產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的知識(shí)流理論與方法研究.pdf

1、在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，持續(xù)、快速地進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新是企業(yè)提升競(jìng)爭(zhēng)能力的主要途徑。產(chǎn)品創(chuàng)新由產(chǎn)品設(shè)計(jì)所決定，產(chǎn)品設(shè)計(jì)是知識(shí)高度密集型的智力活動(dòng)，具有社會(huì)性、技術(shù)性和認(rèn)知性的特征。設(shè)計(jì)活動(dòng)本質(zhì)上是設(shè)計(jì)知識(shí)流動(dòng)的過(guò)程，而設(shè)計(jì)知識(shí)流動(dòng)則是設(shè)計(jì)知識(shí)從不完整的狀態(tài)向相對(duì)完整的狀態(tài)進(jìn)化的過(guò)程。設(shè)計(jì)知識(shí)流理論與技術(shù)研究不僅是現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論發(fā)展的一個(gè)前沿領(lǐng)域，而且對(duì)于支持產(chǎn)品創(chuàng)新具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　 本論文以設(shè)計(jì)知識(shí)流理論和方法為主題，以現(xiàn)代設(shè)計(jì)對(duì)

2、分布式資源環(huán)境的依賴(lài)為背景，從設(shè)計(jì)知識(shí)流的理論基礎(chǔ)、認(rèn)知模型、動(dòng)力學(xué)以及控制方法四個(gè)方面進(jìn)行研究，并結(jié)合企業(yè)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)中活塞組缸套系統(tǒng)摩擦學(xué)設(shè)計(jì)的需求對(duì)上述理論進(jìn)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(jì)知識(shí)流的基礎(chǔ)理論。從現(xiàn)實(shí)背景和理論背景角度分析了論文研究工作的價(jià)值所在，界定了設(shè)計(jì)知識(shí)流理論研究中的若干基本概念，評(píng)述了相關(guān)理論研究進(jìn)展與存在的不足之處；分析了現(xiàn)代設(shè)計(jì)的基本屬性，分析了研究設(shè)計(jì)知識(shí)流

3、的必要性，探討了設(shè)計(jì)知識(shí)流中設(shè)計(jì)知識(shí)的內(nèi)涵、基本特征和分類(lèi)，基于設(shè)計(jì)知識(shí)流的框架提出并分析了設(shè)計(jì)知識(shí)流研究中的若干基本問(wèn)題。
　　 2.探索了設(shè)計(jì)知識(shí)流的認(rèn)知建模方法。提出了針對(duì)設(shè)計(jì)知識(shí)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(duì)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(jìn)行了定義和分析，對(duì)概念間的關(guān)系進(jìn)行了描述?；谠撃Ｐ吞剿髁嗽O(shè)計(jì)知識(shí)流過(guò)程建模方法，并分別針對(duì)第一類(lèi)和第二類(lèi)知

4、識(shí)流進(jìn)行了描述。針對(duì)設(shè)計(jì)參與者之間存在認(rèn)知差異的特點(diǎn)，提出了基于PFWSB本體模型的設(shè)計(jì)知識(shí)表示方法并給出了相關(guān)示例。
　　 3.采用類(lèi)比研究方法建立了設(shè)計(jì)知識(shí)流動(dòng)力學(xué)分析模型，從理論和實(shí)證的角度分析了設(shè)計(jì)知識(shí)流中存在的驅(qū)動(dòng)力和阻力。在對(duì)現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論深入理解的基礎(chǔ)上，分析了設(shè)計(jì)知識(shí)流的驅(qū)動(dòng)力和阻力因素，觀察和調(diào)查了一批設(shè)計(jì)案例，組織并完成了針對(duì)設(shè)計(jì)管理者以及設(shè)計(jì)工程師的訪(fǎng)談和大量問(wèn)卷調(diào)查，在理論和實(shí)證分析的基礎(chǔ)上提出了減小設(shè)計(jì)知

5、識(shí)流阻力的策略和建議。
　　 4.提出了面向產(chǎn)品設(shè)計(jì)的知識(shí)流控制策略與方法。根據(jù)Petri網(wǎng)基本原理，提出了設(shè)計(jì)知識(shí)流網(wǎng)概念，構(gòu)建了多維設(shè)計(jì)知識(shí)流分析矩陣(MMKFA)。運(yùn)用矩陣方法并結(jié)合設(shè)計(jì)者特征模型分析產(chǎn)品設(shè)計(jì)中可能出現(xiàn)的知識(shí)流阻力并預(yù)先對(duì)其進(jìn)行控制，保證了產(chǎn)品設(shè)計(jì)中知識(shí)流動(dòng)的性能。提出了面向知識(shí)服務(wù)的設(shè)計(jì)知識(shí)流引擎概念，采取實(shí)證研究方法獲取用戶(hù)對(duì)設(shè)計(jì)知識(shí)流引擎的功能需求，以用戶(hù)實(shí)際需求為出發(fā)點(diǎn)，提出了設(shè)計(jì)知識(shí)流引擎的基本功

6、能架構(gòu)并對(duì)其進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，以控制分布式資源環(huán)境中的設(shè)計(jì)知識(shí)流，從而解決了基于分布式資源環(huán)境開(kāi)展產(chǎn)品設(shè)計(jì)無(wú)法形成有效知識(shí)流的難題。
　　 5.結(jié)合具體項(xiàng)目對(duì)設(shè)計(jì)知識(shí)流理論研究進(jìn)行應(yīng)用。以企業(yè)提出的針對(duì)某型號(hào)內(nèi)燃機(jī)降低摩擦功耗并保證可靠性的摩擦學(xué)設(shè)計(jì)項(xiàng)目為實(shí)踐對(duì)象并結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，通過(guò)我們所開(kāi)發(fā)的內(nèi)燃機(jī)活塞組件-缸套-連桿-曲軸系統(tǒng)全生命期性能數(shù)字樣機(jī)(ICLPDP軟件)獲取了活塞裙部摩擦學(xué)設(shè)計(jì)中的新知識(shí)，在運(yùn)用已有知識(shí)和獲取