基于复杂网络的产品造型设计决策演化研究

作     者：雷紫荆 

作者单位：长安大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杨延璞;许亚楠

授予年度：2023年

学科分类：1305[艺术学-设计学（可授艺术学、工学学位）] 13[艺术学] 

主      题：工业设计 产品造型设计 设计决策 直觉模糊数 复杂网络 意见动力学 共识达成 

摘      要：随着社会工业化和信息化的发展,工业设计已经进入一个新的发展阶段。其设计原则从艺术与技术的结合发展到目前考虑多元化深层次的科学设计系统。产品造型设计是产品开发活动中的重要环节之一,不仅能够让产品摆脱功能同质化,同时也能辅助传达产品价值、塑造不同的情感体验。由于产品设计越来越趋向于复杂化,建立科学全面的设计方案决策体系以替代单凭经验和直觉的方案选择方法变得日趋重要。然而,由于产品造型设计中决策环境的模糊性、决策群体认知的差异性等因素会影响到决策的准确性与一致性,由此产生不合理的设计决策可能导致产品研发失败。针对以上问题,本文利用直觉模糊数表达决策者偏好信息,建立了双路径反馈共识模型,提出了基于复杂网络的产品造型设计决策演化系统。主要研究内容如下:(1)对产品造型设计决策的基础理论进行了研究。从产品造型设计、设计决策、复杂网络和意见演化四方面探讨了产品造型设计决策的相关理论,阐述了产品造型设计过程,确定了设计决策信息表达、处理和构建复杂网络所使用的理论方法,为设计决策演化模型奠定了基础。(2)构建了基于信任关系的产品造型设计决策网络。分析了产品造型设计决策问题的特点,通过网络层次分析法(Analytic Network Process,ANP)确定属性权重,以直觉模糊数描述决策信息。基于以信任关系为基础的混合信任网络,构建了以偏好相似度作为节点连接条件,以专家权重、节点关联度为点权和边权的产品造型设计决策复杂网络。(3)构建了产品造型设计决策演化模型。结合产品造型设计决策网络和VIKOR法构建产品造型设计决策演化系统,引入双路径共识反馈机制驱动复杂网络演化更新,当群体观点高度统一时,输出反映集体决策意见的聚合决策矩阵。然后采用VIKOR法对方案集进行优劣排序,经过深化设计后输出最终方案,完成产品造型设计决策演化过程。最后,以家用消毒机为实例,对产品造型设计决策演化系统的合理性与科学性进行验证。并基于MATLAB平台开发了产品造型设计决策演化系统并进行了实验与分析。论文研究有助于减少产品造型设计决策的不确定性和模糊性,促进决策专家群体间的信息共享,以动态演化的方式提高决策群体对设计方案认知的一致性,进而实现产品设计决策质量的提升,保障产品开发过程的顺利进行。