第21卷第4期計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)Vol. 21 No.42015年4月.Computer Integrated Manufacturing SystemsApr. 2015DOI: 10.13196/j. cims. 2015. 04. 001設(shè)計(jì)意圖驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)方法楊延璞,劉瓊(長安大學(xué)工程機(jī)械學(xué)院,陜西西安710064)摘要:為減小用戶和設(shè)計(jì)師對(duì)產(chǎn)品形態(tài)方案的認(rèn)知差異,將產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)意圖分為設(shè)計(jì)需求意圖、設(shè)計(jì)編碼意圖和設(shè)計(jì)解碼意圖,建立了設(shè)計(jì)意圖模型，構(gòu)建了以滿足用戶需求意圖、體現(xiàn)設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)編碼意圖及減小用戶解碼與設(shè)計(jì)師編碼之間差異為目標(biāo)的設(shè)計(jì)意圖模型求解算法,探討了設(shè)計(jì)意圖驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)過程，研究了基于交互式遺傳算法的設(shè)計(jì)意圖求解方法。以家用轎車前臉形態(tài)設(shè)計(jì)為例，分別進(jìn)行了設(shè)計(jì)需求意圖獲取與映射、設(shè)計(jì)編碼意圖表達(dá)以及交互遺傳解碼研究,驗(yàn)證了所提方法的有效性。關(guān)鍵詞:設(shè)計(jì)意圖;產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)需求;設(shè)計(jì)編碼;設(shè)計(jì)解碼;交互式遺傳算法中圖分類號(hào):TB472文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:AProduct form design method driven by design intentYANG Yar pu, LIUQiong(School of Construction Machinery, Chang 'an University， Xi'an 710064, China)Abstract: To reduce the cognition difference of product form between users and designers, the design intent in prod-uct form design process was divided into design need intent, design encoding intent and design decoding intent, ancthe design intent model was constructed. A solution algorithm was proposed aiming to meet users' need intent anddemonstrate designers' design encoding intent, and reduce decoding and encoding divergence between users and de-signers. The process of product form design driven by design intent was discussed. Interactive Genetic Algorithms(IGA) was applied to seek an itelligent solution of design intent. The family car face design was taken as an exam-ple to verify the effectiveness of the proposed method by researching design need intent acquisition and mapping, de-sign encoding intent expression and design evolution and decoding based on IGA were researched respectively.Key words: design intent; product form design; design need; design encoding; design decoding; interactivegenetic algorithm程,也是產(chǎn)品信息的進(jìn)化過程,不僅包括設(shè)計(jì)師對(duì)產(chǎn)0引言品形態(tài)信息的編碼,還包括用戶通過認(rèn)知過程進(jìn)行產(chǎn)品形態(tài)是產(chǎn)品的物質(zhì)載體，傳達(dá)著產(chǎn)品的物的解碼。