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工程设计学报
工程设计学报  2020, Vol. 27 Issue (6): 681-689    DOI: 10.3785/j.issn.1006-754X.2020.00.091
创新设计     
基于设计任务的概念设计中产品数字孪生模型的构建
白仲航1,2, 孙意为1,2, 许彤1,2, 丁满2
1.河北工业大学 国家技术创新方法与实施工具工程技术中心， 天津 300400
2.河北工业大学 建筑与艺术设计学院， 天津 300400
Construction of product digital twin model based on design task in conceptual design
BAI Zhong-hang1,2, SUN Yi-wei1,2, XU Tong1,2, DING Man2
1.National Engineering Research Center for Technological Innovation Method and Tool， Hebei University of Technology， Tianjin 300400， China
2.School of Architecture and Art Design， Hebei University of Technology， Tianjin 300400， China
 全文: PDF(5568 KB)   HTML
摘要： 在产品概念设计过程中，明确设计任务，应用数字孪生技术，可以更好地处理大量用户数据、监测功能运行和分析目标产品，促进设计方案的产生。首先，以设计任务为切入点，引入用户因素，集成任务分析法和情景分解法来分解设计任务，构建任务域任务流模型；其次，利用模糊综合评价法量化设计任务，明确设计任务，并对设计任务进行进一步分解，构建物理域实体任务情景模型；基于任务流的走向分析交互通道与虚拟域数据类型，构建虚拟域任务情景模型，完成基于设计任务的数字孪生模型的构建。最后，将这一方法应用于智能分类垃圾桶数字孪生模型的构建，拓展了数字孪生在概念设计中的应用。在产品概念设计阶段将用户因素融入设计任务中，可提高产品的设计质量。
Abstract: In the product conceptual design process, clearing design task and using the digital twin technology can better handle a large number of user data, monitor function operation, analyze target products, and promote the generation of design solutions. Firstly, the design task was taken as the entry point, user factors were introduced, task analysis method and scenario decomposition method were integrated to decompose the design task, and task flow models in the task domain was constructed. Secondly, the fuzzy comprehensive evaluation method was used to quantify the design task, clarify the design task, further decompose the design task, and the physical domain entity task scenario model was constructed. Based on the trend of task flow, interactive channels and virtual domain data types were analyzed to build the virtual domain task scenario model and complete the construction of digital twin model based on design task. Based on the direction of task flow, interactive channels and virtual domain data types were analyzed to build the virtual domain task scenario model and complete the construction of digital twin model based on design task. Finally, this method was applied to the construction of digital twinning model of intelligent classification trash can, which expanded the application of digital twinning in conceptual design. The design quality of product can be improved by integrating user factors into the design task during the conceptual design stage of products.
收稿日期: 2020-04-21 出版日期: 2020-12-25
CLC:  TH 122  
基金资助: 国家自然科学基金资助项目（51575158）；河北省引进留学人员资助项目（CL201706）
通讯作者: 丁满（1979—），女，黑龙江齐齐哈尔人，副教授，博士，从事智能设计、感性工学等研究，E-mail：     E-mail: dingman@hebut.edu.cn
作者简介: 白仲航（1978—），男，河北承德人，副教授，博士，从事创新设计、功能设计等研究，E-mail：baizhonghang@hebut.edu.cn，https://orcid.org/0000-0001-6655-3730；
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引用本文:

白仲航, 孙意为, 许彤, 丁满. 基于设计任务的概念设计中产品数字孪生模型的构建[J]. 工程设计学报, 2020, 27(6): 681-689.

BAI Zhong-hang, SUN Yi-wei, XU Tong, DING Man. Construction of product digital twin model based on design task in conceptual design. Chinese Journal of Engineering Design, 2020, 27(6): 681-689.

链接本文:

https://www.zjujournals.com/gcsjxb/CN/10.3785/j.issn.1006-754X.2020.00.091    或    https://www.zjujournals.com/gcsjxb/CN/Y2020/V27/I6/681

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