面向開放式創(chuàng)新的產(chǎn)品集成設(shè)計理論與方法研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟全球化的日益加深，激烈的國際市場競爭對技術(shù)產(chǎn)品的競爭力和創(chuàng)新性提出了更高的要求。如今，企業(yè)僅依靠自身內(nèi)部的資源進行高成本的創(chuàng)新活動，已經(jīng)難以適應(yīng)快速發(fā)展的市場需求和日益激烈的市場競爭。在這種背景下，創(chuàng)新模式正在經(jīng)歷一場從傳統(tǒng)的封閉式創(chuàng)新逐漸向互聯(lián)網(wǎng)時代的開放式創(chuàng)新進行轉(zhuǎn)變。本文以面向開放式創(chuàng)新的產(chǎn)品集成設(shè)計理論與方法為主題，探討在開放式創(chuàng)新模式下產(chǎn)品集成設(shè)計中的若干問題，取得了一些創(chuàng)新性的研究成果，主要體現(xiàn)在以下四個方面:

2、>　　一、建立了以“知識集成”為視角的產(chǎn)品集成設(shè)計理論。在以五個不同的視角分析了集成設(shè)計相關(guān)領(lǐng)域國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，論述了設(shè)計科學(xué)的四個基本定律:(1)設(shè)計以已有知識為基礎(chǔ)定律;(2)設(shè)計知識的不完整性定律;(3)設(shè)計以新知識獲取為中心定律;(4)設(shè)計知識的競爭性定律。以設(shè)計科學(xué)的四個基本定律為理論依據(jù)，提出以“知識集成”為視角的矩陣式產(chǎn)品集成設(shè)計理論框架，并建立了以“新知識獲取為中心”的知識集成設(shè)計過程模型。該理論模型可以幫助設(shè)計

3、師在更高的抽象層次上理解集成設(shè)計過程，從而提高設(shè)計師對集成設(shè)計過程的認(rèn)知，該模型也是本文后續(xù)章節(jié)的理論基礎(chǔ)。
　　二、提出基于智能規(guī)劃的概念設(shè)計集成方法。從人工智能領(lǐng)域中的智能規(guī)劃過程與概念設(shè)計過程的相似性得到啟發(fā)，提出了基于智能規(guī)劃的概念設(shè)計集成方法。明晰了概念設(shè)計中的功能、系統(tǒng)、功能知識、以及功能知識集成等基本概念。在智能規(guī)劃理論的基礎(chǔ)上，借助狀態(tài)-動作的設(shè)計狀態(tài)和動作功能的知識表達(dá)方法，提出了一種啟發(fā)式的功能知識集成方法以此

4、來支持創(chuàng)新設(shè)計。該方法基于規(guī)劃圖技術(shù)，將概念設(shè)計過程分為兩個階段，即設(shè)計規(guī)劃階段和設(shè)計組合階段。通過海浪發(fā)電照明系統(tǒng)的概念設(shè)計為例表明:該方法能夠幫助設(shè)計師在多學(xué)科的解空間內(nèi)找到更多可行的創(chuàng)新解提供了可能，從而提高了計算機輔助概念設(shè)計系統(tǒng)的集成創(chuàng)新設(shè)計能力。
　　三、提出基于狀態(tài)方程的行為知識集成設(shè)計框架與在線知識服務(wù)研究?；谙到y(tǒng)狀態(tài)空間法，提出了行為知識集成設(shè)計框架及其求解技術(shù)。基于框架Frame的知識表示方法作為知識服務(wù)接口

5、，開發(fā)了兩個點對點的知識服務(wù)組件:知識服務(wù)發(fā)布組件和知識服務(wù)消費組件。以內(nèi)燃機活塞二階運動與摩擦學(xué)行為仿真計算過程為例，說明系統(tǒng)行為知識集成設(shè)計和知識服務(wù)過程。通過這兩個組件實現(xiàn)對其計算過程進行服務(wù)封裝、發(fā)布和調(diào)用，從而實現(xiàn)知識服務(wù)提供方和知識服務(wù)消費方在互聯(lián)網(wǎng)上進行知識服務(wù)全過程。
　　四、集成創(chuàng)新設(shè)計資源環(huán)境的構(gòu)建與實踐。將上述集成設(shè)計理論與方法與企業(yè)項目實際應(yīng)用相結(jié)合，構(gòu)建了集成創(chuàng)新設(shè)計資源環(huán)境示范工程，開發(fā)了基于互聯(lián)網(wǎng)的分