用戶需求信息、設(shè)計(jì)師編碼過程與用戶解質(zhì)功能與精神功能,是用戶與設(shè)計(jì)師溝通的重要媒碼過程共同構(gòu)成產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)意圖。隨著感性消費(fèi)介。產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)活動(dòng)始于設(shè)計(jì)師的表意傳達(dá),終與用戶體驗(yàn)的發(fā)展,如何準(zhǔn)確獲取用戶設(shè)計(jì)需求意于用戶的感受與理解，其核心在于表達(dá)與溝通口。圖、捕捉設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)編碼意圖、減小用戶解碼意圖該過程是面向用戶需求滿足的創(chuàng)意思考的發(fā)展過與設(shè)計(jì)師編碼意圖之間的差異,成為產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)收稿日期:2014-07-04;修訂日期:2014-09-30. Received 04 July 2014;accepted 30 Sep. 201中國煤化工基金項(xiàng)目:陜西省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(2011Q8013);中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)資助項(xiàng)MYHCNMH。 items: Project supported by the Natural Science Foundation of Shannxi Province, China(Na. 2011Research Funds forthe Central Universities ,China(No.2014G1251032).868計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)第21卷成功的關(guān)鍵[2]。(1)設(shè)計(jì)需求意圖在產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)中,目前對(duì)用戶設(shè)計(jì)需求意圖設(shè)計(jì)需求意圖是用戶感性認(rèn)知的反映,是產(chǎn)品的研究集中在用戶感性需求的獲取與處理,針對(duì)設(shè)形態(tài)設(shè)計(jì)的目的,屬于目的意圖。用戶感知意象的計(jì)編碼意圖和解碼意圖分別集中在產(chǎn)品形態(tài)方案的形成過程,是從形態(tài)元素到形成子意象、再形成總意生成與評(píng)價(jià)。在設(shè)計(jì)需求意圖研究方面,常用語義象的過程07。因此,用戶的設(shè)計(jì)需求意圖既包括感差異(Semantic Differential, SD)法[341] 分析并獲取性需求,又包括反映該感性需求的形態(tài)元素。感性用戶的意象感知,以聚類方法實(shí)現(xiàn)對(duì)感性需求的降需求是形態(tài)元素的語義描述,形態(tài)元素是用戶感性維處理[57]。對(duì)于設(shè)計(jì)編碼意圖,文獻(xiàn)[8]提出自適需求的外，顯化表達(dá)。應(yīng)機(jī)制跟蹤并捕捉設(shè)計(jì)師的形態(tài)設(shè)計(jì)意圖;文獻(xiàn)[9](2)設(shè)計(jì)編碼意圖將遺傳算法和形狀文法結(jié)合,通過交互式操作產(chǎn)品.設(shè)計(jì)編碼意圖是設(shè)計(jì)師心理活動(dòng)的直接體現(xiàn)，形態(tài)特征輔助設(shè)計(jì)編碼意圖表達(dá);文獻(xiàn)[10]構(gòu)建了是設(shè)計(jì)師綜合運(yùn)用各方面知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)造性設(shè)計(jì)活動(dòng)產(chǎn)品基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)模型，用以發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品形態(tài)要素之的綜合意圖體現(xiàn),是產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)的直接意圖,屬于間的關(guān)系并輔助設(shè)計(jì)師進(jìn)行設(shè)計(jì)編碼。對(duì)設(shè)計(jì)解碼過程意圖。