專利名稱：：基于分層的產(chǎn)品設(shè)計語義評價方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及產(chǎn)品設(shè)計語義的提取與表達方法，尤其涉及一種基于分層的產(chǎn)品設(shè)計語義評價方法。技術(shù)背景設(shè)計是運用已有的知識、技巧和技術(shù)解決問題或創(chuàng)造出新的事物，是人類一種重要的創(chuàng)造性活動。然而，那些已有的知識和技巧往往是隱性的，即使是熟練的設(shè)計師也很難清晰地說出他們在設(shè)計時具體運用了哪些知識、技巧以及如何運用的。這些隱性知識包括了那些非正式的、難以表達的技能、技巧和訣竅等，是個人長期積累和創(chuàng)造的結(jié)果。這類知識帶有主觀性、隨意性和模糊性，將這類知識概念化地表示出來是知識建模的難點和關(guān)鍵，也是進行知識管理與設(shè)計創(chuàng)新的基礎(chǔ)和源泉。設(shè)計中運用到的隱性知識和技巧往往要借助圖解的方式予以表達，以便與他人交流和溝通。設(shè)計師正是通過圖像化的圖解來拓展設(shè)計語匯的點、線、面和其他符號等要素來幫助設(shè)計師、消費者理解，并進行分析、綜合。在設(shè)計領(lǐng)域，相關(guān)學(xué)科為產(chǎn)品的語義評價研究提供了一些可供借鑒的方法。OSGOOD等提出的語義差異法，它通過學(xué)習(xí)對象(包括產(chǎn)品的外形、色彩等)的語義，將用戶的評價反應(yīng)在Likert量表上，然后運用統(tǒng)計的方法進行分析；國內(nèi)學(xué)者提出的意象尺度法，通過對人們評價某一事物的心理量的測量、計算、分析，降低人們對某一事物的認(rèn)知維度，得到意象尺度分布圖，通過意象圖研究產(chǎn)品在座標(biāo)圖中的位置，對產(chǎn)品設(shè)計語義進行評價；日本學(xué)者提出了感性工學(xué)方法，它將人們的感性意象定量、半定量地表達出來，并與產(chǎn)品設(shè)計特性相關(guān)聯(lián)，以實現(xiàn)在產(chǎn)品設(shè)計中體現(xiàn)人的感性評價，將隱性知識轉(zhuǎn)化成新產(chǎn)品的要素。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于分層的產(chǎn)品設(shè)計語義評價方法。包括如下步驟1)在可視化的產(chǎn)品設(shè)計方案中，將設(shè)計特征分成產(chǎn)品整體和部件兩個層次;2)產(chǎn)品整體的設(shè)計語義蘊含在每個部件的感性認(rèn)知中，而部件感性認(rèn)知體現(xiàn)于候選形狀的隱性效用中，為表達產(chǎn)品設(shè)計語義隱性知識，定義產(chǎn)品如下7"=a(P7'P2，P3,,.,，P)，其中，a是產(chǎn)品組成方式，e是組成產(chǎn)品的部件，！、1，2，…,"對于特定產(chǎn)品類別，產(chǎn)品的組成方式a確定；3)產(chǎn)品設(shè)計語義的變化體現(xiàn)于每個部件的感性因子，定義每個部件在具體產(chǎn)品設(shè)計中的形狀如下P;V(C,i，C,2,C,3'…，C,J，/=12廣.，,7=1，2，...,附其中，是部件的候選形狀，V表示從^個候選形狀中選擇其一；4)產(chǎn)品整體的設(shè)計語義蘊含在每個部件的感性認(rèn)知中，而部件感性認(rèn)知體現(xiàn)于候選形狀的隱性效用中，記部件e的形狀的隱性效用值為v"，/=1，2,，《，二1，2,..,,附；5)產(chǎn)品組成方式a確定，定義部件e感性因子對整體設(shè)計語義評價的重要程度為w'，1,2，…,"；6)定義產(chǎn)品的設(shè)計語義評價函數(shù)為式中，,=進行評價。",.=i乂=1"^;，、是的隱性效用值，利用函數(shù)對產(chǎn)品的設(shè)計語義本發(fā)明針對隱性知識難以表達的特點，采用分層的方法將隱性知識進行可視化，分成層次，進行隱性知識轉(zhuǎn)換。在可視化的產(chǎn)品設(shè)計方案中，通過正交設(shè)計和全輪廓法對產(chǎn)品設(shè)計語義評分，采用回歸分析計算產(chǎn)品部件對整體設(shè)計語義評價的重要程度值，以及它的每個候選形狀的隱性效用度評估，得到關(guān)于產(chǎn)品的最終語義評價值。本發(fā)明有效地實現(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)計過程中用戶隱性知識的表達，彌補了圖解方法的定量性研究，提高了產(chǎn)品設(shè)計語義的研究效率。圖1是本發(fā)明的MP3音樂播放器設(shè)計方案；圖2是本發(fā)明的產(chǎn)品設(shè)計語義的層次結(jié)構(gòu)。具體實施方式本發(fā)明將用戶結(jié)合進來，運用分層的方法，研究產(chǎn)品設(shè)計中的隱性知識表達,為產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計實踐和產(chǎn)品設(shè)計語義的研究提供新的參考。如何進行有效的隱性知識提取和表示是設(shè)計領(lǐng)域一個尚未很完善地解決的問題。本發(fā)明的目的是通過分層的方式予以表達用戶的知識，彌補圖解方法的定量性研究，提高產(chǎn)品設(shè)計語義的研究效率。