產品設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)、快速地進行產品創(chuàng)新是企業(yè)提升競爭能力的主要途徑。產品創(chuàng)新由產品設計所決定，產品設計是知識高度密集型的智力活動，具有社會性、技術性和認知性的特征。設計活動本質上是設計知識流動的過程，而設計知識流動則是設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。設計知識流理論與技術研究不僅是現(xiàn)代設計理論發(fā)展的一個前沿領域，而且對于支持產品創(chuàng)新具有重要的現(xiàn)實意義。
　　 本論文以設計知識流理論和方法為主題，以現(xiàn)代設計對

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

3、的必要性，探討了設計知識流中設計知識的內涵、基本特征和分類，基于設計知識流的框架提出并分析了設計知識流研究中的若干基本問題。
　　 2.探索了設計知識流的認知建模方法。提出了針對設計知識流的意圖-功能-原理-結構-行為(即PFWSB本體模型，以下同)本體模型，對模型中的關鍵概念--意圖、功能、原理、結構、行為、約束和環(huán)境進行了定義和分析，對概念間的關系進行了描述?；谠撃Ｐ吞剿髁嗽O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本體模型的設計知識表示方法并給出了相關示例。
　　 3.采用類比研究方法建立了設計知識流動力學分析模型，從理論和實證的角度分析了設計知識流中存在的驅動力和阻力。在對現(xiàn)代設計理論深入理解的基礎上，分析了設計知識流的驅動力和阻力因素，觀察和調查了一批設計案例，組織并完成了針對設計管理者以及設計工程師的訪談和大量問卷調查，在理論和實證分析的基礎上提出了減小設計知

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

6、能架構并對其進行實現(xiàn)，以控制分布式資源環(huán)境中的設計知識流，從而解決了基于分布式資源環(huán)境開展產品設計無法形成有效知識流的難題。
　　 5.結合具體項目對設計知識流理論研究進行應用。以企業(yè)提出的針對某型號內燃機降低摩擦功耗并保證可靠性的摩擦學設計項目為實踐對象并結合國家自然科學基金項目，通過我們所開發(fā)的內燃機活塞組件-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設計中的新知識，在運用已有知識和獲取