目的 颠覆式创新是企业实现跨越式追赶的重要路径,针对当前识别颠覆式创新机会的不足,基于知识基因与深度学习协同优化,提出设计驱动的颠覆式创新早期识别方法.方法 梳理知识视角下设计驱动的颠覆式创新流程,针对创新模糊前端阶段并基于"产品知识基因"的概念,首先通过大数据文本分析方法洞察用户未来需求,进行产品意义重构;其次对相关领域专利数据进行"主语—行为—宾语"结构与"技术—关系—技术"结构语义分析并建立产品知识库;最后在此基础上类比基因工程思维模式重组技术方案,寻求产品颠覆式创新.结论 以未来空调为设计研究对象,验证研究方法的可行性与有效性,能够帮助企业识别颠覆式创新设计机会,对优化资源配置和规划设计战略具有现实指导价值.

目的 提炼一套用户感知层面的评价技术和方法.方法 分别运用文献综述、案例研究和实证研究的方法,提出了生态材料的样本、材料感知评价层次模型、材料感知评价的实验设置及感知评价方法的4个主要层面.结果 通过总结材料的感知评价研究中的先进实验流程、评价方法及优缺点分析,构建了一套适用于生态材料感知评价方法模型.结论 通过实证研究,验证了提出的感知评价模型具有较高的可行性,对推动生态材料的多模态品质可持续性设计具有现实指导价值.

目的 为了提高设计师对以往知识与用户评价的服务设计管理,通过人工智能与管理学科的技术辅助实现群智能服务设计系统.方法 使用CBR(Case-Based Reasoning)与感性工学服务设计原理为前期研究框架,采用网络爬虫技术收集用户评语,使用人工智能知识图谱作为评价词汇数据库,实现对于服务设计知识的管理.通过TRIZ推理与原理整理作为设计创意输出依据主体.利用KANO研究方法确定用户需求并对输出设计功能进行实验验证.结果 KANO实验结果较为理想,本研究方法具有一定的参考意义.结论 知识图谱对于领域服务设计知识管理有可观的效果,通过一定可溯源推理方式让创意输出具有依据性,符合未来服务设计快速发展的需求.

为了提高服务设计的创意效率,研究给出了一套新型服务蓝图方法,丰富了服务设计相关知识领域的理论及实践工具.将传统机械理论的TRIZ 39个工程参数进行了服务设计方向的改造,以服务型TRIZ方法和管理科学的QFD方法相结合.推导出一套适用于产品设计的服务蓝图方法,并以儿童平衡车系统设计为例进行方案的演示.融合机械理论TRIZ和管理科学QFD的服务蓝图解决方案,可以通过科学的方法指导服务设计,提高设计师的设计精准度,改正设计师的主观意识过强等缺点.

设计的智能化研究方向中,对于算法产出的参数化方案的可行性分析方法稍显不足.因此本文探究有限元分析法引入智能设计研究的可行性.以一款生成的冰箱方案为例,提取该产品的关键结构,借助Solidworks建模.其次根据产品功能,利用Abaqus 6.14分别对其进行结构静力学与热传导分析,分析核心部件在极端使用场景下的受力与形变,以及能量传播情形.通过Abaqus分析,结果显示结构设计合理,能满足预期功能.有限元分析以其模拟仿真的特性可以很好的完成智能化设计方案的可行性分析任务.

随着全球服务贸易经济的发展,制造业服务化视野下的用户需求呈现出模糊和复杂的特征,传统聚焦成品的产品创新思维和传统服务模式难以应对这一挑战,迫使企业亟需变革.研究基于价值共创理论提出一种准确获取与表达服务接触点、集成知识与共创的群智能化服务设计方法.以基于异质信息网络用户生成内容层级为数据源头,而后整合模型优化的推理、发明问题的解决理论、知识图谱提出了群智能的集成服务设计模型.模型集成了3个关键的设计步骤:(1)在用户生成内容的智能化采集阶段,采用异质网络对用户生成内容进行文本挖掘并生成异质网络,而后经过三角验证生成用户结构层级.(2)在多方利益相关者协作共创的解决方案生成阶段,结合模型优化推理和发明问题的解决理论的优势互补特点,将用户需求进行解构、重组;(3)在融合设计知识管理阶段,结合人工智能知识图谱构建矩阵,进行元素级和结构级的多样化匹配,确定各服务要素的组合方案.以共享汽车企业的服务设计为例,基于该模型设计了新的交通共享服务系统,验证了本研究提出的基于数据智能的全链条服务设计模型具有一定的普适性,揭示了服务共创价值中各参与者的角色以及资源智能配置方式,为企业生产者逻辑和用户逻辑的价值共创过程提供了智能化实现途径.

