专利名称：：基于分层的产品设计语义评价方法
技术领域：
：本发明涉及产品设计语义的提取与表达方法，尤其涉及一种基于分层的产品设计语义评价方法。技术背景设计是运用已有的知识、技巧和技术解决问题或创造出新的事物，是人类一种重要的创造性活动。然而，那些已有的知识和技巧往往是隐性的，即使是熟练的设计师也很难清晰地说出他们在设计时具体运用了哪些知识、技巧以及如何运用的。这些隐性知识包括了那些非正式的、难以表达的技能、技巧和诀窍等，是个人长期积累和创造的结果。这类知识带有主观性、随意性和模糊性，将这类知识概念化地表示出来是知识建模的难点和关键，也是进行知识管理与设计创新的基础和源泉。设计中运用到的隐性知识和技巧往往要借助图解的方式予以表达，以便与他人交流和沟通。设计师正是通过图像化的图解来拓展设计语汇的点、线、面和其他符号等要素来帮助设计师、消费者理解，并进行分析、综合。在设计领域，相关学科为产品的语义评价研究提供了一些可供借鉴的方法。OSGOOD等提出的语义差异法，它通过学习对象(包括产品的外形、色彩等)的语义，将用户的评价反应在Likert量表上，然后运用统计的方法进行分析；国内学者提出的意象尺度法，通过对人们评价某一事物的心理量的测量、计算、分析，降低人们对某一事物的认知维度，得到意象尺度分布图，通过意象图研究产品在座标图中的位置，对产品设计语义进行评价；日本学者提出了感性工学方法，它将人们的感性意象定量、半定量地表达出来，并与产品设计特性相关联，以实现在产品设计中体现人的感性评价，将隐性知识转化成新产品的要素。
发明内容本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于分层的产品设计语义评价方法。包括如下步骤1)在可视化的产品设计方案中，将设计特征分成产品整体和部件两个层次;2)产品整体的设计语义蕴含在每个部件的感性认知中，而部件感性认知体现于候选形状的隐性效用中，为表达产品设计语义隐性知识，定义产品如下7"=a(P7'P2，P3,,.,，P)，其中，a是产品组成方式，e是组成产品的部件，！、1，2，…,"对于特定产品类别，产品的组成方式a确定；3)产品设计语义的变化体现于每个部件的感性因子，定义每个部件在具体产品设计中的形状如下P;V(C,i，C,2,C,3'…，C,J，/=12广.，,7=1，2，...,附其中，是部件的候选形状，V表示从^个候选形状中选择其一；4)产品整体的设计语义蕴含在每个部件的感性认知中，而部件感性认知体现于候选形状的隐性效用中，记部件e的形状的隐性效用值为v"，/=1，2,，《，二1，2,..,,附；5)产品组成方式a确定，定义部件e感性因子对整体设计语义评价的重要程度为w'，1,2，…,"；6)定义产品的设计语义评价函数为式中，,=进行评价。",.=i乂=1"^;，、是的隐性效用值，利用函数对产品的设计语义本发明针对隐性知识难以表达的特点，采用分层的方法将隐性知识进行可视化，分成层次，进行隐性知识转换。在可视化的产品设计方案中，通过正交设计和全轮廓法对产品设计语义评分，采用回归分析计算产品部件对整体设计语义评价的重要程度值，以及它的每个候选形状的隐性效用度评估，得到关于产品的最终语义评价值。本发明有效地实现了产品设计过程中用户隐性知识的表达，弥补了图解方法的定量性研究，提高了产品设计语义的研究效率。图1是本发明的MP3音乐播放器设计方案；图2是本发明的产品设计语义的层次结构。具体实施方式本发明将用户结合进来，运用分层的方法，研究产品设计中的隐性知识表达,为产品开发设计实践和产品设计语义的研究提供新的参考。如何进行有效的隐性知识提取和表示是设计领域一个尚未很完善地解决的问题。本发明的目的是通过分层的方式予以表达用户的知识，弥补图解方法的定量性研究，提高产品设计语义的研究效率。实施例以MP3音乐播放器为例，基于分层的用户隐性知识表达方法包括如下步骤:1)在可视化的产品设计方案中，以MP3音乐播放器设计为例，如图1所示，收集24个样本，将MP3音乐播放器的设计特征分成两个层次，即产品整体和部件，如图2所示；2)将MP3音乐播放器的设计部件和候选方案定义如表1所示，表1MP3音乐播放器的产品设计因子<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>整体的设计语义蕴含在每个部件的感性认知中，如机体、屏幕、功能键和装饰线等，而部件感性认知体现于候选形状的隐性效用中，为表达产品设计语义隐性知识，定义产品如下7"=A(P".,,P)，其中，A是产品组成方式，6是组成产品的部件，hl，2，…,"对于特定产品类别，产品的组成方式A确定；3)MP3音乐播放器的设计语义的变化体现于每个部件的感性因子，定义每个部件在具体产品设计中的形状如下尸；V(C,3,…,C,J，；=12广.，，户i,2，…,w其中，^是部件的候选形状，V表示从^个候选形状中选择其一；4)MP3音乐播放器整体的设计语义蕴含在每个部件的感性认知中，而部件感性认知体现于候选形状的隐性效用中，记部件e的形状的隐性效用值为、，hl，2，…，"，y、l，2,…,m，V')的值通过数理统计方法得到；5)MP3音乐播放器组成方式A确定，产品中每个部件感性因子对整体设计语义评分的重要程度有所区别，定义部件e感性因子对整体设计语义评分的重要程度为^，、1,2，…,"，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>6)定义MP3音乐播放器设计的语义评分函数为式中，、<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>是s的隐性效用值，将MP3音乐播放器表示成步骤2)中定义的形式，将MP3音乐播放器的形状表示成步骤3)中定义的形式；分别对24个MP3音乐播放器进行设计语义评分，根据步骤4)采用最小二乘法回归对产品隐性效用进行结合分析，根据步骤5)计算产品部件对整体设计语义评价的重要程度值，根据步骤6)计算产品设计语义评价值，得到关于产品的最终语义评价值，如表2所示；表2MP3音乐播放器设计语义的重要性评价<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>在隐性效用度结果中，每个数字表示部件候选形状对排序结果的效用系数，效用系数越小(即越负)，表明该水平使得排序越靠前；如果越大，则使得排序越靠后。