設(shè)計(jì)編碼意圖包括規(guī)劃意圖、策略意圖意圖的研究主要體現(xiàn)為用戶對(duì)設(shè)計(jì)編碼方案進(jìn)行評(píng)和執(zhí)行意圖。其中，規(guī)劃意圖為產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)過程.價(jià),常用模糊綜合評(píng)價(jià)法[、灰關(guān)聯(lián)分析法[12]、交制定合適的開發(fā)順序;策略意圖為產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)過互式遺傳算法[13]、層次分析法(Analytic Hierarchy程的每個(gè)階段制定詳細(xì)的行動(dòng)計(jì)劃;執(zhí)行意圖確定Process,AHP)和逼近理想解的排序(Technique產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)過程的執(zhí)行方法、步驟與內(nèi)容等信息。for Order Preference by Similarity to Ideal Solu-(3)設(shè)計(jì)解碼意圖tion,TOPSIS)方法[4等。然而,如何同時(shí)將設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)解碼意圖是由用戶參與,對(duì)產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)需求意圖、設(shè)計(jì)編碼意圖與設(shè)計(jì)解碼意圖融人產(chǎn)品.結(jié)果進(jìn)行解碼并按照一定標(biāo)準(zhǔn)作出決策,從而促使形態(tài)設(shè)計(jì)過程,輔助設(shè)計(jì)師把握設(shè)計(jì)需求意圖,減小產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)的進(jìn)一步 決策或優(yōu)化,屬于過程意圖。用戶解碼和設(shè)計(jì)師編碼之間的差異,還有待于進(jìn)-設(shè)計(jì)解碼意圖包括評(píng)價(jià)意圖和決策意圖。步研究。產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)過程的設(shè)計(jì)意圖層次關(guān)系如圖1，本文通過分析產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)過程的設(shè)計(jì)意所示。圖,分別對(duì)設(shè)計(jì)需求意圖、設(shè)計(jì)編碼意圖和設(shè)計(jì)解形態(tài)元素碼意圖進(jìn)行建模,構(gòu)建了以滿足用戶需求意圖、體設(shè)計(jì)需求意圖關(guān)|↑現(xiàn)設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)編碼意圖及減小用戶解碼與設(shè)計(jì)師編碼之間差異為目標(biāo)的設(shè)計(jì)意圖模型求解算法，水蒙吃處感性需求目的提出了設(shè)計(jì)意圖驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)過程,基于交互式遺傳算法研究了設(shè)計(jì)意圖模型的求解方設(shè)計(jì)編碼意圖設(shè)計(jì)解碼意圖|過程意圖法。最后，以家用轎車前臉的形態(tài)設(shè)計(jì)為例驗(yàn)證反饋了方法的有效性。策略執(zhí)行理價(jià)決策意圖登圖查團(tuán)|意圖|1設(shè)計(jì)意圖圖1設(shè)計(jì)意圖層次關(guān) 系圖1.1設(shè)計(jì)意圖分類設(shè)計(jì)意圖(Design Intent, DI)指設(shè)計(jì)過程中設(shè).2 設(shè)計(jì)意圖建模計(jì)者所有心智活動(dòng)和活動(dòng)的結(jié)果,既包括設(shè)計(jì)的目令設(shè)計(jì)意圖為DI,設(shè)計(jì)需求意圖為DIN,設(shè)計(jì)標(biāo),又包括對(duì)將要得到結(jié)果的考慮[5。產(chǎn)品形態(tài)設(shè)編碼意圖為DIE,設(shè)計(jì)解碼意圖為DIp,三者共同構(gòu)計(jì)主要涉及產(chǎn)品的感性特質(zhì)[16],其“設(shè)計(jì)的目標(biāo)”是成設(shè)計(jì)意圖,表示為滿足用戶的感性需求,“對(duì)將要得到結(jié)果的考慮”是(1)設(shè)計(jì)師創(chuàng)造性思維過程的體現(xiàn)。據(jù)此，可將產(chǎn)品形(1)設(shè)中國煤化工態(tài)設(shè)計(jì)中的意圖分為設(shè)計(jì)需求意圖、設(shè)計(jì)編碼意圖對(duì)于設(shè)MHcNMH性需求集合為和設(shè)計(jì)解碼意圖。