[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

说明书

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。

技术领域

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方法，属于制造装备设计技术领域。

背景技术

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；且由于传统感性工学方法依据经验进行设计要素的提取与转化，对设计者把握需求的能力要求偏高，易产生主观性偏差。具体地，激光增材制造装备的情感融合设计存在如下问题待解决：

(1)在将人员的情感因子转化为激光增材制造装备设计因子的过程中，目前仍然要依靠设计人员的经验实现产品因子的转化，主观随意性较强；缺乏可以准确表达与反映情感因素与设计要素关系的方法，装备的设计因子难以准确反映操作人员的感性需求。

(2)由于激光增材制造装备的情感设计要素较为复杂，在设计方案完成进入验证阶段时，一旦结果不符合预期，需要耗费较多的时间与精力进行修正。

公理化设计是一种引导设计人员将产品功能与产品设计参数通过映射手段进行产品功能设计或指导设计者作出正确决策的方法。依据设计过程中的独立公理与信息公理，设计人员可以检验设计的有效性，使产品真实反映用户的需要，并对产品设计进行一定的创新。目前公理化设计的应用主要集中于制造装备的功能性设计中，如何合理地在激光增材制造装备的情感融合设计中延伸应用公理化设计理论是一项具有研讨意义的问题。

发明内容

本发明旨在提供一种基于kansei-AD(感性Altium Designer)的激光增材制造装备情感融合设计优化方法，以解决激光增材制造装备当前突出的忽视操作者心理情感需求，人性化设计水平偏低的问题。

为实现上述目的，本发明通过以下步骤实现：

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。