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1 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 研究意义 2

1.3 研究背景 3

1.3.1 产品设计发展的三阶段模型 3

1.3.2 产品设计主要理论与方法 5

1.3.3 用户需求理论研究 7

1.4 研究现状 8

1.4.1 用户需求理论 8

1.4.2 产品原型设计与产品形态原型 10

1.4.3 智能设计与产品造型设计 13

1.4.4 产品造型设计与创新设计 14

1.4.5 语义驱动的产品设计理论 15

1.4.6 小结 17

1.5 研究基础和主要工作 18

2 用户语义驱动的产品形态原型设计框架 21

2.1 创新脉络 21

2.1.1 整合创新指导下的综合集成思想 21

2.1.2 创新的脉络结构 22

2.2 理论基础 23

2.2.1 用户语义 23

2.2.2 本体 26

2.2.3 描述逻辑 28

2.2.4 产品设计的过程模型 31

2.2.5 产品原型设计 33

2.3 用户语义驱动的产品形态原型设计框架 35

2.3.1 产品原型设计的一般思路 35

2.3.2 用户语义驱动产品形态原型设计模型 37

2.4 本章小结 39

3 面向产品形态原型设计的用户需求与语义 40

3.1 产品设计中的用户需求模型 40

3.1.1 用户需求 40

3.1.2 用户需求的分类和特点 42

3.1.3 用户需求建模思路和表示方法 43

3.1.4 面向产品形态原型设计的用户需求模型框架 45

3.2 面向产品形态原型设计的用户需求信息 46

3.2.1 驱动产品形态原型设计的用户需求 47

3.2.2 用户需求获取中的难点 48

3.2.3 用户需求信息的获取 49

3.2.4 用户需求中文本资源的获取 52

3.2.5 用户需求信息中非文本资源的获取 55

3.2.6 用户需求信息描述 57

3.3 用户语义 60

3.3.1 用户语义与分类 60

3.3.2 用户语义的特点 61

3.3.3 用户语义的属性 63

3.4 面向产品形态原型设计的用户需求本体 67

3.4.1 用户需求本体 67

3.4.2 用户需求本体建模 68

3.4.3 CRO的描述 69

3.5 用户语义获取的实例验证 78

3.5.1 原型系统框架 78

3.5.2 本体构建工具 79

3.5.3 用户需求的本体构建 80

3.5.4 用户需求获取 82

3.5.5 用户语义生成 84

3.5.6 用户语义存储 85

3.6 本章小结 88

4 用户语义驱动的产品形态构成 90

4.1 设计元的定义 90

4.2 形态元 92

4.2.1 产品的形态 92

4.2.2 形态元的定义 94

4.2.3 DEs的构成 94

4.2.4 DEs的逻辑关系 96

4.3 用户语义驱动的DEs生成关键技术 97

4.3.1 DEs生成的技术路线 98

4.3.2 语义信息整合 99

4.3.3 DEs形态建模 103

4.3.4 DEs相似度的判断 108

4.3.5 DEs的存储 108

4.4 DEs生成实例 110

4.4.1 产品形态分析与提取 110

4.4.2 DEs识别和信息聚合 111

4.4.3 DEs的存储与表达 112

4.5 本章小结 114

5 基于形态元的产品形态原型 115

5.1 产品原型设计概述 115

5.1.1 产品原型设计 116

5.1.2 产品原型的分类 118

5.1.3 产品原型设计原则 119

5.1.4 产品原型设计的作用 120

5.2 产品形态原型 121

5.2.1 产品形态原型及特点 122

5.2.2 基于DEs的产品形态原型 123

5.3 基于DEs的产品形态原型设计本体 124

5.3.1 PPSO的概念和属性 125

5.3.2 PPSO的本体框架 131

5.3.3 PPSO概念关系集RP 132

5.3.4 PPSO公理集FP 133

5.3.5 产品形态原型结构的嵌套复合含义 134

5.4 PPSO构建实例 136

5.5 本章小结 138

6 用户语义驱动的产品形态原型设计关键技术 139

6.1 技术路线 139

6.2 基于本体推理的产品形态原型配置方法 140

6.2.1 产品形态原型本体配置 140

6.2.2 用户语义驱动的PPSO推理方法 141

6.2.3 基于SWRL-PPSO的产品形态原型推理过程 143

6.2.4 PPS推理规则 144

6.3 基于改进鱼群算法的产品形态优化算法 146

6.3.1 产品形态优化概述 146

6.3.2 产品形态原型优化的原则 147

6.3.3 鱼群行为构建 149

6.3.4 产品形态设计优化的鱼群算法过程 151

6.4 用户语义驱动的产品形态原型设计实例 152

6.4.1 设计信息输入 152

6.4.2 配置约束的输入 153

6.4.3 用户语义分析 155

6.4.4 用户语义驱动配置集推理 156

6.4.5 用户语义驱动产品形态原型优化计算 158

6.4.6 产品形态原型评价及方案深入 161

6.5 本章小结 163

7 总结 164

参考文献 167

附录A CRO的概念定义表 184

附录B PPSO的概念及属性 194

附录C DE的概念及相关属性 199

致谢 203