权利要求1.一种基于分层的产品设计语义评价方法，其特征在于包括如下步骤1)在可视化的产品设计方案中，将设计特征分成产品整体和部件两个层次；2)产品整体的设计语义蕴含在每个部件的感性认知中，而部件感性认知体现于候选形状的隐性效用中，为表达产品设计语义隐性知识，定义产品如下T＝^(P1，P2，P3，...，Pn)，其中，^是产品组成方式，Pi是组成产品的部件，i＝1，2，…，n对于特定产品类别，产品的组成方式^确定；3)产品设计语义的变化体现于每个部件的感性因子，定义每个部件在具体产品设计中的形状如下<mathsid="math0001"num="0001"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>P</mi><mi>i</mi></msub><mo>=</mo><mo>∀</mo><mrow><mo>(</mo><msub><mi>C</mi><mrow><mi>i</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mo>,</mo><msub><mi>C</mi><mrow><mi>i</mi><mn>2</mn></mrow></msub><mo>,</mo><msub><mi>C</mi><mrow><mi>i</mi><mn>3</mn></mrow></msub><mo>,</mo><mo>.</mo><mo>.</mo><mo>.</mo><mo>,</mo><msub><mi>C</mi><mi>im</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1,2</mn><mo>,</mo><mo>.</mo><mo>.</mo><mo>.</mo><mo>,</mo><mi>n</mi><mo>,</mo><mi>j</mi><mo>=</mo><mn>1,2</mn><mo>,</mo><mo>.</mo><mo>.</mo><mo>.</mo><mo>,</mo><mi>m</mi></mrow>]]></math></maths>其中，Cij是部件的候选形状，id="icf0002"file="A2008101200800002C2.tif"wi="2"he="3"top="157"left="32"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>表示从m个候选形状中选择其一；4)产品整体的设计语义蕴含在每个部件的感性认知中，而部件感性认知体现于候选形状的隐性效用中，记部件Pi的形状的隐性效用值为vij，i＝1，2，…，n，j＝1，2，…，m；5)产品组成方式^确定，定义部件Pi感性因子对整体设计语义评价的重要程度为wi，i＝1，2，…，n；6)定义产品的设计语义评价函数为<mathsid="math0002"num="0002"><math><![CDATA[<mrow><mi>u</mi><mrow><mo>(</mo><mi>T</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>j</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>m</mi></munderover><msub><mi>x</mi><mi>ij</mi></msub><msub><mi>v</mi><mi>ij</mi></msub></mrow>]]></math></maths>式中，<mathsid="math0003"num="0003"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>x</mi><mi>ij</mi></msub><mo>=</mo><mfencedopen='{'close=''><mtable><mtr><mtd><mn>0</mn><mo>,</mo><msub><mi>P</mi><mi>i</mi></msub><mo>=</mo><msub><mi>C</mi><mi>ij</mi></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>1</mn><mo>,</mo><msub><mi>P</mi><mi>i</mi></msub><mo>≠</mo><msub><mi>C</mi><mi>ij</mi></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>,</mo></mrow>]]></math>id="icf0004"file="A2008101200800002C4.tif"wi="29"he="13"top="223"left="37"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths>vij是Cij的隐性效用值，利用函数对产品的设计语义进行评价。全文摘要本发明公开了一种基于分层的产品设计语义评价方法。它是通过图解的方法将产品的设计可视化，分成层次，进行隐性知识转换；在可视化的产品设计方案中，通过正交设计和全轮廓法对产品设计语义评分，采用回归分析计算产品部件对整体设计语义评价的重要程度值，以及它的每个候选形状的隐性效用度评估，得到关于产品的最终设计语义评价。本发明有效地实现了产品设计过程中隐性知识的表达，弥补了图解方法的定量性研究，提高了产品设计语义的研究效率。文档编号G06F17/50GK101320403SQ200810120080公开日2008年12月10日申请日期2008年7月18日优先权日2008年7月18日发明者刘石佳,卜满钊,唐云开,张劲松,罗仕鉴,龚蓉蓉申请人:浙江大学