KN= {KN; ,KN,., KNm},產(chǎn)品形態(tài)元素集合第4期楊延璞等:設(shè)計(jì)意圖驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)方法869為PF= {PF,PF...PF,},滿足KN,∩KN;= .8,PF∩PF;=0,則有min F(x) = min[η點(diǎn)|w,(C,-0)l+m點(diǎn).DIN = ;|w,(D:-0) l]+min21C-D,I;f(PF ,KN) = N(F(KN)∩G(PF))/N(G(PF))≥0mim。2)maxf(x) = max(η 2wCi+ m Zw,D,).(5)式中:F(KN)為用戶需求KN映射的形態(tài)元素集合;G(PF)為形態(tài)元素PF的語義特征集合;N(a)式中:p 和r為用戶和設(shè)計(jì)師對(duì)設(shè)計(jì)意圖模型產(chǎn)生為集合a的元素個(gè)數(shù);8m為滿足KN所需的形態(tài)元產(chǎn)品形態(tài)方案意象評(píng)價(jià)的權(quán)重，一般而言,辦>p。.素PF的比例最小值，且8m≥0;f(PF,KN)=1表η+ nm=1;K為意象評(píng)價(jià)指標(biāo)的數(shù)目;C;和D;為用示PF能夠滿足KN,f(PF,KN)=0表示PF不戶和設(shè)計(jì)師對(duì)第 i個(gè)意象指標(biāo)的評(píng)價(jià)值;w;為各個(gè)能滿足KN ,將大于等于8mn小于等于1的值做進(jìn)一意象指標(biāo)的權(quán)重,且 w+w+..+wk=1.步細(xì)分,可判定PF滿足KN的強(qiáng)弱程度。式(5)可進(jìn)-一步表示為(2)設(shè)計(jì)編碼意圖建模max{f(x)- F(x)}.(6)設(shè)計(jì)編碼意圖DIg主要反映設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過(2)設(shè)計(jì)變量設(shè)計(jì)意 圖模型求解過程有形態(tài)程中的規(guī)劃策略和執(zhí)行方法,通過綜合設(shè)計(jì)需求意元素變量和意象評(píng)價(jià)變量兩個(gè)設(shè)計(jì)變量。形態(tài)元素圖與產(chǎn)品約束,最終以產(chǎn)品形態(tài)方案的形式表達(dá)出變量是設(shè)計(jì)編碼意圖模型的輸人,意象評(píng)價(jià)變量是來。設(shè)目標(biāo)產(chǎn)品形態(tài)元素集合為TPF= {TPF,設(shè)計(jì)解碼意圖模型的輸人,對(duì)這兩個(gè)變量的求解結(jié)E.,TPF,).則其設(shè)計(jì)過程的設(shè)計(jì)編碼意圖果可直接納人后續(xù)詳細(xì)設(shè)計(jì)?？杀硎緸?3)約束空間針對(duì)設(shè)計(jì)變 量,約束空間也分為DIg= TPF士aA(TPF,)士A(PF)。(3)形態(tài)元素約束和意象評(píng)價(jià)值約束兩類。建立約束空式中:1≤i≤p,1≤j≤n;A為轉(zhuǎn)換矩陣,代表形態(tài)推間如下:理規(guī)則(具體使用方法見文獻(xiàn)[18]);a>0,p≥0,且PF = {PF,PF..PF.};a,β∈N' ,表示轉(zhuǎn)換矩陣的應(yīng)用次數(shù)。TPF = TPFt,TPF,.,TPF,};(3)設(shè)計(jì)解碼意圖建模x=工,.,∈s∈R';設(shè)計(jì)解碼意圖DIp包括評(píng)價(jià)意圖和決策意圖，x∈[a,b;],i= 1,2,.,d.(7)主要由用戶根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案作出評(píng)式中:PF和TPF為產(chǎn)品形態(tài)元素約束;x為d維價(jià),實(shí)現(xiàn)對(duì)方案的選擇決策和指導(dǎo)后續(xù)方案的改進(jìn)。決策變量,表示意象評(píng)價(jià)指標(biāo)的數(shù)目;[a,b.]為意假設(shè)經(jīng)設(shè)計(jì)編碼意圖建模得到的目標(biāo)產(chǎn)品造型方案象指標(biāo)x;的取值范圍。集合為PE= (PE,E,..PE,則設(shè)計(jì)解碼意2設(shè)計(jì)意圖驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)過程圖可表示為DIp = .(4)產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)過程是設(shè)計(jì)師利用自身知識(shí)、經(jīng)式中:fEv為評(píng)價(jià)函數(shù),fom為決策函數(shù)。驗(yàn)、創(chuàng)意實(shí)現(xiàn)用戶某種特定需求的過程,用戶需求是1.3設(shè)計(jì)意圖模型求解問題的來源和設(shè)計(jì)的起點(diǎn)[09]。