关键词：
工业设计
产品创意设计
协同创新
虚拟设计团队组建
知识推送
摘要：
随着工业设计产业链的逐步形成以及信息技术的发展,带动工业设计从外观设计向高端综合设计服务转变的同时,新的工业设计价值链模式和机制亟需诞生。这种新的模式和机制,不仅可以增强工业设计在新产品开发过程中的主导地位,而且将全面提升工业设计服务质量和设计创新质量,带来巨大的社会与经济效益。本文以国家科技支撑计划项目(2015BAH21F01)——“工业设计云服务平台关键技术研究”为支撑,在传统的协同创新模式的基础上,借鉴目前云制造中较为成熟的理论及经验,综合运用任务优化重组、资源匹配、知识管理、复杂网络、智能设计等理论方法系统研究了产品创意设计网络的构建方法。论文的主要工作如下:(1)提出了协同创新模式下的产品创意设计网络架构策略。首先,针对目前设计云服务发展现状,提出了协同创新模式下的产品创意设计策略;继而,将自创生理论的组织和结构的关系映射到产品创意设计网络中,构建了产品创意设计网络的自创生模式,确保了产品创意设计网络规模的可持续增长、壮大;最后,以产品创意设计网络的组织模型和功能模块为基础,提出了协同创新模式下的产品创意设计网络架构策略。(2)针对产品创意设计网络中虚拟协同设计团队的组建问题,提出了一种基于设计能力的设计资源优选与匹配方法。首先,提出了结合任务多层分解模型、任务相关图和传递闭包法的协同设计任务分解与优化重组方法;继而,从定性因素和定量因素两方面综合考虑,提出一种综合R-ANP和R-TOPSIS的混合多准则决策方法完成设计资源的综合及单项能力评估,并以设计资源的能力评价作为设计资源优选的前提;最后,建立了基于二分图的设计资源优选匹配网络模型,并结合贪心匹配策略实现设计资源与设计任务之间的优选匹配,实现了高效的设计资源配置和调度,最终实现虚拟协同设计团队的快速合理组建,并通过实例验证了所提出方法的有效性。(3)针对产品意设计网络中设计知识的有效推送问题,提出了一种面向产品创意设计过程的知识双重推送方法。依据产品创意设计过程特征,提出基于行为-结构-知识(Behavior-Structure-Knowledge,BSK)的产品设计知识解构模型;运用六元组模型对解构分类后的概念启发类知识域和创意实现类知识域进行结构化描述并构建知识库;运用属性相似度计算方法,构建产品设计知识网络模型;结合模糊重要度计算、复杂网络的拓扑分析以及改进的熟人免疫策略等方法,提出了一种面向产品创意设计过程的知识双重推送策略,实现设计知识的有效、精准推送,从而有效辅助虚拟协同设计团队的创新行为和设计过程。最后以实例验证了该知识推送方法的有效性。(4)针对产品创意设计网络中的产品形态辅助设计问题,提出了一种设计意图驱动的产品形态基因辅助创新策略。依据设计意图特点,将生物信息学中的蛋白质互作网络予以借鉴,构建了设计意图驱动的产品形态基因网络;进而,基于无标度网络的拓扑分析方法对产品形态基因网络进行分析,析出意象靶基因以及优选基因组合,以供虚拟协同设计团队合理规划设计行为,从而有效辅助协同创新模式下的产品创意设计过程。最后用实例验证了该方法的有效性。(5)开发了协同创新模式下的产品创意设计网络原型系统。在对产品创意设计网络原型系统进行总体架构基础上,提出了产品创意设计网络原型系统的功能模块的开发方案及流程,并据此开发了设计任务与资源匹配功能模块,实现了虚拟协同设计团队的组建功能;开发了设计知识库及知识服务功能模块,实现了设计知识的精准推送;开发了产品形态智能辅助设计功能模块,实现了线上线下结合的产品形态辅助创新设计功能。最后利用医疗镇痛泵的产品创意设计实例验证了该原型系统的可行性。综上所述,本文构建的协同创新模式下的产品创意设计网络可以有效解决云模式下设计师协同创新过程中的部分问题,实现设计任务与设计资源的智能匹配、设计知识的高效推送、线上线下相结合的智能形态辅助设计等功能,可以更好地辅助线上虚拟协同设计团队进行产品创意设计。本文的研究成果对于工业设计产业化发展和协同创新方面具有重要的理论和实践意义,可有效集聚设计资源,为中小企业提供全方位的设计托管服务,推动设计产业整体能力和产业集群的快速提升和壮大。
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