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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:吳歲安
研究生(外文):Sui-An Wu
論文名稱:電腦輔助設計系統之研究-以登山自行車設計為例以登山自行車設計為例
論文名稱(外文):A Study on Computer Aided Design System-with the Mountain Bike Design as an Example
指導教授:廖學書廖學書引用關係
指導教授(外文):Hsueh-Shu Liao
學位類別:碩士
校院名稱:華梵大學
系所名稱:工業設計系碩士班
學門:設計學門
學類:產品設計學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2005
畢業學年度:93
語文別:中文
論文頁數:203
中文關鍵詞:電腦輔助設計資料庫系統意象語彙登山自行車設計
外文關鍵詞:CADDatabase SystemImage WordMountain Bike Design
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自行車整車設計的流程會因公司的型態、經驗、習慣而有所不同,尤其以2D設計為主的開發模式,較無法符合如今快速且競爭的需求。本研究針對登山自行車這項產品,提出整個自行車開發模式的改善,利用3D模型的建構,以及資料庫管理系統的應用,協助設計師快速的達成設計需求。並提供初期整車設計圖,做為自行車開發初期之設計檢討或選案的依據,以提昇設計開發之效益,期能對自行車業界有所貢獻。
研究的結果,可歸納出以下幾點結論:
(1)經由問卷調查所獲得的自行車造型與意象語彙之認知關聯,將有助於設計師更了解產品造型敍述與圖形的認知情形,以設計出更能符合需求的產品。
(2)本研究以3D建構自行車模型,並設定車架造型設計參數之多重組合,使得自行車設計更彈性化,可因應目前競爭且多變的市場需求。
(3)簡單的操作界面,即能達成輔助設計的目的,將有效地簡化自行車開發流程。
(4)透過資料庫的建立,將整個設計資訊經由查詢即可取得,能免除設計師做資料蒐集的時間浪費,提昇整個設計開發的效率。
(5)本研究所建構的設計資訊系統,有效的協助設計師快速的達成設計需求。並提供初期整車設計圖,做為自行車開發初期之設計檢討或選案的依據,改善了整個自行車開發模式,達成提昇開發效益的目的。
(6)自行車業界對於工業設計應用在開發設計流程之頻率並不高,故本系統導入感性語彙於自行車設計上,提昇設計開發的品質及速度,並縮短設計師與消費者之認知距離,讓產品設計能更接近消費者的需求,走向以『消費者導向』的目標。
The process of designing bicycles will be different because of companies’ types in business organization, experience, as well as algorithm in new product development. Particularly, 2D software based development procedures are unable to quickly correspond to recent competitive needs of current industry. This study is aimed at improving the holistic development model for mountain bike design. By means of 3D model making and the use of data bank, designers can get helps in need and finish blueprints of bicycles to be the foundation for further idea evaluation and screening. It has benefits on design, and hopes to do bicycle industry good.
The author came to the following conclusions:
1.By questionnaires, the ideas of bicycles’ style and Image Word can help designers realize the description of product and cognition, and then design more necessary ones.
2.This study constructs 3D models of mountain bikes, and defines multiple structural combinations through parameters of mountain bike frames. Therefore, designing bicycles can be more flexible to fit competitive and changeable marketability.
3.The simple user interface can help designers reach their goals in CAID, simplifying the process of mountain bike design.
4.By means of data bank construction, related design information can be easily accessed, thus saving designers a lot of time in collecting data, and enhancing the efficiency of new mountain bike design.
5.The database system provided by this study can help designers reach their design goals rapidly and provides basic blueprints, enhancing the effectiveness of the holistic mountain bike development procedure.
6.For bike companies, the use of industrial design isn’t frequent. The introduction of Kansei words for bike design can improve the design quality and shorten the lead time. Especially, it will help bring designers and customers closer in perceptions of product form styles. Therefore, the final design can really meet the requirements and reach the goal of consumer-oriented design.