產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)是總設(shè)計(jì)意圖的實(shí)現(xiàn)過程是用戶與設(shè)計(jì)師共同參與設(shè)計(jì)意圖,分意圖為設(shè)計(jì)需求意圖、設(shè)計(jì)編碼意圖和產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)的過程,其目的是將設(shè)計(jì)需求意圖作設(shè)計(jì)解碼意圖,各個(gè)分意圖又可分解并衍生為下一為約束空間,將設(shè)計(jì)編碼意圖作為設(shè)計(jì)可調(diào)參數(shù),將級(jí)子意圖。隨著產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)過程的進(jìn)行,各級(jí)子設(shè)計(jì)解碼意圖作為設(shè)計(jì)求解目標(biāo)，使最終設(shè)計(jì)方案意圖逐步分解成意圖單元，直至設(shè)計(jì)過程完成。意盡可能逼近用戶需求。其中有三個(gè)關(guān)鍵因素:圖單元為不可再分的設(shè)計(jì)意圖,具有直接描述產(chǎn)品(1)目標(biāo)函數(shù)目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建以滿足用戶需求形態(tài)設(shè)計(jì)各分意圖的特征、屬性和指標(biāo)等。設(shè)計(jì)需意圖、體現(xiàn)設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)編碼意圖及減小用戶解碼與求意圖映射為設(shè)計(jì)需盧華配t積設(shè)計(jì)編碼意圖映設(shè)計(jì)師編碼之間的差異為目標(biāo)。對(duì)于任一-產(chǎn)品形態(tài)射為設(shè)計(jì)師H中國煤化工碼意圖映射為編碼方案，目標(biāo)意象值設(shè)定為0,用戶意象評(píng)價(jià)值為用戶對(duì)產(chǎn)品.CNMHG以此驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品C,設(shè)計(jì)師意象評(píng)價(jià)值為D,構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)形態(tài)設(shè)計(jì)過程,如圖2所示。870計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)第21卷產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)過程設(shè)計(jì)需求獲取創(chuàng)意設(shè)計(jì)表達(dá)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)決策設(shè)計(jì)需求意圖設(shè)計(jì)編碼意圖設(shè)計(jì)解碼意圖感性產(chǎn)品形態(tài)規(guī)劃策略執(zhí)行評(píng)價(jià)決策需:元素意圖形態(tài)需求1元素1頭腦創(chuàng)意概念指標(biāo)1方案1設(shè)想圖草圖需求2元素2.指標(biāo)2方案2...求需求獲取]|需求分析|意「創(chuàng)意思考[設(shè)計(jì)策略[創(chuàng)意表達(dá)1| 指標(biāo)體系 評(píng)價(jià)方法思t意圖單元考價(jià)日實(shí)現(xiàn)方法|與|決圖2設(shè)計(jì)意圖驅(qū)動(dòng)的產(chǎn) 晶形態(tài)設(shè)計(jì)過程(1)設(shè)計(jì)需求獲取意圖，三者在創(chuàng)意思考過程、設(shè)計(jì)策略選擇與設(shè)計(jì)表設(shè)計(jì)需求獲取過程可映射為設(shè)計(jì)需求意圖分解達(dá)過程中同時(shí)作用,以頭腦風(fēng)暴圖、創(chuàng)意設(shè)想圖、概過程。感性需求與產(chǎn)品形態(tài)元素為二級(jí)子意圖，可念草圖等形式將創(chuàng)意思維可視化,最終形成產(chǎn)品形進(jìn)一步分解為感性需求意圖單元、形態(tài)元素意圖單態(tài)方案。該過程由設(shè)計(jì)師融合目標(biāo)產(chǎn)品形態(tài)元素與元及其之間的相互關(guān)系。感性需求意圖單元可通過設(shè)計(jì)需求獲取得到的參考形態(tài)元素及感性需求約問卷調(diào)查、口語分析、專家訪談等方法獲取，并借助束,結(jié)合個(gè)人創(chuàng)意、靈感、經(jīng)驗(yàn)等進(jìn)行設(shè)計(jì)表達(dá),其呈統(tǒng)計(jì)、聚類等分析方法進(jìn)行降維處理。