實施例以MP3音樂播放器為例，基于分層的用戶隱性知識表達方法包括如下步驟:1)在可視化的產(chǎn)品設(shè)計方案中，以MP3音樂播放器設(shè)計為例，如圖1所示，收集24個樣本，將MP3音樂播放器的設(shè)計特征分成兩個層次，即產(chǎn)品整體和部件，如圖2所示；2)將MP3音樂播放器的設(shè)計部件和候選方案定義如表1所示，表1MP3音樂播放器的產(chǎn)品設(shè)計因子<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>整體的設(shè)計語義蘊含在每個部件的感性認(rèn)知中，如機體、屏幕、功能鍵和裝飾線等，而部件感性認(rèn)知體現(xiàn)于候選形狀的隱性效用中，為表達產(chǎn)品設(shè)計語義隱性知識，定義產(chǎn)品如下7"=A(P".,,P)，其中，A是產(chǎn)品組成方式，6是組成產(chǎn)品的部件，hl，2，…,"對于特定產(chǎn)品類別，產(chǎn)品的組成方式A確定；3)MP3音樂播放器的設(shè)計語義的變化體現(xiàn)于每個部件的感性因子，定義每個部件在具體產(chǎn)品設(shè)計中的形狀如下尸；V(C,3,…,C,J，；=12廣.，，戶i,2，…,w其中，^是部件的候選形狀，V表示從^個候選形狀中選擇其一；4)MP3音樂播放器整體的設(shè)計語義蘊含在每個部件的感性認(rèn)知中，而部件感性認(rèn)知體現(xiàn)于候選形狀的隱性效用中，記部件e的形狀的隱性效用值為、，hl，2，…，"，y、l，2,…,m，V')的值通過數(shù)理統(tǒng)計方法得到；5)MP3音樂播放器組成方式A確定，產(chǎn)品中每個部件感性因子對整體設(shè)計語義評分的重要程度有所區(qū)別，定義部件e感性因子對整體設(shè)計語義評分的重要程度為^，、1,2，…,"，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>6)定義MP3音樂播放器設(shè)計的語義評分函數(shù)為式中，、<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>是s的隱性效用值，將MP3音樂播放器表示成步驟2)中定義的形式，將MP3音樂播放器的形狀表示成步驟3)中定義的形式；分別對24個MP3音樂播放器進行設(shè)計語義評分，根據(jù)步驟4)采用最小二乘法回歸對產(chǎn)品隱性效用進行結(jié)合分析，根據(jù)步驟5)計算產(chǎn)品部件對整體設(shè)計語義評價的重要程度值，根據(jù)步驟6)計算產(chǎn)品設(shè)計語義評價值，得到關(guān)于產(chǎn)品的最終語義評價值，如表2所示；表2MP3音樂播放器設(shè)計語義的重要性評價<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>在隱性效用度結(jié)果中，每個數(shù)字表示部件候選形狀對排序結(jié)果的效用系數(shù)，效用系數(shù)越小(即越負(fù))，表明該水平使得排序越靠前；如果越大，則使得排序越靠后。權(quán)利要求1.一種基于分層的產(chǎn)品設(shè)計語義評價方法，其特征在于包括如下步驟1)在可視化的產(chǎn)品設(shè)計方案中，將設(shè)計特征分成產(chǎn)品整體和部件兩個層次；2)產(chǎn)品整體的設(shè)計語義蘊含在每個部件的感性認(rèn)知中，而部件感性認(rèn)知體現(xiàn)于候選形狀的隱性效用中，為表達產(chǎn)品設(shè)計語義隱性知識，定義產(chǎn)品如下T＝^(P1，P2，P3，...，Pn)，其中，^是產(chǎn)品組成方式，Pi是組成產(chǎn)品的部件，i＝1，2，…，n對于特定產(chǎn)品類別，產(chǎn)品的組成方式^確定；3)產(chǎn)品設(shè)計語義的變化體現(xiàn)于每個部件的感性因子，定義每個部件在具體產(chǎn)品設(shè)計中的形狀如下<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是部件的候選形狀，id="icf0002"file="A2008101200800002C2.tif"wi="2"he="3"top="157"left="32"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>表示從m個候選形狀中選擇其一；4)產(chǎn)品整體的設(shè)計語義蘊含在每個部件的感性認(rèn)知中，而部件感性認(rèn)知體現(xiàn)于候選形狀的隱性效用中，記部件Pi的形狀的隱性效用值為vij，i＝1，2，…，n，j＝1，2，…，m；5)產(chǎn)品組成方式^確定，定義部件Pi感性因子對整體設(shè)計語義評價的重要程度為wi，i＝1，2，…，n；6)定義產(chǎn)品的設(shè)計語義評價函數(shù)為<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的隱性效用值，利用函數(shù)對產(chǎn)品的設(shè)計語義進行評價。全文摘要本發(fā)明公開了一種基于分層的產(chǎn)品設(shè)計語義評價方法。它是通過圖解的方法將產(chǎn)品的設(shè)計可視化，分成層次，進行隱性知識轉(zhuǎn)換；在可視化的產(chǎn)品設(shè)計方案中，通過正交設(shè)計和全輪廓法對產(chǎn)品設(shè)計語義評分，采用回歸分析計算產(chǎn)品部件對整體設(shè)計語義評價的重要程度值，以及它的每個候選形狀的隱性效用度評估，得到關(guān)于產(chǎn)品的最終設(shè)計語義評價。本發(fā)明有效地實現(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)計過程中隱性知識的表達，彌補了圖解方法的定量性研究，提高了產(chǎn)品設(shè)計語義的研究效率。文檔編號G06F17/50GK101320403SQ200810120080公開日2008年12月10日申請日期2008年7月18日優(yōu)先權(quán)日2008年7月18日發(fā)明者劉石佳,卜滿釗,唐云開,張勁松,羅仕鑒,龔蓉蓉申請人:浙江大學(xué)