一种基于kansei-AD的激光增材制造装备情感融合设计优化方法技术

本发明专利技术涉及一种基于kansei‑AD的激光增材制造装备情感融合设计优化方法，属于制造装备设计技术领域。将感性工学与公理化设计域概念结合，对装备情感融合设计过程划分为四大设计域。通过感性语义实验在用户情感需求感性空间中筛选出重要用户需求。以此为基础分别实现用户域向功能域、功能域向物理域、物理域向过程域的映射关系转化。并采用信息公理检验方法筛选符合装备操作者情感需求的设计方案，实现装备人机交互设计过程与操作者心理情感需求有机结合。本发明专利技术使得激光增材制造装备情感设计因子可以准确表达与反应操作人员的感性需求；检验情感融合设计与用户需求的契合程度，帮助设计者准确把握情感设计方向，避免设计偏差与重复工作。

【技术实现步骤摘要】
一种基于kansei-AD的激光增材制造装备情感融合设计优化方法
本专利技术涉及一种基于kansei-AD的激光增材制造装备情感融合设计方法，属于制造装备设计

技术介绍
在目前的激光增材制造装备的工效学设计过程中，对于人机系统与交互的设计多数仍停留在满足功能认知层面的交互需求上；忽视操作者在情感认知层面的交互需求，导致激光增材制造装备人性化与舒适性差等宜人化设计问题日益突出。操作者对于激光增材制造装备已不满足于仅实现操作功能的需求，更加注重在交互过程中自身内心的满足感与舒适感。因此，研究如何将操作者的心理情感需求与激光增材制造装备人机系统的认知交互设计进行有效融合，实现激光增材装备的人性化，对提升激光增材制造装备的人机交互效率具有重要的现实意义。感性工学可以从人员感知层次与认知心理的角度，准确把握人员的心理情感因素，因而成为解决情感融合设计问题的最佳思路。目前，在应用感性工学方法探究产品情感融合设计与决策方面已形成较为成熟的研究思路，但是针对制造装备，特别是激光增材制造装备的情感融合设计研究仍鲜有耳闻；且由于传统感性工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于kansei-AD的激光增材制造装备情感融合设计优化方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1.依据公理化设计理论中的设计域概念，将情感融合设计过程划分为用户域、功能域、物理域和过程域；/nS2.获取激光增材制造装备操作人员在任务执行过程中的心理情感需求，并转化为用户情感需求感性空间，通过感性语义实验筛选最重要的用户需求；/nS3.将用户需求转化为装备情感融合重点设计需求，实现从用户域向过程域的需求映射；/nS4.根据满足装备操作者的情感融合重点设计需求，转化为装备具体设计要求，并对所产生结果进行独立公理检验，实现由功能域向物理域的映射；/nS5.根据装备具体设计要求，筛选出适合于装...

【技术特征摘要】
1.一种基于kansei-AD的激光增材制造装备情感融合设计优化方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.依据公理化设计理论中的设计域概念，将情感融合设计过程划分为用户域、功能域、物理域和过程域；
S2.获取激光增材制造装备操作人员在任务执行过程中的心理情感需求，并转化为用户情感需求感性空间，通过感性语义实验筛选最重要的用户需求；
S3.将用户需求转化为装备情感融合重点设计需求，实现从用户域向过程域的需求映射；
S4.根据满足装备操作者的情感融合重点设计需求，转化为装备具体设计要求，并对所产生结果进行独立公理检验，实现由功能域向物理域的映射；
S5.根据装备具体设计要求，筛选出适合于装备操作者情感需求的形态要素，提出具体的设计方案，依据信息公理筛选出最优的设计方案，实现物理域向过程域的映射，满足装备操作者的心理情感需求。


2.根据权利要求1所述的基于kansei-AD的激光增材制造装备情感融合设计优化方法，其特征在于，所述步骤S1中将情感融合设计过程划分为用户域、功能域、物理域和过程域，其基本原理为：情感融合设计的主要思路为“感性评价与设计意象的选取-意象与设计特征的映射-依据设计特征提出创新方案”，与公理化设计中“用户域-功能域-物理域-过程域”的设计思路相契合，且公理化设计理论中两大公理可有效检验情感融合设计思路的映射关系。


3.根据权利要求1所述的基于kansei-AD的激光增材制造装备情感融合设计优化方法，其特征在于，所述步骤S2中筛选最重要的用户需求，包括如下步骤：
S21.广泛收集调查装备图片与状态形容词汇，采用KJ法筛选出代表性图片与形容词汇，构建出装备情感融合设计感性空间；
S22.采用5点语义量表进行感性工学调查，量化构建的感性空间；
S23.采用语义因子分析法提取感性空间的公共因子，概括为装备操作者最重要的用户需求。


4.根据权利要求1所述的基于kansei-AD的激光增材制造装备情感融合设计优化方法，其特征在于，所述步骤S3中用户域向过程域的需求映射，采用粗糙AHP结合QFD方法实现映射关系的转化，具体过程为：
S31.将m名专家对用户需求的AHP评价矩阵整合为以相对重要性评分集合为矩阵元素的n维判断矩阵B



其中，为准则g与准则h之间的相对重要性集合，表示为
S32.将判断矩阵内相对重要性集合转化为粗糙集RN



其中，为的下限，为上限；
S33.构建粗糙判断矩阵M



其中，
S34.根据下列公式计算出用户需求的相对权重ai









ai＝a′i/∑a′i
S35.将装备用户需求、相对权重与装备设计需求导入QFD质量屋，分析合并简化，筛选出装备的重点设计需求。


5.根据权利要求4所述的基于kansei-AD的激光增材制造装备情感融合设计优化方法，其特征在于，所述步骤S32中相对重要性集合转化为粗糙集RN的方法为：设为空间U内全体元素类集合，Y是U的一个类别，其中对该集合内任一元素定义该集合的下近似为上近似为下极限为上极限为则：












其中，ML，MU为下近似集合与上近似集合的元素数量，...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜兴宇，王旭，刘丹，刘新昊，赵琛，赵文鹏，于沈虹，孙猛，刘伟军，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21