淺析產(chǎn)品創(chuàng)新的核心doc(編輯修改稿)
2025-08-14 10:44 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 過(guò)程中創(chuàng)造性思維所具有的獨(dú)立性、連動(dòng)性、多面性、跨越性、綜合性等特性，加上概念設(shè)計(jì)過(guò)程本身的復(fù)雜性以及客觀條件的局限性，國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)界在CACD領(lǐng)域的研究起步較晚，進(jìn)展也相對(duì)遲緩，還有諸多關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題有待解決，在各方面特別是CACD技術(shù)的應(yīng)用研究上，與國(guó)際上發(fā)達(dá)國(guó)家還存在相當(dāng)大的差距。1．概念設(shè)計(jì)方法學(xué)概念設(shè)計(jì)的本質(zhì)在于設(shè)計(jì)的人性化和創(chuàng)新性，概念設(shè)計(jì)方法學(xué)的研究也要體現(xiàn)這兩個(gè)本質(zhì)特性。近來(lái)涌現(xiàn)的諸如綠色設(shè)計(jì)、定制設(shè)計(jì)、敏捷設(shè)計(jì)、并行設(shè)計(jì)、全生命周期設(shè)計(jì)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)等方法，其本質(zhì)目的也在于通過(guò)設(shè)計(jì)營(yíng)造一個(gè)人性化的環(huán)境，滿足人們個(gè)性化和多樣化的需求。如綠色設(shè)計(jì)所提出的4R原則：減量（Reduction）、復(fù)用（Reuse）、回收（Recycling）和再生（Regeneration），其著眼點(diǎn)在于全人類未來(lái)總體的生存和發(fā)展；定制設(shè)計(jì)所提出的個(gè)性化定制服務(wù)，則更加細(xì)致地體現(xiàn)個(gè)人的特殊需要；創(chuàng)新設(shè)計(jì)的研究則主要在于創(chuàng)新技法的研究，如“功能變換式創(chuàng)新”、“技術(shù)融合式創(chuàng)新”、“品種外拓式創(chuàng)新”、“產(chǎn)品剔弊式創(chuàng)新”和“設(shè)計(jì)改型式創(chuàng)新”等。從概念設(shè)計(jì)的參與者來(lái)看，目前企業(yè)讓用戶參與設(shè)計(jì)有兩種方式：一是企業(yè)為用戶設(shè)計(jì)產(chǎn)品，二是將用戶的產(chǎn)品需求融入產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)中，然后由設(shè)計(jì)師進(jìn)行設(shè)計(jì)。這兩種方式，都是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)前端將用戶需求引入設(shè)計(jì)流程，這樣很可能會(huì)因時(shí)滯效應(yīng)而在新產(chǎn)品推向市場(chǎng)時(shí)就已落后于用戶的需求。因而今后概念設(shè)計(jì)方法學(xué)的研究還應(yīng)關(guān)注一些新的設(shè)計(jì)模式如“用戶愿望設(shè)計(jì)模式”等。2．產(chǎn)品信息模型及求解方法（1）產(chǎn)品信息模型在產(chǎn)品信息模型方面，目前常見(jiàn)的產(chǎn)品信息模型有3大類：① 面向幾何的產(chǎn)品信息模型這一類模型主要由線、框、面、實(shí)體和混合模型表示，它著重于產(chǎn)品完整和明確的幾何構(gòu)成數(shù)據(jù)，不能表達(dá)功能、布局、原理、用戶需求、設(shè)計(jì)師風(fēng)格、材料等非幾何信息，無(wú)法支撐抽象、復(fù)雜的概念設(shè)計(jì)求解過(guò)程。② 面向特征的產(chǎn)品信息模型目前有許多專家學(xué)者提出了如基于特征技術(shù)的智能產(chǎn)品信息模型、特征關(guān)聯(lián)語(yǔ)義模型、基于變動(dòng)特征的模型、特征精練模型等，但是這一類模型一般只支持產(chǎn)品設(shè)計(jì)的后期階段，且存在著產(chǎn)品信息關(guān)聯(lián)性差、信息不完全、特征定義不一致、特征識(shí)別困難等問(wèn)題。③ 集成產(chǎn)品信息模型以基于STEP標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品功能信息模型、基于圖元對(duì)象的工程產(chǎn)品CAD信息集成模型等為代表的集成產(chǎn)品信息模型，推廣了特征的含義，包含了產(chǎn)品生命周期內(nèi)多種特征信息，解決了CAD/CAPP/CAM集成化中數(shù)據(jù)共享和一致性、信息不完全等問(wèn)題。但是這些模型大部分是面向制造的，開(kāi)放性差，無(wú)法清晰而簡(jiǎn)潔地模擬客觀的設(shè)計(jì)過(guò)程。另外一類集成產(chǎn)品信息模型，如組件特征模型等，雖然立足于面向產(chǎn)品級(jí)的特征內(nèi)涵，但也未考慮到用戶對(duì)概念設(shè)計(jì)全過(guò)程的影響，難以支持用戶全程參與概念設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)師超越用戶導(dǎo)向的產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)過(guò)程。（2）概念設(shè)計(jì)求解方法概念設(shè)計(jì)的求解是指從需求分析到方案求解的推理過(guò)程，其目的是為了產(chǎn)品創(chuàng)新。在概念設(shè)計(jì)創(chuàng)新技法方面，國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者先后提出了發(fā)明創(chuàng)造的科學(xué)方法TRIZ、基于系統(tǒng)綜合方法的產(chǎn)品創(chuàng)造性設(shè)計(jì)理論TIPS、組合創(chuàng)造方法等。在機(jī)械產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)求解方法方面，Stugres通過(guò)定義功能之間的關(guān)系，使功能圖的語(yǔ)義更加完善來(lái)創(chuàng)造新思想；馮培恩等研究了復(fù)合功能原理方案設(shè)計(jì)特征模型及其求解過(guò)程。