[发明专利]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

权利要求书

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a_i

a_i＝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，M_L，M_U为下近似集合与上近似集合的元素数量，基于此，的粗糙数形式可表示为

6.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。