要需求。其次,通过对现有相关产品的系统化分析,构建其功能树与功能结构图,在此基础上,根据构建斜坡滑车的需求模型,创新斜坡滑车的功能树与功能结构图,并进行其功能元求解;构建适合斜坡滑车创新方案的评价指标体系,并通过判别表计算法确定其相对权重;应用多元尺度法、聚类分析法进行样本分类,并选出代表性样本;应用数量化Ⅰ类理论构建了代表性样本项目类目与评价指标之间关系式;利用最小二乘法求取各类目对每一个评价指标的类目得分值,以及各设计项目与各评价指标之间的偏相关系数,得到斜坡滑车的评价模型以及加权后的综合评价模型。第三,以综合评价模型为适应度函数,应用遗传算法与MATLAB工具对斜坡滑车设计要素类目进行优化组合,优化过程采用十进制编码方式,得到最优组合的十进制编码,解码后得到设计项目要素单元集。最后,对得到的各设计要素类目的最优解进行三维建模,应用该模型进行了初步的运动状态仿真分析,并对斜坡滑车创新方案进行了综合评价。


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