感性需求意現(xiàn)形式為概念草圖、三視圖、效果圖和樣機(jī)模型等。圖單元與形態(tài)元素意圖單元之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系可由灰(3)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)決策關(guān)聯(lián)分析、數(shù)量化- -類理論等方法建立，獲取能夠表設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)決策過程可映射為設(shè)計(jì)解碼意圖分解達(dá)感性需求的形態(tài)元素特征集,為設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)編碼過程,集中體現(xiàn)用戶對(duì)產(chǎn)品形態(tài)方案的感知,通過用提供參考。戶參與評(píng)價(jià)和決策選擇方案。評(píng)價(jià)意圖分解為評(píng)價(jià)(2)創(chuàng)意設(shè)計(jì)表達(dá)指標(biāo)意圖單中國煤化工炎等方法建立;創(chuàng)意設(shè)計(jì)表達(dá)過程可映射為設(shè)計(jì)編碼意圖分解決策意圖分YHCNMHG體現(xiàn)用戶決策過程。規(guī)劃意圖、策略意圖與執(zhí)行意圖構(gòu)成二級(jí)子的方式與決策結(jié)果。第4期楊延璞等:設(shè)計(jì)意圖驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)方法871應(yīng)度函數(shù)3產(chǎn)品形態(tài)交互遺傳操作K"設(shè)計(jì)意圖分解得到的產(chǎn)品形態(tài)元素,是設(shè)計(jì)意Fit(x)=雜2 ZwC6(x)+U2圖視覺化的表現(xiàn)形式之--,構(gòu)成了產(chǎn)品形態(tài)自動(dòng)求| w(C;(x)一0) 1I+解的基本單元。用戶和設(shè)計(jì)師對(duì)求解結(jié)果的理解，wD(x>-42Z在一定程度上能夠反映他們之間的認(rèn)知差異,通過K UD產(chǎn)品形態(tài)的交互遺傳操作，可以讓用戶與設(shè)計(jì)師共同參與尋優(yōu)過程,以保證最終解方案與用戶和設(shè)計(jì)師的相容性。2C,(x)-六2De(x) 1]。(8)由于交互式遺傳算法追求滿意解而非最優(yōu)解，式中:Uc和Up分別為參與評(píng)價(jià)的用戶和設(shè)計(jì)師的而滿意解具有不唯一-性[3] ,為了降低用戶與設(shè)計(jì)師數(shù)目;C;(x)為第j個(gè)用戶對(duì)第i個(gè)意象指標(biāo)的評(píng)價(jià)交互操作的疲勞度,本文認(rèn)為進(jìn)化過程出現(xiàn)滿足要值;D&(x)為第k個(gè)設(shè)計(jì)師對(duì)第i個(gè)意象指標(biāo)的評(píng)求的滿意解時(shí)即結(jié)束進(jìn)化操作。算法流程如圖3所價(jià)值,且C; (x),D* (x)∈[a,b;];0=aXb;,a為用示。首先根據(jù)用戶需求意圖輸人產(chǎn)品形態(tài)元素單戶滿意度因子,- -般取0.8~1.0。元，根據(jù)目標(biāo)意象分別進(jìn)行自動(dòng)初始化方案和設(shè)計(jì)(3)算法終止條件師選擇產(chǎn)品形態(tài)元素初始化方案;然后綜合用戶評(píng)在進(jìn)化代數(shù)約束下,規(guī)定當(dāng)滿足如下條件時(shí)即終價(jià)和設(shè)計(jì)師評(píng)價(jià)獲得個(gè)體適應(yīng)度值，判斷是否滿足止交互遺傳操作:種群中出現(xiàn)的個(gè)體綜合評(píng)價(jià)值超過進(jìn)化終止條件,滿足則輸出產(chǎn)品形態(tài)方案,否則將最目標(biāo)滿意度值,且滿意度個(gè)體的數(shù)量達(dá)到預(yù)設(shè)值。優(yōu)個(gè)體保存至下一代，其他個(gè)體進(jìn)行選擇、交叉、變4實(shí)例驗(yàn)證異操作。輸入形態(tài)元素以汽車形態(tài)設(shè)計(jì)為例,對(duì)上述方法進(jìn)行應(yīng)用驗(yàn)證。研究表明,影響汽車形態(tài)意象的關(guān)鍵特征為車參數(shù)設(shè)置燈側(cè)面輪廓線與進(jìn)風(fēng)格柵[20]。因此，本研究選定車燈與進(jìn)風(fēng)格柵作為研究對(duì)象,其中車燈包括車大自動(dòng)初始化方案設(shè)計(jì)師初始化方案燈和霧燈,進(jìn)風(fēng)格柵包括上進(jìn)風(fēng)格柵和下進(jìn)風(fēng)格柵。