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龙图腾网获悉西北工业大学申请的专利一种基于用户认知的装配工艺物化设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN114881824B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-01发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210520793.4，技术领域涉及：G06Q50/20；该发明授权一种基于用户认知的装配工艺物化设计方法是由王淑侠;李江红;李汝鹏;张杰;魏兵钊;杨杰;曹志伟设计研发完成，并于2022-05-12向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于用户认知的装配工艺物化设计方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种用于辅助人工装配的装配工艺表达设计方法，具体为一种基于装配用户个体间认知差异的装配工艺物化设计方法。该方法首先通过分析用户工艺认知差异并挖掘其需求规律，确定装配工艺用户需求特征，并基于此对装配工艺进行物化设计，建立装配工艺物化指令库，为物化工艺指令推送辅助引导装配原型系统做理论和数据支撑；其次构建用户个体与物化工艺关联关系，开发基于用户认知差异的物化工艺指令推送辅助引导装配原型系统，完成对基于用户认知的装配工艺物化设计方法可用性和适用性的验证。以此使装配引导系统能够根据装配工人需求推送与其装配工艺认知水平相匹配的装配引导指令信息，准确减轻装配工人的认知压力，从而能进一步提高复杂重大产品人工装配过程的装配效率和装配质量。

本发明授权一种基于用户认知的装配工艺物化设计方法在权利要求书中公布了：1.一种基于用户认知的装配工艺物化设计方法，其特征在于：采用以下步骤： 步骤1：用户装配引导交互实验设计；借助用户交互实验方法比较用户个体间对装配工艺的认知差异，了解其对装配工艺表达需求，以用户经验水平和装配工艺表达方式为用户工艺认知差异预测因素而展开实验设计，分为5个子步骤： 步骤1.1：将用户经验水平分为新手用户和经验用户2种，装配工艺表达方式分为文字、图片、动画、视频4种； 步骤1.2：选定实验装配任务，并确定装配关键点，作为评判装配正确性的依据，同时通过以上4种方式表达装配任务的装配工艺，以对用户进行装配引导； 步骤1.3：以多因素重复测量实验为实验模型，进行实验组别设计；用户经验水平的影响通过组间设计进行研究，装配工艺指令表达方式的影响通过组内设计方法进行研究； 步骤1.4：对实验过程用户行为观察与记录方法、NASA-TLX调查问卷、兴趣倾向问卷以及深度访谈内容做出设计； 步骤1.5：设计用户装配引导交互实验实施流程，其流程为：1用户体验实验提前测试；2参试人员招募、分组、培训；3用户体验实验装配过程以及记录；4用户体验实验问卷填写；5用户体验实验深入访谈；6数据整理归纳； 步骤2：用户装配引导交互实验实施；根据步骤1.5实验流程，使不同经验水平用户进行装配交互体验实验，并从用户完成装配实验任务实验的装配时间、装配正确率、装配负荷兴趣倾向以及主观感受5个方面获取用户完成的实验任务数据；在实验实施过程中，通过用户行为观察与记录，获取装配用户装配过程中在装配时间、装配正确率以及操作行为上的客观表现；通过NASA-TLX调查问卷对装配用户在装配过程中装配负荷进行定量评估；通过兴趣倾向调查问卷和深度访谈获取装配用户对工艺表达方式喜好以及其对装配工艺指令表达体验感受； 步骤3：用户装配引导交互实验数据分析；采用重复试验分析模型分析不同经验水平用户对引导工艺指令的认知差异，通过分析2种经验水平用户分别在4种工艺指令表达方式条件下的表现，即装配用户完成实验任务的装配时间、装配正确率、装配负荷、兴趣倾向以及体验感受方面的主客观数据分析；主要分为3个子步骤： 