为了提高设计创新效率,本研究基于心理图式提出了国庆彩车的设计程序与方法.研究按照浅层、中层和深层的次序递进,设计心理图式划分为"造型图式""叙事与动作图式"以及"人物和情感图式"的基本类别,并提出了综合性、时态性、差异性和集体性四类基本属性.而后结合新中国成立70周年彩车设计,对不同心理图式的应用方法和属性进行了案例分析.本文所提出的方法在设计实践中得到了实证,具有一定的实用价值.

目的 数字化浪潮下人们的消费行为也发生了改变.线上购物伴生着大量用户评论,具有实时、真实、全面等特点,这是挖掘用户需求的绝佳资料.本文利用线上评论,结合感性工学和自然语言处理技术,提取其中对应于产品元素的用户需求,为后来的产品改进或开发提供指导.方法 本文通过爬虫工具获取目标产品大量评论,对文本进行词频分析筛选出要分析的产品元素,根据筛选结果将评论归类,从中提取形容词汇,并经过专家汇总,最后对含有形容词的语句进行情感分析,获取用户对产品的需求信息.最后依靠感性工学指导后续设计方案生成.结论 本文用亚马逊网站上山地自行车产品进行实例验证,结果证明该方法能够快速高效地获得用户对产品的准确评价,是一种切实可行的获取用户需求的智能化设计方法.

目的 随着中国城市人口数量的逐渐增加,在人口密度高的地区,大量居民住在排布密集的高层楼房、老旧楼房、地下室和半地下室中.高层住宅排布密集导致房屋相互遮挡、老旧楼房存在设计缺陷、地下室或半地下室没有采光窗口.诸多因素导致居住环境存在一个问题:室内自然采光差.基于此通过设计法试图设计一款可以改善室内自然光环境的产品,应用物理方法提高室内光环境质量,美化室内视觉环境.方法 通过对城市居民进行问卷调研和走访调研,结合图表分析现状及问题成因,明确用户痛点;建立KANO模型分析用户需求.根据用户需求设计产品,并通过DIALux光学模拟验证产品可行性.结论 设计了一款可以改善居室弱采光环境的产品:产品悬挂于室内墙壁,通过增强光线在室内的照射面积提高照度,达到改善弱采光环境的目的.

目的 新产品如何给用户带来惊喜感的高阶体验,一直是体验设计的课题,探索该体验的生成机制有助于产品持续地唤起用户的积极印象.方法 研究基于扎根理论,采用深度访谈与网络质性资料收集,应用Nvivo12作为质性分析工具进行三级编码,分析了设计师在实践过程中有效的策略.结果 分析出RNPs和INPs两种设计模式,共生成了11个设计策略:利他主义的品位领袖、基于心理图式的记忆重现、伴随语境中的移情、向艺术家借鉴、智能化的平衡、消费幸福感、智慧加倍的体验、融合机能性和美学价值、奇妙的交互、特征替换、非常规的姿态.结论 尝试从扎根理论探究了用户惊喜感点设计策略,以期为设计师进行创意活动时提供一个基于微观分析的理论参照.

数字创意产业是数字经济发展的重要引擎,已成为中国经济发展的新增长点.本文从教育、创新、市场、环境、成长5个维度,提出评价数字创意产业国际竞争力的模型和方法,应用机器学习的贝叶斯网络技术,分别分析了中国、美国、日本等7个国家的数字创意产业竞争力状况.接着简要介绍了中国、欧盟、美国、日本4个主要国家和地区的数字创意产业发展状况.本文归纳了中国数字创意产业发展的瓶颈,提出了助力碳达峰、碳中和目标实现,助力中国传统文化创新发展,赋能共同富裕、加强自主创新,造就新时代数字创意高级人才的发展对策,为中国数字创意产业发展政策的完善以及国家数字创意战略和宏观指导提供理论参考.

为响应国家颁布的《新一代人工智能发展规划》中提出的发展智慧教育的政策,加速中小学STEM教育的普及与发展,围绕STEM教育教学发展目标,检索分析国内外相关文献,探索发展现状.运用案例分析、使用场景、问卷分析等方法,分析STEM教育产品的功能形态特征,总结在智慧课堂中的相关用户需求与数据.通过对智慧课堂STEM课程的需求提取,最终设计开发一套基于实体交互的模块化、情感化智能机器人产品"AMIGO",该智能机器人产品由十余种传感器、电子元件和主板组成,同时结合了在线编程课程内容中的多人竞赛与合作功能.