目錄
誌謝-----------------------------------------------------------------I
中文摘要------------------------------------------------------------II
英文摘要------------------------------------------------------------IV
目錄----------------------------------------------------------------VI
表目錄---------------------------------------------------------------X
圖目錄--------------------------------------------------------------XI
第1章 緒論-----------------------------------------------------------1
1.1 研究動機---------------------------------------------------------1
1.2 研究目的---------------------------------------------------------2
1.3 研究範圍---------------------------------------------------------3
1.4 研究架構與流程圖--------------------------------------------------4
第2章 文獻探討--------------------------------------------------------8
2.1 電腦輔助設計(Computer Aided Design,CAD) -------------------------8
2.1.1 CAD(Computer Aided Design,CAD)的發展起源-----------------------9
2.1.2 工程設計與電腦輔助設計之定義------------------------------------11
2.2 電腦輔助工業設計在產品開發所扮演的角色-----------------------------15
2.2.1 電腦輔助造形設計探討--------------------------------------------15
2.2.1.1 幾何模式建構-------------------------------------------------16
2.2.1.2 產品造形的建構-----------------------------------------------18
2.2.2 產品開發程序的電腦運用------------------------------------------20
2.3 產品意象的認知---------------------------------------------------23
2.3.1 產品意象的認知過程---------------------------------------------24
2.3.2 認知心理的理論架構---------------------------------------------25
2.3.3 型態辨認理論研究-----------------------------------------------28
2.4 資料庫系統-------------------------------------------------------30
2.4.1 資料庫模型-----------------------------------------------------31
2.4.2 資料庫管理系統-------------------------------------------------35
2.4.3 資料庫系統的優缺點---------------------------------------------38
2.5 產品設計資訊-----------------------------------------------------42
2.5.1 產品設計資訊定義-----------------------------------------------42
2.5.2 設計資訊處理的過程---------------------------------------------43
2.5.3 設計資訊現況分析-----------------------------------------------43
2.5.4 產品資料管理系統-----------------------------------------------45
2.6 自行車設計及其人因工程--------------------------------------------47
2.6.1 自行車之構成---------------------------------------------------47
2.6.2 自行車產品分類-------------------------------------------------48
2.6.3 車架分類------------------------------------------------------50
2.6.4 人體尺寸和自行車之關係------------------------------------------53
2.6.5 自行車重要尺寸設計---------------------------------------------57
2.6.6 踏板間隙(Pedal Clearance)法規條件------------------------------64
2.7 相關自行車研究文獻探討--------------------------------------------66
第3章 專訪之實施-----------------------------------------------------71
3.1 訪談內容之形成---------------------------------------------------71
3.2 訪談之執行-------------------------------------------------------71
3.3 訪談對象--------------------------------------------------------72
3.4 訪談內容之整理---------------------------------------------------73
3.5 訪談之資料整理與歸納----------------------------------------------79
第4章 自行車設計實務流程----------------------------------------------81
4.1 設計實務流程-----------------------------------------------------81
第5章 問卷調查與分析-------------------------------------------------86
5.1 自行車意象語彙之萃取----------------------------------------------86
5.1.1 實驗目的------------------------------------------------------86
5.1.2 實驗對象------------------------------------------------------86
5.1.3 實驗步驟------------------------------------------------------87
5.1.4 結果分析------------------------------------------------------87
5.2 自行車實驗樣本之萃取----------------------------------------------89
5.2.1 實驗目的------------------------------------------------------89
5.2.2 實驗樣本之萃取-------------------------------------------------89
5.3 自行車意象語彙評量問卷--------------------------------------------91
5.3.1 問卷之目的-----------------------------------------------------91
5.3.2 實驗對象------------------------------------------------------91
5.3.3 實驗步驟------------------------------------------------------92