步骤3.1：基于步骤2获取的实验数据利用SPSS使用一般线性重复测量数据分析模型分析不同经验水平的用户使用不同装配引导表达方式在装配时间、装配正确率、装配负荷、兴趣倾向方面是否存在显著性差异； 步骤3.2：通过两种对比方式对以上步骤2获取的装配时间、装配正确率、装配负荷主客观数据进行误差平均值比较，即2种不同经验水平用户分别在4种装配工艺指令的表达方式引导装配条件下的表现对比和在同一装配工艺指令的表达方式引导装配条件下2种经验水平用户分别完成装配任务的表现对比；同时在兴趣倾向选择方面，比较2种经验水平用户对表达方式倾向选择的次数； 步骤3.3：通过以上步骤3.1和步骤3.2的分析和对比结果，分别在装配时间、装配正确率、装配负荷、兴趣倾向方面得出新手用户和经验用户对4种表达方式引导装配效果的排序；在装配时间方面，引导装配的时间越短的表达方式越靠前，在装配正确率方面，引导装配的正确率越高的表达方式越靠前，在装配负荷方面，引导装配的负荷越小的表达方式越靠前，在兴趣倾向方面，对表达方式倾向选择的次数越多越靠前；在以上4个方面，当不同经验水平的用户使用不同装配引导表达方式具有显著性差异时，新手用户和经验用户对4种表达方式引导装配效果的排序不同，否则，相同； 步骤4：用户装配引导工艺指令需求分析；基于步骤3.3得出的结果结合用户的体验感受，从新手用户和经验用户对工艺指令表达的信息量和直观生动性两方面的需求做出分析，分为以下3个子步骤： 步骤4.1：装配正确率和装配时间是影响装配效率的重要因素，根据用户经验水平特点，新手用户应首先参考装配正确率方面的表现结果，经验用户则首先参考装配时间方面的表现结果； 步骤4.2：使参试用户对4种表达方式的信息量和直观生动性两方面进行评分，得出在信息量方面，4种表达方式都可以控制大小，在直观生动性方面，视频和动画的直观生动性最强；图片次之，文字最弱； 步骤4.3：结合用户体验感受，分析两种经验水平用户对工艺指令表达的信息量和直观生动性两方面的需求，得出新手用户对工艺指令表达的信息量需求较大，内容的直观性和生动性需求也比较强；经验用户在装配过程中所需引导工艺指令信息量和直观性均会相对减少，其与用户对装配操作的熟悉程度和用户喜好相关，也并非信息量越少越简洁越好的需求规律； 步骤5：基于不同经验水平装配用户对装配工艺需求规律，构建装配用户画像；依据装配操作者对装配操作的熟悉度对该用户群体分为低、中、高，而进一步将装配用户群体分为初、中、高三个装配用户层级；综合用户兴趣倾向对其进行描述，完成对装配工艺用户的画像构建，并根据用户画像从信息量大小、内容表达的直观生动性以及兴趣倾向的选择三方面确定不同层级用户对装配工艺指令表达的需求特征； 步骤6：装配工艺指令物化设计；基于步骤5各个层级装配用户对工艺指令表达的需求特征，结合步骤4.2装配工艺表达方式评估，获取装配知识、展开对装配工艺的物化设计，分为2个子步骤： 步骤6.1：通过装配工艺手册或装配现场教学方法获取装配知识，作为装配工艺物化设计面向对象； 步骤6.2：基于视觉语言感官性、功能性、关联性原则，对面向步骤5中不同层级用户对装配工艺指令表达的需求特征，结合步骤4.2装配工艺表达方式评估结果，设计相对应的装配工艺物化指令，构建装配工艺物化指令库； 步骤7：构建用户个体与物化工艺关联关系；设计用户水平测试，通过装配知识测试将用户分为初级、中级、高级，匹配与用户个体相对应的用户工艺需求特征，从而与步骤6.2中的装配工艺物化指令相关联； 步骤8：建立物化工艺指令推送原型系统；基于系统开发框架和用户个体与物化工艺的关联关系理论指导，从虚拟和物理环境两方面实现物化工艺指令推送系统平台搭建，并完成对基于用户认知的装配工艺物化设计方法可用性和适用性的验证。

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