面向開放式創(chuàng)新的產品集成設計理論與方法研究.pdf

1、隨著經濟全球化的日益加深，激烈的國際市場競爭對技術產品的競爭力和創(chuàng)新性提出了更高的要求。如今，企業(yè)僅依靠自身內部的資源進行高成本的創(chuàng)新活動，已經難以適應快速發(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)新模式正在經歷一場從傳統(tǒng)的封閉式創(chuàng)新逐漸向互聯(lián)網時代的開放式創(chuàng)新進行轉變。本文以面向開放式創(chuàng)新的產品集成設計理論與方法為主題，探討在開放式創(chuàng)新模式下產品集成設計中的若干問題，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”為視角的產品集成設計理論。在以五個不同的視角分析了集成設計相關領域國內外研究現(xiàn)狀的基礎上，論述了設計科學的四個基本定律:(1)設計以已有知識為基礎定律;(2)設計知識的不完整性定律;(3)設計以新知識獲取為中心定律;(4)設計知識的競爭性定律。以設計科學的四個基本定律為理論依據，提出以“知識集成”為視角的矩陣式產品集成設計理論框架，并建立了以“新知識獲取為中心”的知識集成設計過程模型。該理論模型可以幫助設計

3、師在更高的抽象層次上理解集成設計過程，從而提高設計師對集成設計過程的認知，該模型也是本文后續(xù)章節(jié)的理論基礎。
　　二、提出基于智能規(guī)劃的概念設計集成方法。從人工智能領域中的智能規(guī)劃過程與概念設計過程的相似性得到啟發(fā)，提出了基于智能規(guī)劃的概念設計集成方法。明晰了概念設計中的功能、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)劃理論的基礎上，借助狀態(tài)-動作的設計狀態(tài)和動作功能的知識表達方法，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)新設計。該方法基于規(guī)劃圖技術，將概念設計過程分為兩個階段，即設計規(guī)劃階段和設計組合階段。通過海浪發(fā)電照明系統(tǒng)的概念設計為例表明:該方法能夠幫助設計師在多學科的解空間內找到更多可行的創(chuàng)新解提供了可能，從而提高了計算機輔助概念設計系統(tǒng)的集成創(chuàng)新設計能力。
　　三、提出基于狀態(tài)方程的行為知識集成設計框架與在線知識服務研究?；谙到y(tǒng)狀態(tài)空間法，提出了行為知識集成設計框架及其求解技術?；诳蚣蹻rame的知識表示方法作為知識服務接口

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