5.3.4 結果分析------------------------------------------------------92
第6章 自行車3D模型建構-----------------------------------------------95
6.1 自行車之重要零組件及其尺寸之關係-----------------------------------97
6.2 造型多重組合之架構----------------------------------------------101
6.3 自行車3D模型建構實例--------------------------------------------102
6.3.1 車架(Frame) -------------------------------------------------102
6.3.2 立管(Stem) --------------------------------------------------104
6.3.3 握把(Handle Bar)及握把護套(Grip) -----------------------------106
6.3.4 傳動組(Transmission Parts) ----------------------------------106
6.3.5 座墊及座管(Seat & Seat Turb) ---------------------------------108
6.3.6 車輪組(Wheel Parts) -----------------------------------------109
6.3.7 前叉(Fork) --------------------------------------------------110
6.3.8 整車3D造型組合圖----------------------------------------------113
第7章 電腦輔助設計資訊系統-------------------------------------------114
7.1 電腦輔助設計資訊系統之開發流程------------------------------------114
7.2 資料庫系統建構--------------------------------------------------116
7.3 操作界面設計----------------------------------------------------117
7.4 設計資訊系統評量------------------------------------------------128
7.4.1 評量目的-----------------------------------------------------128
7.4.2 評量問卷設計--------------------------------------------------128
7.4.3 評量對象-----------------------------------------------------129
7.4.4 評量步驟-----------------------------------------------------130
7.4.5 評量問卷結果分析----------------------------------------------130
7.4.6 專家評量之看法及建議-------------------------------------------131
第8章 結論與建議----------------------------------------------------133
8.1 結論-----------------------------------------------------------133
8.2 建議-----------------------------------------------------------134
8.3 後續研究建議----------------------------------------------------135
參考文獻-----------------------------------------------------------136
附錄1受訪公司基本資料------------------------------------------------142
附錄2自行車整車設計訪談內容大綱---------------------------------------143
附錄3整車Layout設計流程圖(一)----------------------------------------144
附錄4整車Layout設計流程圖(二)----------------------------------------145
附錄5整車Layout設計流程圖(三)----------------------------------------146
附錄6 A公司訪談部分內容----------------------------------------------147
附錄7 B公司訪談部分內容----------------------------------------------150
附錄8 C公司訪談部分內容----------------------------------------------152
附錄9 D公司訪談部分內容----------------------------------------------154
附錄10 E公司訪談部分內容---------------------------------------------157
附錄11自行車意象語彙問卷---------------------------------------------161
附錄12自行車意象語彙評量問卷-----------------------------------------162
附錄13綜合評量統計直條圖---------------------------------------------165
附錄14造型與意象語彙之相對比重---------------------------------------173
附錄15受訪專家背景資料表---------------------------------------------175
附錄16設計資訊系統評量-----------------------------------------------176
附錄17設計資訊系統程式碼---------------------------------------------178

表目錄
表2.1自行車構成之分類------------------------------------------------47
表2.2美國自行車市場習慣分類-------------------------------------------48
表2.3日本工業標準JIS D 9111分類參考-----------------------------------49
表2.4歐洲自行車市場習慣分類-------------------------------------------50
表2.5車架幾何形狀分類圖形表-------------------------------------------50
表2.6依作動樞軸的固定方式之分類圖形表----------------------------------52
表2.7依外筒的固定方式之分類圖形表--------------------------------------52
表2.8依身高所對應之人體各部尺寸統計值----------------------------------56
表2.9全避震車--------------------------------------------------------56
表2.10 Cross Country------------------------------------------------57
表2.11路跑車--------------------------------------------------------57
表3.1受訪公司相關資料------------------------------------------------72
表4.1標稱車輪直徑對應標稱車架尺寸設計範圍------------------------------83
表5.1 60對意象語彙得分表---------------------------------------------88
表5.2 24對形容自行車之意象語彙----------------------------------------89
表5.3意象語彙與自行車造型之認知關聯對應表------------------------------93
表6.1 19"車架尺寸調查值(一)(汪志平,1997)-----------------------------96
表6.2 19"車架尺寸調查值(二)(汪志平,1997)-----------------------------97
