汽车设计研究-王巍－基于案例的工业设计辅助系统在汽车设计方面的研究

在汽车外形设计应用研究基于案例的工业设计辅助系统（CBD）2005.03Cased-BasedIndustrialDesignSystemApplyingtoAutomobileFormDesign目录0、前期项目1、汽车外形设计的理论研究2、汽车外形设计的计算机辅助问题3、CBD于辅助汽车外形设计的构想0、前期项目0、前期项目a、完成多项汽车外形设计项目课题b、完成“十、五”攻关课题ICAID系统构建0、前期项目a、完成多项汽车外形设计项目课题（长丰猎豹、菱形车……）0、前期项目以长丰项目为例0、前期项目调研与分析概念构思建模与验证最终方案0、前期项目调研与分析概念构思建模与验证最终方案0、前期项目调研与分析概念构思建模与验证最终方案0、前期项目调研与分析概念构思建模与验证最终方案0、前期项目b、完成“十、五”攻关课题ICAID系统构建（2004年4月专题通过国家验收）0、前期项目0、前期项目在吸取前期项目经验的基础上，我们发现了以下问题：汽车外形设计，尤其是设计的前期阶段（概念设计）缺乏有效的辅助工具。工业设计的求解规则很大一部分是隐性的，很难显性化（formalize）。由于审美等方面的领域知识（domainknowledge）具有不精确性，在计算机辅助工业设计系统中，知识处理机制有其特殊性。1、汽车外形设计的理论研究1、汽车外形设计的理论研究a、影响造型的要素b、工业设计的认知过程和求解规则c、典型类产品的知识处理机制1、汽车外形设计的理论研究a、影响造型的要素1、汽车外形设计的理论研究1、汽车外形设计的理论研究SpeakingtheBuicklanguage:capturing,understanding,andexploringbrandidentitywithshapegrammarsJayP.McCormack，JonathanCagan，CraigM.VogelCarnegieMellon20041、汽车外形设计的理论研究TOWARDSTHESYNTHESISOFAESTHETICRODUCTFORMFromProceedingsofDETC'00ASME2000DesignEngineeringTechnicalConferencesandComputersandInformationinEngineeringConferenceStephenN.Smyth,DavidR.WallaceMIT1、汽车外形设计的理论研究汽车轮廓形态意象与区分特征关系之研究陈鸿源张育铭台湾成功大学20011、汽车外形设计的理论研究汽车轮廓形态意象与区分特征关系之研究陈鸿源张育铭台湾成功大学20011、汽车外形设计的理论研究汽车造型元素的理论模型赵江洪王巍20041、汽车外形设计的理论研究b、工业设计的认知过程与求解规则1、汽车外形设计的理论研究ProductDesignProcessFromProductDesignMikeBaxter1995丰田量产车设计流程FromToyotaTechnicalReview1、汽车外形设计的理论研究产品设计中信息的编码/解码过程朱上上，潘云鹤浙江大学2003产品设计中的求解过程宋慧军等

西安交通大学20031、汽车外形设计的理论研究两种典型设计思维过程的比较赵江洪，曾栋2005Top-downprocessing

Bottom-upprocessing

CreativethinkingprocessindesignFrom

RepresentationsofDesignThinkingYukariNAGAI,LindaANDY,ErnestEDMONDSTsukubaCollegeofTechnology20031、汽车外形设计的理论研究c、典型类产品的知识处理机制1、汽车外形设计的理论研究KnowledgelifecycleinproductlifecyclesKeiichiSattoIIT2000Usingmeta-knowledgewithinamultilevelframeworkforKBSdevelopmentROBERTT.PLANT,ROSEGAMBLEUniversityofMiami19971、汽车外形设计的理论研究元知识的提炼研究曾栋，赵江洪2004Meta-knowledgetoEncodeandDecodeProducts’DNAinKnowledgeLifecycleWangWei,ZhaoJianghongFromProceedingsofDeIdentitateInternationalConference，Rome20041、汽车外形设计的理论研究ICAID系统的知识处理机制赵江洪，王巍20042、汽车外形设计的计算机辅助问题2、汽车外形设计的计算机辅助问题a、计算机辅助手段在汽车外形设计的应用b、汽车造型问题域的CBD的理论2、汽车外形设计的计算机辅助问题a、计算机辅助手段在汽车外形设计的应用2、汽车外形设计的计算机辅助问题不同CAD系统的速度因子趋势G.Spur，F.L.Krause

