產(chǎn)品設(shè)計中的知識流理論與方法研究.pdf

1、在激烈的市場競爭中，持續(xù)、快速地進行產(chǎn)品創(chuàng)新是企業(yè)提升競爭能力的主要途徑。產(chǎn)品創(chuàng)新由產(chǎn)品設(shè)計所決定，產(chǎn)品設(shè)計是知識高度密集型的智力活動，具有社會性、技術(shù)性和認知性的特征。設(shè)計活動本質(zhì)上是設(shè)計知識流動的過程，而設(shè)計知識流動則是設(shè)計知識從不完整的狀態(tài)向相對完整的狀態(tài)進化的過程。設(shè)計知識流理論與技術(shù)研究不僅是現(xiàn)代設(shè)計理論發(fā)展的一個前沿領(lǐng)域，而且對于支持產(chǎn)品創(chuàng)新具有重要的現(xiàn)實意義。
　　 本論文以設(shè)計知識流理論和方法為主題，以現(xiàn)代設(shè)計對

2、分布式資源環(huán)境的依賴為背景，從設(shè)計知識流的理論基礎(chǔ)、認知模型、動力學(xué)以及控制方法四個方面進行研究，并結(jié)合企業(yè)對發(fā)動機中活塞組缸套系統(tǒng)摩擦學(xué)設(shè)計的需求對上述理論進行應(yīng)用研究。全文的主要研究工作可以概括為以下方面：
　　 1.研究了設(shè)計知識流的基礎(chǔ)理論。從現(xiàn)實背景和理論背景角度分析了論文研究工作的價值所在，界定了設(shè)計知識流理論研究中的若干基本概念，評述了相關(guān)理論研究進展與存在的不足之處；分析了現(xiàn)代設(shè)計的基本屬性，分析了研究設(shè)計知識流

3、的必要性，探討了設(shè)計知識流中設(shè)計知識的內(nèi)涵、基本特征和分類，基于設(shè)計知識流的框架提出并分析了設(shè)計知識流研究中的若干基本問題。
　　 2.探索了設(shè)計知識流的認知建模方法。提出了針對設(shè)計知識流的意圖-功能-原理-結(jié)構(gòu)-行為(即PFWSB本體模型，以下同)本體模型，對模型中的關(guān)鍵概念--意圖、功能、原理、結(jié)構(gòu)、行為、約束和環(huán)境進行了定義和分析，對概念間的關(guān)系進行了描述?；谠撃Ｐ吞剿髁嗽O(shè)計知識流過程建模方法，并分別針對第一類和第二類知

4、識流進行了描述。針對設(shè)計參與者之間存在認知差異的特點，提出了基于PFWSB本體模型的設(shè)計知識表示方法并給出了相關(guān)示例。
　　 3.采用類比研究方法建立了設(shè)計知識流動力學(xué)分析模型，從理論和實證的角度分析了設(shè)計知識流中存在的驅(qū)動力和阻力。在對現(xiàn)代設(shè)計理論深入理解的基礎(chǔ)上，分析了設(shè)計知識流的驅(qū)動力和阻力因素，觀察和調(diào)查了一批設(shè)計案例，組織并完成了針對設(shè)計管理者以及設(shè)計工程師的訪談和大量問卷調(diào)查，在理論和實證分析的基礎(chǔ)上提出了減小設(shè)計知

5、識流阻力的策略和建議。
　　 4.提出了面向產(chǎn)品設(shè)計的知識流控制策略與方法。根據(jù)Petri網(wǎng)基本原理，提出了設(shè)計知識流網(wǎng)概念，構(gòu)建了多維設(shè)計知識流分析矩陣(MMKFA)。運用矩陣方法并結(jié)合設(shè)計者特征模型分析產(chǎn)品設(shè)計中可能出現(xiàn)的知識流阻力并預(yù)先對其進行控制，保證了產(chǎn)品設(shè)計中知識流動的性能。提出了面向知識服務(wù)的設(shè)計知識流引擎概念，采取實證研究方法獲取用戶對設(shè)計知識流引擎的功能需求，以用戶實際需求為出發(fā)點，提出了設(shè)計知識流引擎的基本功

6、能架構(gòu)并對其進行實現(xiàn)，以控制分布式資源環(huán)境中的設(shè)計知識流，從而解決了基于分布式資源環(huán)境開展產(chǎn)品設(shè)計無法形成有效知識流的難題。
　　 5.結(jié)合具體項目對設(shè)計知識流理論研究進行應(yīng)用。以企業(yè)提出的針對某型號內(nèi)燃機降低摩擦功耗并保證可靠性的摩擦學(xué)設(shè)計項目為實踐對象并結(jié)合國家自然科學(xué)基金項目，通過我們所開發(fā)的內(nèi)燃機活塞組件-缸套-連桿-曲軸系統(tǒng)全生命期性能數(shù)字樣機(ICLPDP軟件)獲取了活塞裙部摩擦學(xué)設(shè)計中的新知識，在運用已有知識和獲取