表7.1評量問卷統計分析-----------------------------------------------130


圖目錄
圖1.1研究架構流程圖---------------------------------------------------6
圖1.2自行車造型與意象語彙之認知關聯性流程圖------------------------------7
圖2.1傳統程式與知識型設計系統比較表------------------------------------11
圖2.2工程設計的程序圖------------------------------------------------13
圖2.3機械工程設計的設計流程圖-----------------------------------------14
圖2.4可被視為三種不同實體的線架構模型----------------------------------17
圖2.5 CSG系統的『布林運算模式』圖示-----------------------------------19
圖2.6 B-rep系統架構--------------------------------------------------20
圖2.7一般產品開發流程------------------------------------------------22
圖2.8 Roche Harkins 產品開發設計程序圖--------------------------------23
圖2.9訊息處理模式的階段-----------------------------------------------25
圖2.10人類認知模式---------------------------------------------------27
圖2.11資料庫系統-----------------------------------------------------30
圖2.12階層式資料庫模型-----------------------------------------------32
圖2.13多對多關聯性---------------------------------------------------32
圖2.14網路式資料庫模型-----------------------------------------------33
圖2.15關聯式資料庫模型-----------------------------------------------34
圖2.16關聯式資料庫模型範例--------------------------------------------35
圖2.17作業系統和應用程式之關係----------------------------------------35
圖2.18騎乘姿勢圖示---------------------------------------------------54
圖2.19尺寸與安全-----------------------------------------------------54
圖2.20人車介面圖-----------------------------------------------------55
圖2.21整車設計尺寸圖示-----------------------------------------------57
圖2.22操縱性能相關幾何圖示--------------------------------------------60
圖2.23踏板間隙法規條件(一)--------------------------------------------65
圖2.24踏板間隙法規條件(二)--------------------------------------------65
圖2.25自行車整車設計計劃圖--------------------------------------------68
圖4.1自行車設計實務流程圖---------------------------------------------82
圖5.1 28部登山自行車實驗樣本圖片--------------------------------------90
圖5.2自行車造型偏好度統計圖-------------------------------------------94
圖6.1自行車造型之『S09』---------------------------------------------96
圖6.2造型多重組合之架構圖--------------------------------------------101
圖6.3車架之線架構圖示-----------------------------------------------103
圖6.4車架之3D實體模型圖---------------------------------------------103
圖6.5車架之族表(Family Table)功能設定圖示----------------------------104
圖6.6立管(Stem)2D圖示-----------------------------------------------104
圖6.7立管之3D實體模型圖---------------------------------------------105
圖6.8立管之族表(Family Table)功能設定圖示----------------------------105
圖6.9握把(Handle Bar)及握把護套(Grip)之3D實體模型圖------------------106
圖6.10傳動組(Transmission Parts)之3D實體模型圖-----------------------108
圖6.11座墊及座管(Seat & Seat Turb)之3D實體模型圖---------------------109
圖6.12車輪組(Wheel Parts)之3D實體模型圖------------------------------110
圖6.13前叉(Fork)之3D實體模型(一) -----------------------------------111
圖6.14前叉(Fork)之3D實體模型(二) -----------------------------------112
圖6.15前叉(Fork)之3D實體模型(三) -----------------------------------112
圖6.16整車3D造型組合圖----------------------------------------------113
圖7.1自行車電腦輔助設計資訊系統流程圖---------------------------------115
圖7.2資料庫建構模型(一)---------------------------------------------116
圖7.3資料庫建構模型(二)---------------------------------------------117
圖7.4設計資訊系統之系統流程圖頁面-------------------------------------118
圖7.5設計資訊系統之說明頁面------------------------------------------118
圖7.6設計資訊系統之意象語彙頁面--------------------------------------119
圖7.7設計資訊系統之車架型態頁面--------------------------------------121
圖7.8『S09』車架型態放大圖-------------------------------------------121
圖7.9設計資訊系統之車架標稱尺寸設定頁面-------------------------------122
圖7.10設計資訊系統之輪徑設定頁面-------------------------------------123
圖7.11設計資訊系統之車架重要尺寸設定頁面------------------------------124
圖7.12重架重要尺寸未完成選擇之警告視窗--------------------------------124
圖7.13設計資訊系統之前叉型式選擇頁面----------------------------------125
圖7.14設計資訊系統之初期整車設計圖頁面--------------------------------126
圖7.15整車設計放大圖------------------------------------------------127
圖7.16開啟ProductView Express後之界面型態 --------------------------127
參考文獻
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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