(1)設(shè)計(jì)需求獲取初始種群從網(wǎng)站、書刊、雜志、論文等媒介搜集關(guān)于家用轎車前臉的感性詞匯,去除相近、相似、不合理的冗適應(yīng)度求解生成余描述,以Likert七級(jí)量表建立網(wǎng)絡(luò)問卷,調(diào)查用用戶評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)師評(píng)價(jià)“戶對(duì)家用轎車前臉形態(tài)的感性需求,經(jīng)聚類分析和-滿足進(jìn)化、N、選擇|設(shè)計(jì)師聚焦,獲取用戶期望的意象形容詞為時(shí)尚、動(dòng)終止條件2|變異|感。為了將用戶感性需求外顯化,同時(shí)避免同類產(chǎn)輸出產(chǎn)品形態(tài)方案品可能引起的思維定勢(shì),首先挑選128幅除目標(biāo)產(chǎn)品外的參考產(chǎn)品前臉,包括摩托車、火車、船只、飛行83 交互式遺傳算法求解流程器及其他相關(guān)交通工具類產(chǎn)品,由兩名設(shè)計(jì)師經(jīng)初(1)編碼方式步分析與相似產(chǎn)品剔除,最終確定46個(gè)產(chǎn)品樣本作初始形態(tài)元素采用二進(jìn)制編碼,染色體由初始為參考樣本。對(duì)用戶期望意象構(gòu)建Likert七級(jí)量形態(tài)元素映射的產(chǎn)品形態(tài)部件構(gòu)成。如果初始形態(tài)表(時(shí)尚(3)-落伍(- 3)、動(dòng)感(3)-靜態(tài)(-3)),隨元素集合為PF= {PF,PF2,.,PFn},則染色體機(jī)選取23名用戶對(duì)參考樣本打分,最后選出得分較可表示為{PF,PF,PF..}.其中PF,,PF,和高的16款產(chǎn)幾作為用世花芒產(chǎn)品前臉與汽PF,分別對(duì)應(yīng)相應(yīng)的產(chǎn)品形態(tài)部件。車車燈和進(jìn)YHCNMHG寸應(yīng)，所以由設(shè)(2)適應(yīng)度求解計(jì)師將參考陽的前勝付證線問幾干車燈和進(jìn)風(fēng)格根據(jù)式(5)~式(6) ,可構(gòu)建編碼方案的個(gè)體適柵特征線轉(zhuǎn)換,得到車大燈、上格柵、下格柵、霧燈形872計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)第21卷態(tài)線數(shù)量均為16,如圖4所示。(2)設(shè)計(jì)編碼表達(dá)車大為體現(xiàn)設(shè)計(jì)編碼意圖,由兩名設(shè)計(jì)師根據(jù)形態(tài)元素集,同時(shí)結(jié)合自己對(duì)設(shè)計(jì)需求的理解,再分別對(duì)汽需求車前臉的四種部件創(chuàng)意設(shè)計(jì)兩款方案。將設(shè)計(jì)師所「時(shí)尚1|設(shè)計(jì)的車燈與進(jìn)風(fēng)格柵納人形態(tài)元素集,經(jīng)排列組合可產(chǎn)生20*種汽車前臉方案。對(duì)形態(tài)元素集中的各「動(dòng)感下元素采用六位二進(jìn)制編碼(編碼順序?yàn)檐嚧鬅簟⑸细瘛箹艝?、下格?霧燈),初始方案種群由算法自動(dòng)生成40606可款，設(shè)計(jì)師通過個(gè)人選擇生成4款,得到初始方案樣本8款。初始設(shè)計(jì)方案與二進(jìn)制編碼形式如圖5圖4意象需求與形態(tài)元素所示。.101110 110001 101010 101010100110 101010 11001 101100110000 110100 10000 101111101010 100110 11000 101117D110110 110110 110110 110110110111 10111110111 110111111000 11000 11000 11000111001 11001 11001 11001圖5 初始設(shè)計(jì)方案與二進(jìn)制編碼(3)設(shè)計(jì)解碼8名用戶和2名設(shè)計(jì)師共同參與交互設(shè)計(jì)解碼。個(gè)體方案評(píng)分采用5分制,即a;=1,b;=5。設(shè)定時(shí)尚與動(dòng)感的權(quán)重均為0. 5,用戶與設(shè)計(jì)師的評(píng)價(jià)權(quán)重分別為0.8和0.2。遺傳操作采用輪盤賭方式選擇,交叉方式為離散重組,種群規(guī)模為8,交叉概率為0.8,變異概率為0. 15,最大進(jìn)化代數(shù)為20,期望得到三個(gè)滿意個(gè)體。相關(guān)參數(shù)如表1所示。在圖6交互操作界面矢量圖形軟件CorelDRAW X4中應(yīng)用VBA語言進(jìn)體滿足目標(biāo)(滿意度值大于0),進(jìn)化過程終止。各行二次開發(fā),構(gòu)建交互操作引擎如圖6所示。代最優(yōu)個(gè)體如圖7所示,各代對(duì)應(yīng)的適應(yīng)度值綜合表1遺傳操作相關(guān)參數(shù)設(shè)置評(píng)價(jià)值及用戶與設(shè)計(jì)師認(rèn)知的差異度變化曲線如圖種群規(guī)模評(píng)價(jià)者數(shù)量滿意8所示。