[发明专利]支持产品创新的设计知识的组织与应用方法

说明书

技术领域

本发明属于产品开发技术领域，特别涉及产品创新设计过程中对设计知识的组织与应用方法。

背景技术

产品设计过程是一个设计知识从抽象到具体、逐步细化、反复迭代的过程，是设计知识的物化过程。随着各种新技术和新知识的不断涌现，面向产品创新设计的知识具有范围广、学科复杂、形式多样的特点，常存在于各种高维、海量、异构、不完全、半结构化的设计资源中，产品的设计过程越来越成为多学科知识融合的过程。设计知识作为产品创新活动的动力和源泉，对其进行有效的管理和应用已成为顺利开展产品创新设计过程的关键。另外，在产品概念设计的不同阶段对设计知识类型的需求也不一样。在设计需求分析阶段需要设计原理和发明原理知识对产品发展方向给予支持，在产品功能求解阶段则需要实现各种功能原理的科学效应和专利知识，而在具体结构和方案评价阶段，根据具体专业特点则需要不同领域的学科知识和专题知识。一直以来，人们对产品设计知识的组织和应用主要集中在以下两个方面：

(1)对企业现有设计领域知识进行挖掘、保存和重用，以帮助设计人员实现对同类型产品的快速开发。研究成果也多集中在知识的获取、表示和复制上。这类研究虽使产品设计效率得以显著提高，但由于其依赖的都是某领域具体知识，受专业知识和思维惯性的限制，对产品创新的支持层次普遍不高。

(2)以TRIZ为主的创新方法将创新原理知识进行抽象和归纳，通过具有普遍意义的原理解知识在较高层次上实现对新产品创新的支持。这类研究虽极大提高了设计人员的创新思路，但由于其无法提供隐含在隐性原理解知识背后的显性设计经验知识，常常会使产品创新设计的具体过程落空。

此外，基于设计目录的知识组织形式虽具有结构简单，利于关键词搜索技术的优点，但其产生的“词汇孤岛”现象却不利于创造性设计方案的产生。由于专业词汇缺乏足够的知识自我延伸和理解能力，其采用的“以词对类”的知识应用技术实质是“以点对面”的关系，这种不对称的映射关系将极大限制设计人员创新思路的有效扩展。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种支持产品创新的设计知识的组织与应用方法，以促进设计人员创新思维的产生，有效辅助设计人员实现创新过程。

本发明所述支持产品创新的设计知识的组织与应用方法，包括以下步骤：

(1)根据设计知识对产品创新概念设计不同阶段的不同作用和不同知识来源，将支持产品创新的设计知识分为原理类知识、综合类知识和领域类知识，所述综合类知识和领域类知识统称为设计事实知识；

(2)采用物理特征层、知识语义层和创新属性层对不同类型的支持产品创新的设计知识进行表达，物理特征层用于表达设计事实知识，创新属性层用于表达原理类知识，知识语义层用于表达物理特征层与创新属性层间的关联关系；

(3)构建内部语义网络面对原理类知识进行组织，内部语义网络面是在对各种原理类知识属性整理的基础上，对其内部逻辑关系进行描述和组织；

(4)构建外部知识资源网络面对设计事实知识进行组织，外部知识资源网络面通过对具有相同创新属性的设计事实知识进行分类，并采用设计目录形式对其进行组合；

(5)基于立体知识地图的知识搜索方法，借助本体概念知识间的层次关系及关联属性建立内部语义网络面与外部知识资源网络面间的联系，所述本体概念知识是以本体语义形式描述的产品创新属性知识；

(6)构建面向产品创新的设计知识库应用系统，根据设计任务的需要，为产品创新设计提供全新式、跟踪式和改善式三种不同的知识应用模型。