目的 基于生物力学原理,评价自动驾驶情景中座椅靠背和座面的多种组合对睡眠舒适度的影响,从而指导智能座舱的设计研发.方法 基于Tekscan的CONFORmat座椅压力分布测量系统,设计了座面角度(15°,25°,35°)和靠背角度(140°,150°,160°)的实验装置,获取了20位被试的客观多维数据与主观评价数据,随后应用人工神经网络构建了舒适度预测模型.结果 重复测量方差分析表明,随着座面平移角度的增加,可有效地均衡界面接触压力分布,座椅靠背角度为160°与座面角度35°的组合设计,其压力的加权平均值、总接触面积、界面压力分布指数、适应性等级与其他实验条件有显著性差异.结论 最后应用人工神经网络预测模型的精确验证,研究建议将35°的座面角度与160°的椅背应用于智能座舱的睡眠位置.

目的 对人工智能在产品创意设计方法中的研究与应用现状进行了综述性地介绍,从定义、理论研究与传统设计方法的比较加以了系统阐述,对现有的设计理论与技术有所增值.方法 利用文献综述的方法,从传统设计方法、基于程序的设计方法、基于数据驱动的生成设计在产品创意设计研究中的成果进行了回顾与总结,比较了不同设计方法的核心思想、优缺点以及设计应用,并分析了基于人工智能的设计方法所面临的挑战和发展趋势.结论 通过智能化设计水平将设计方法分为3类,其研究结论有助于设计研究者选择合适的研究途径与合理的评价方式.

目的 在人机协同的设计背景下,研究提出的一套基于数据驱动的自动化生成设计方法,以致力于提高设计效率,为企业创新需求提供学术参考价值.方法 研究首先运用文本挖掘,并生成用户感性意象和产品特征词表,随后基于QM1对文本进行积极和消极感性意象分类,定量化的分析了用户的偏好,快速响应用户的需求.随后以公路自行车为设计案例,开发出应用程序编程接口(API)工具.结果 根据QM1的分析结果,选取了类别得分最高的6个设计元素进行组合,而后在SolidWorks的DriveWorksXpress中创建选定的设计元素模型和装配体的副构件,实现了用户需求与三维造型相匹配的自动化设计方案生成.结论 研究基于文本挖掘,并以公路自行车的自动化设计实践验证了有效性,方法具有数据驱动、快速响应和自动化的优势.

本文基于知识图谱与质性分析的互补优势,以探索未来用户对自动驾驶的需求、完善行为逻辑、规划体验过程、创建新的使用场景为切入点,构建面向未来用户的自动驾驶设计概念和研究方法.通过对CNKI和Web of Science共1.7万余篇文献进行文本挖掘,并生成了人工智能知识图谱用来进行宏观的量性分析,随后采用基于情景构建的质性研究方法,包含12位典型用户,通过体验高保真模型获取用户需求.并进一步提出“感知过程→情景中的使用→生活方式的转变”逐层进化的模型,以及在不同价值创造层次下设计师需要考虑的用户需求.研究通过建立适用于挖掘预见性的用户需求的方法,揭示了设计师可以从用户体验发展的初始阶段得到启发的机制,从而帮助企业建立与用户之间的长期联系.

The purpose is to analyze cognitive differences between Chinese and western passengers when looking at the subway guide system through eye movement experiment and to improve the general design of the subway guide system by means of design, which also gives consideration of social justice. The method is to draw conclusion through empirical research and T-test analysis based on the data of eye movement experiment. The result is that the scanning path length and saccade amplitude in the samples of Chinese passengers are statistically higher than those in the samples of western passengers. The conclusion is that samples of western passengers are mainly analytical cognitive tendencies. They pay more attention to the guiding information in the guiding environment and tend to separate the guiding information from the scene. The Chinese passengers, on the other hand, have rather conclusive cognitive tendencies. They pay more attention to the background information and tend to get guide information holistically. Therefore, subway guide system should adopt symbols that suits passengers with difference cognitive tendencies. This helps improve contact ratio of cognitive context of both Chinese and western passengers, establish a cognitive interface that both sides can recognize, interpret and analyze and eliminate the distortion of cognitive impairment caused by cultural differences and communication.

The work aims to study the wayfinding behavioral characteristics of the elderly users under different cultural backgrounds in subways with the sensor and machine learning algorithm, thus providing quantitative and scientific decision-making support to improve the universal design standard of sign system in subways. Zig Bee body AI sensor module was applied to conduct the high frequency tracking data acquisition experiment, with the elderly visiting Beijing from other places and the local elderly as subjects, in order to analyze their wayfinding behaviors and difference in subways. A behavioral observation research method based on Zig Bee intelligent module was set up. Convenient and intuitive sign information is provided for the elderly, which can save their mental and manual labor in the wayfinding process, improve the wayfinding experience and take social justice into account.

本文探究了老年人在地铁站内寻路过程中的用户需求,并结合文献与标准检索、设计案例类比的研究方法,提出了面向导视环境中的空间照明、设施以及色彩设计要素方面的指导细则,旨在提高地铁设施的通用化设计水平,兼顾社会公正.