2000应用系统扩展的分类G.Spur，F.L.Krause

2000

2、汽车外形设计的计算机辅助问题传统的CAx系统AliasStudioTools12.0计算机辅助汽车外形设计过程赵江洪，王巍20042、汽车外形设计的计算机辅助问题KBS系统实例2、汽车外形设计的计算机辅助问题AnEvolutionaryProductDesignSystemBasedonSynthesisModelStephenN.Smyth,DavidR.WallaceMIT20002、汽车外形设计的计算机辅助问题AGenerativeandEvolutionaryProductDesignSystemBasedonGeneticAlgorithmsFrazer,J.H.HongKongPolytechnicUniversity20022、汽车外形设计的计算机辅助问题基于神经网络的汽车车身美学评价系统黄向东广东工业大学

20012、汽车外形设计的计算机辅助问题b、汽车造型问题域与CBD理论2、汽车外形设计的计算机辅助问题TherelationshipbetweennoveltyandaestheticinautomobiledesignPeterCoughlan,RobertMashmanIDEOUniversityofCalifornia1999以汽车造型为代表的工业设计问题域是一个典型的病态结构域（ill-structureddomain）。由于审美领域知识的不精确性，以及设计思维的自身特点，导致合理的解空间的模糊性。2、汽车外形设计的计算机辅助问题AsampleofBuicks’shapegrammarcreatedtofillaspecifiedneed.(a,b)smallSUVs;(c,d)sportyBuicksandexplorationwiththehoodflowline;(e,f)largeluxuryvehicles;(g,h)angulardesignsusingBillMitchellerashapesJayP.McCormack，JonathanCagan，CraigM.VogelCarnegieMellon2004汽车造型“形状文法”（shapegrammar）的获取、表征和品牌形象特征的描述是具体性领域知识，即受具体情境限制、不可规则化的知识，也称情境知识。2、汽车外形设计的计算机辅助问题TheCBRcyclingAgnarAamodt,EnricPlazaUniversityofTrondheim1994基于案例的推理（CBR）作为一种以案例为知识载体的知识供应方法和派生类比推理的问题求解方法，是现代创新设计和智能CAD领域近的研究热点之一。2、汽车外形设计的计算机辅助问题DynamicMemoryTheory-MemoryStructuresCarlosRamirezUniversityofKent1997CBR的心理学基础是Schank的动态记忆理论Centraltasksthatallcase-basedreasoningmethodshavetodealwitharetoidentifythecurrentproblemsituation,findapastcasesimilartothenewone,usethatcasetosuggestasolutiontothecurrentproblem,evaluatetheproposedsolution,andupdatethesystembylearningfromthisexperience.2、汽车外形设计的计算机辅助问题CBD系统应用于产品变型设计过程赵继云钟廷修上海交通大学1999CBD（Case-basedDesign）是CBR理论应用于CAD领域的KBS系统。由于其科学思路和知识表达最接近汽车造型设计过程中，人的认知过程和设计思维过程模型，CBD特别适合揭示工业设计这个形象思维和逻辑思维并重的设计过程中与新方案产生有关的创新思维问题。3、CBD于辅助汽车外形设计的构想3、CBD于辅助汽车外形设计的构想（“863”在研项目）Atask-methoddecompositionofCBRAgnarAamodt,EnricPlazaUniversityofTrondheim19943、CBD于辅助汽车外形设计的构想应用于汽车外形设计的CBD系统的关键问题*Knowledgerepresentation

*Retrievalmethods

*Reusemethods

*Revisemethods

*Retainmethods

3、CBD于辅助汽车外形设计的构想KnowledgerepresentationDynamicMemoryModelCategory&ExemplarModel汽车造型案例的独特性不仅表现在一般知识（Generalknowledge）和领域知识（specificknowledge）两者之间关系复杂，且一般知识对于案例表达的支撑也是案例知识表达的难点之一。3、CBD于辅助汽车外形设计的构想Aretrievemodelbasedon“k-NearestNeighbor”methodcase1case2IndexN1IndexN2IndexN=f(x)(IndexN-1)Retrievalmethods案例检索可分为两大类：基于“语法”的案例检索和基于“语义”的案例检索。前者适合于领域知识匮乏（领域知识无法直接获取）的领域，后者适合于领域知识密集的领域。3、CBD于辅助汽车外形设计的构想Reusemethods

RevisemethodsRetainmethods案例重用的研究重点是：（1）目前案例与先前案例之间的差异；（2）案例的可用部分。汽车造型案例重用涉及到类特征的提取和重用，重用与差异性之间的关系是难点之一。案例修改研究包括两个子任务：1、评价重用案例，如果重用成功，储存新案例；2、基于领域一般知识和领域知识修补案例。案例修改是一个特