申请/专利权人：沈阳工业大学

申请日：2021-05-11

公开（公告）日：2024-03-29

公开（公告）号：CN113139297B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06F113/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.29#授权;2021.08.06#实质审查的生效;2021.07.20#公开

摘要：本发明涉及一种基于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。

主权项：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，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′iΣa′iS35.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，所述步骤S4中的独立公理检验，其判断原理为：依据独立公理公式FR＝A×DP，对功能需求与设计参数之间映射关系矩阵A的不同，判断装备情感融合设计是否契合与装备操作者的心理情感需求，将装备设计需求对应为功能需求FR，满足装备操作者情感的具体设计要求对应为设计参数DP，当二者之间独立性公理矩阵A为非耦合矩阵或准耦合矩阵时即为激光增材制造装备的情感化设计要求符合人员对装备的感性设计需求，所述步骤S5中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，应构建以装备形态要素为评价对象，以情感化设计要求为评价指标的评价矩阵并评分，以GRA-TOPSIS方法求解各形态要素的权重值即可筛选出满足人员心理情感需求的装备形态要素，具体步骤如下：S51.设原形态要素-设计要求评价矩阵为K,表示为如下形式： 其中，m为形态要素数量，n为设计要求数量，根据公式对矩阵K进行归一化处理，得到归一后的标准化矩阵，记为V， S52.判断标准化矩阵V中各列的最大值V+与最小值V-，分别组成正负理想解集合，并计算各形态要素与正负理想解的灰色关联系数rij+与rij-， 其中，ρ为分辨系数，在[0,1]内取值，当ρ0.5463是即可达到最优分辨率；R+与R-分别表示形态要素与正负理想解的灰色关联系数矩阵，S53.根据公式计算形态要素与正负理想解的灰色关联度，分别用ri+与ri-表示，根据公式计算各形态要素与正负理想解的接近程度；S54.将灰色关联度与接近程度进行无量纲处理，并进行整合 其中，α和β为反映形态要素与情感化设计要求之间的关注程度系数，通常取α＝β＝0.5，设Si为装备形态要素的最终得分，求出装备各形态要素的最终得分并对其进行比较，其中得分数值最高的形态要素即为满足人员心理情感需求的激光增材制造装备感性优化设计要素。

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