另外，還有許多專家學(xué)者嘗試著以進(jìn)化模型、多級(jí)菱形思維模型等獲得概念設(shè)計(jì)方案。上述這些方法對(duì)概念設(shè)計(jì)求解進(jìn)行了一些有意義的探索工作，但是由于人腦中的求解方法具有計(jì)算機(jī)所無(wú)可比擬的廣泛性、自適應(yīng)性和更新速度，所以企圖以通過(guò)記錄人的求解方法、找出其中的規(guī)律并將它們賦予計(jì)算機(jī)的研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到實(shí)用階段。3．計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)技術(shù)（1）智能概念設(shè)計(jì)技術(shù)智能概念設(shè)計(jì)技術(shù)目前的研究主要包括以下內(nèi)容：① 概念設(shè)計(jì)中創(chuàng)新思維的模擬； ② 智能設(shè)計(jì)方法的研究；③ 智能概念設(shè)計(jì)平臺(tái)的研制。在第四屆國(guó)際CAIDamp。CD學(xué)術(shù)會(huì)議上，香港理工大學(xué)的John Frazer教授展示了其將遺傳算法應(yīng)用于玻璃杯設(shè)計(jì)的成果；加拿大國(guó)家工程中心的Shen教授展示了基于WEB的多智能體技術(shù)在PDA產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)過(guò)程中的應(yīng)用成果。目前，國(guó)內(nèi)外許多專家對(duì)上述3個(gè)方面內(nèi)容的研究也進(jìn)行了大量的工作，如以可拓學(xué)為基礎(chǔ)的方案設(shè)計(jì)方法，基于遺傳算法的工程設(shè)計(jì)，用于設(shè)計(jì)環(huán)境的模糊系統(tǒng)Xfuzzy，基于synectics技術(shù)的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)，不確定推理模型，概念設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)等。但是由于概念設(shè)計(jì)過(guò)程中創(chuàng)造性思維所具有的獨(dú)立性、連動(dòng)性、多面性、跨越性、綜合性等特性，加上概念設(shè)計(jì)過(guò)程本身的復(fù)雜性，所以目前該領(lǐng)域的研究陷入了以下困境：① 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)以限制概念設(shè)計(jì)的創(chuàng)新空間為代價(jià)換取設(shè)計(jì)信息的數(shù)字化和推理過(guò)程的自動(dòng)化；② 求解方法的研究過(guò)于依賴計(jì)算機(jī)，不注重產(chǎn)品信息模型即知識(shí)基礎(chǔ)的研究。 2001年在北京召開(kāi)的中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)第九屆全國(guó)學(xué)術(shù)年會(huì)中許多學(xué)者提出的“廣 義人工智能論”、“泛邏輯學(xué)”、“準(zhǔn)全息論”等或許可以對(duì)本領(lǐng)域的研究帶來(lái)突破性的進(jìn)展。（2）協(xié)同概念設(shè)計(jì)技術(shù)計(jì)算機(jī)支持的協(xié)同概念設(shè)計(jì)（Computer Supported Cooperative Conceptual Design）是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的概念設(shè)計(jì)主體，應(yīng)用CSCW理論和技術(shù)通過(guò)一定的信息交換和協(xié)同機(jī)制，共同完成某一概念設(shè)計(jì)目標(biāo)的過(guò)程。目前協(xié)同概念設(shè)計(jì)主要研究?jī)?nèi)容有以下幾點(diǎn)：① 協(xié)同概念設(shè)計(jì)求解模型；② 協(xié)同概念設(shè)計(jì)體系結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)的研制；③ 協(xié)同概念設(shè)計(jì)沖突消解方法的研究。在第四屆國(guó)際CAIDamp。CD學(xué)術(shù)會(huì)議上，中科院計(jì)算所林宗楷研究員介紹了國(guó)內(nèi)外 在CSCW方面的研究狀況，其中包括通過(guò)任務(wù)分配實(shí)現(xiàn)異地同時(shí)設(shè)計(jì)、通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上溝通與寫(xiě)作、沖突解決機(jī)制的制定及實(shí)施等；英國(guó)Nottingham Trent大學(xué)的Prof. Su結(jié)合自己研究的成果以及在計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，介紹了網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同機(jī)制、人機(jī)交互等內(nèi)容。在協(xié)同概念設(shè)計(jì)求解模型方面，Thomas Kvan提出了3種協(xié)同概念設(shè)計(jì)方式：相互協(xié)同（Mutual collaboration）、分散協(xié)同（Exclusive collaboration）、集中協(xié)同（Dictator collaboration）；Taura提出了形狀比較、設(shè)計(jì)過(guò)程展示這兩種協(xié)同形狀設(shè)計(jì)的方法；Byong G. Lee提出了主動(dòng)標(biāo)識(shí)方法模型來(lái)支持協(xié)同工作。協(xié)同概念設(shè)計(jì)系統(tǒng)的研制主要保證以下幾點(diǎn)：① 同步和異步交互；② 任務(wù)協(xié)調(diào)；③遠(yuǎn)程
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