對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析可知，交互進(jìn)化解碼過程自動(dòng)設(shè)計(jì)師編碼-叉變異滿意進(jìn)化人具有以下特征:初始化初始化方式用戶 設(shè)計(jì)師概率概率因子代數(shù)數(shù)量(1)進(jìn)化過程是收斂的數(shù)據(jù)表明 ,在交互進(jìn)化二進(jìn)制 82 0.80.150.9 20 3.解碼過程中方案評(píng)價(jià)值可能下降加圖8b) ,但適應(yīng)度值均呈增中國煤化工法有較好的全(4)結(jié)果分析局收斂性。YHCNM HG經(jīng)過9代進(jìn)化操作,得到第2,6和8代三個(gè)個(gè)(2)方案整體滿意度在提升圖8b所示為個(gè)體第4期楊延璞等:設(shè)計(jì)意圖驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)方法873 ;石商第0代第1代第2代第3代第4代適應(yīng)度值Fit(x)=3.10適應(yīng)度值Fit(x)=3.15適應(yīng)度值Fit(x)=3.30適應(yīng)度值Fit(x)=3.35適應(yīng)度值Fit(x)=3.45綜合評(píng)價(jià)值(x)=4. 05綜合評(píng)價(jià)值f(x)=4. 10綜合評(píng)價(jià)值f(x)=4.55綜合評(píng)價(jià)值(x)=4.25綜合評(píng)價(jià)值f(x)=4.25西京bdabdoao第5代第6代第7代第8代第9代，適應(yīng)度值Fiu(x)=3. 65適應(yīng)度值Fit(x)=3. 70適應(yīng)度值Fit(x)=3. 90適應(yīng)度值Fit(x)=3. 95適應(yīng)度值Fit(x)=4. 15綜合評(píng)價(jià)值f(x)=4.20綜合評(píng)價(jià)值f(x)=4.40綜合評(píng)價(jià)值f(x)=4. 60綜合評(píng)價(jià)值f(x)=4. 45圖7各代最優(yōu)個(gè)體4.2個(gè)5. 0r4.0.83.4警0.7-3.≤0.663. o0.58十234ζδ7893.872345678904123↓56789進(jìn)化代數(shù)七最大適應(yīng)度值一平均適應(yīng)度值十最大評(píng)價(jià)值十 平均評(píng)價(jià)值b圖8 進(jìn)化過程中的適應(yīng)度值、評(píng)價(jià)值與認(rèn)知差異度值最大評(píng)價(jià)值呈波動(dòng)的現(xiàn)象，原因是被試者對(duì)進(jìn)化新圖驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)過程,探討了基于交互式遺個(gè)體的評(píng)價(jià)值受主觀性與疲勞程度的影響,并非一傳算法的設(shè)計(jì)意圖求解流程。通過家用轎車前臉的直增加。而平均評(píng)價(jià)值逐漸增大,且逐漸接近目標(biāo).形態(tài)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了本文方法有助于設(shè)計(jì)師把握滿意度值,表明被試者對(duì)方案的整體滿意度在提升。用戶需求,減小用戶與設(shè)計(jì)師之間對(duì)產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)(3)能夠在一定程度上減小用戶和設(shè)計(jì)師的認(rèn)方案的認(rèn)知差異。然而,本文的研究還存在不足之知差異度圖8c所示為用戶與設(shè)計(jì)師的認(rèn)知差異處，例如用戶需求具有模糊性,無法準(zhǔn)確建立向產(chǎn)品度逐漸縮小，但這種差異不可能完全消除，且存在.形態(tài)元素的映射關(guān)系，尚需通過大量實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步將波動(dòng)用戶需求具體化。下一步研究將考慮采用客觀方式綜上可知,交互進(jìn)化解碼過程能夠在- -定程度建立用戶需求向設(shè)計(jì)需求意圖的映射機(jī)制,使設(shè)計(jì)上縮小用戶和設(shè)計(jì)師的認(rèn)知差異,生成滿足用戶和編碼意圖表達(dá)更為準(zhǔn)確有效。設(shè)計(jì)師需求的方案。第2,6和8代方案作為滿意解,可供設(shè)計(jì)師進(jìn)- - 步細(xì)化設(shè)計(jì)。參考文獻(xiàn):1] YANG Tsai-Lin, HO Ming Chyuan, LUH Ding Bang. 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