基于聚类和深度信念网络的众创设计方案评价方法研究

发布时间：2020-08-14 19:17

【摘要】：设计方案评价是产品设计过程中决定产品设计方向和最终形态的关键环节。随着“互联网+”概念的提出,众创设计模式得到了快速发展。相较于传统设计方案而言,众创设计方案具备数量大、表现形式种类多和相似性高的特点,使得众创设计方案评价非常困难,对众创设计方案进行快速评价变的愈发重要。本文分析了众创设计方案表现形式,提出了众创设计方案的评价指标选取与权值分配方法;将深度信念网络应用于众创设计评价中,建立了众创设计方案评价模型;考虑了众创设计方案数据分布规律,提出基于聚类的众创设计方案评价方法,在训练集构建的过程中进一步提高评价效率;开发了复杂定制装备众创设计平台,并采用注塑机注射部件的众创设计方案评价实例验证了本文方法的有效性。本文共分为六章,主要内容如下:第一章介绍了产品设计的发展和设计方案评价的国内外研究现状,阐述了本文的研究背景并给出了本文的主要研究内容和组织框架。第二章分析了众创设计方案表现形式,给出了评价指标选取与权值计算的方法。分析了众创设计方案的表现形式,采用评价指标对众创设计方案进行一致性建模;考虑了评价指标的从属关系,采用层次分析法计算各评价指标的权值分配;采用改进的9段法优化众创设计方案评价过程,提出了众创设计方案评分的加权求和法,以量化的评分结果作为众创设计方案的排序指标。第三章构建了用于众创设计方案评价的深度信念网络模型。采用离差标准化法对众创设计方案数据集预处理,消除各评价指标数据量纲,使其符合模型的输入规则;制定了确定深度信念网络隐含层的个数与隐含层节点数的实验流程,给出了网络结构的权值初始化方式和学习率动量的取值;采用对比散度法对模型结构进行预训练,反向传播算法进行调优,得到用于众创设计方案评价的模型。第四章提出了基于聚类的众创设计方案评价方法。分析了评价模型的不足,提出采用k-medoids聚类方法对众创设计方案数据进行聚类分析,获取数据的分布规律;采用抽样的方法,在聚类后的结果中提取k个中心点元素作为特征方案,进行人工评价,学习评价规则;分析了评价指标的取值特点,用数据仿真方法构造深度信念网络评价模型的训练集,优化现有的训练集构造方法,提高众创设计方案评价过程的整体效率。第五章介绍了基于本文理论和方法开发的复杂定制装备众创设计网络平台,并以注塑机注射部件为实例,验证了本文理论及方法的有效性。第六章对本文的主要研究工作和成果进行了总结,并在此基础上对后续研究内容进行了展望。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP393.09;TB472
【图文】：

模式图,模式图,群体

出的过程。首先，企业或个人通过互联网创新平台发布众创设计任务；其次，创客群体逡逑通过众创设计平台获取设计任务信息，参与设计，展示并分享设计方案；最后，评价团逡逑体对众创设计方案进行筛选，获得有效的设计信息，为新产品的开发提供设计思路。逡逑在众创设计的过程中，从众创设计的组成成分分析，它有五大要素：设计群体、创逡逑意收集群体、众创平台、众创设计任务和众创设计方案。其中设计群体可以分成两类，逡逑在当前设计任务下具有专业设计知识的精英设计者和不具备相关专业知识的普通设计逡逑者。前者能够在在专业领域给予设计思维信息，后者在开放型的设计任务中更加活跃。逡逑创意收集群体主要指发布众创设计任务的企业和个人，一般企业和个人的需求有较大区逡逑另１Ｊ，主要体现在发布的众创设计任务和对设计解决方案的完成度的要求中。逡逑众创平台是为设计群体和创意收集群体提供信息交互的平台，平台拥有的设计群体逡逑数量越大，众创设计的结果数量越多。众创设计任务是由创意收集群体在众创平台上发逡逑布的设计任务，按创新程度可以分为完全创新型设计任务和改进型设计任务，按设计方逡逑企业或个邋＠逡逑

模式图,模式图,流程图,方案

图２－２众创设计流程图逡逑２．２．２众创设计方案表现形式逡逑

层次结构图,方案评价指标,部件设计,注塑机

使评价工作更为具体。同时，层次分析法在对评价指标的权值计算有着科学的方逡逑法，使评价结果更加客观。逡逑使用层次分析法对注塑机注塑部件进行评价建立的层次结构图如图２－３所示。逡逑Ｈ邋＾逦｜选出最优注塑部件逡逑曰怀N襄沃诖瓷杓品桨稿义希翦澹徨谓峁剐灾副辏茫戾问褂眯灾副辏茫插尉眯灾副辏茫冲慰煽啃灾副辏茫村义献荚虿悖哄义希矿犯嗣逯本叮拢卞五危浚纬踔梅延霉收下剩拢保矗义献幼急矗什悖哄危矿犯思樱缍纬叽珏邋巫⑸渲柿浚拢峰巍浚巯呋し延茫拢保插危弑讣點酆氖保拢保担义狭盥莞搜共ザ纬叽珏危叱В昀觯危蹋辍掊义希柯莞司虺叽纾卞危蓿蓿猓裕蒎义希垮逖鞲顺ざ儒危籮#杆转速逡逑逦Ｂ５逦邋！逦Ｂ１０逡逑图２－３注塑机注塑部件设计方案评价指标图逡逑１７逡逑

【参考文献】