基于案例功能知识的产品创新设计方法
发布时间：2019-10-08 18:10
【摘要】：为设计出符合用户需求的产品,提高设计的效率并缩短开发周期,提出一种应用案例知识进行产品创新设计的方法。以产品创新设计的特征为基础,沿用案例推理(CBR)理论中用案例知识解决新问题的思路,结合功能分解和功能本体理论建立了以功能为导向的案例知识表达方法,依据用户需求对案例进行功能的相似性检索和匹配获取相似度高的案例,再通过对案例功能组合、变异与修改,完成产品概念设计和后续的详细设计。依据客户需求目标,应用自行车案例知识为基础,对移动售卖车进行了方案设计,验证了方法的可行性和实用性。
【图文】：
与扩充。2基于案例功能知识的创新设计流程结合以功能为导向的案例推理模型，参照现有产品设计流程，得到基于案例功能知识的产品创新设计流程，主要包括案例分析、基于案例的设计、具体方案设计3个过程。首先，通过整理案例建立其功能模型和功能符号库；其次，阐述新产品的设计需求，以功能模型为依据进行案例相似性匹配检索并选择功能符号；然后，对功能符号进行结构变异和组合以产生多种方案，并从产生的功能方案图表中挑选合适的方案进行具体化设计；最后，通过案例的完善和扩展实现案例学习，具体设计流程如图1所示。3设计实例3．1案例统计分析与知识表达3．1．1自行车案例研究为科学系统地研究自行车案例，以台湾全球自行车设计大赛（1996—2014年）获奖作品及设计网站Yankodesign（2013—2014年）为资料来源，共整理自行车设计案例465件。按其创新设计的方法，将其分为基本型（166件）、折叠型（122件）、功能创新型（153件）、自行车配件设计（24件）4大类。结合自行车的基本构造，归纳出自行车的基本组成系统有：传动、控制、结构、车轮及配件等5大系统，对应的自行车基本功能构造如图2所示，各系统涵义及功能构造如表1所示。3．1．2自行车功能符号系统建构传动系统、控制系统、结构系统、车轮系统是自行车必不可少的功能系统，将其定义为基本功能符号系统；配件系统则是自行车额外的附加功能系统，将其定义为配件符号系统。除此之外，功能元素之间存在一定的连接关系，称之为连接符号系统，因此，基本功能符号系统、配件符号系统、连接符号系统共同构成了自行车的功能符号系统。在功能符号的设计上，依据符号设计的直观性、易识别性、可扩展性原则，以各系统名称的英文首字母（大写）为主代码，，用数字序?
（1）式中：Fe———功能知识描述；Fw———功能流；Fs———功能内容；Fm———功能实现方法；Fo———功能结构。为规范统一化，在功能内容表达过程中，以Stone功能基词汇为基础并适当补充一些词汇，采用动词＋名词的动宾结构表达：P′＝｛V1＋O1，V2＋O2，…，Vn＋On｝（2）式中：P′———功能内容描述的集合；V———动作或操作；O———对象。基于JavaEE平台，以MySQL为数据库，用户界面采用Web前段CSS框架实现，建立了一个面向自行车的案例知识库系统，图3是案例功能知识表达图。3．2案例的检索与匹配3．2．1设计需求描述与目标产品功能分析以移动售卖车为例，前期研究表明，移动售卖车的目标用户是商贩，将售卖车作为移动的商铺进行商品出售，目标用户的主要需求在于：外观、安全、使用方便、经济等。根据用户需求，目标产品的核心功能为移动、载物和售卖，使用方式主要为手推和骑乘两种，其功能和使用情境与自行车相似，可借助自行车案例知识库表2自行车功能符号系统对照表系统类型序号功能符号功能说明及相似功能扩展基本符号系统传动系统T1踏板驱动2电力驱动3滑板驱动…T1T2T3…人力为驱动源，以脚踩动踏板旋转为主的驱动电能驱动为主，含太阳能T21、风能T22等人力为驱动源，利用滑板方式驱动为主…控制系统C1车把控制2拉杆控制…C1C2…以车把控制方向为主以拉杆控制方向为主…结构系统S1标准车架2折叠车架3鞍座…S1S2S3…三角形结构固定型的支架可用来折叠的车架用于骑乘者乘坐的装置…车轮系统W1单轮行驶2双轮行驶3变轮行驶…W1W2W3…前轮和后轮
【作者单位】： 湖北汽车工业学院机械工程学院;
【基金】：2015年湖北省教育厅人文社科一般资助项目(2015Y099)
【分类号】：TP18;TB472
本文编号：2546396
【图文】：
与扩充。2基于案例功能知识的创新设计流程结合以功能为导向的案例推理模型，参照现有产品设计流程，得到基于案例功能知识的产品创新设计流程，主要包括案例分析、基于案例的设计、具体方案设计3个过程。首先，通过整理案例建立其功能模型和功能符号库；其次，阐述新产品的设计需求，以功能模型为依据进行案例相似性匹配检索并选择功能符号；然后，对功能符号进行结构变异和组合以产生多种方案，并从产生的功能方案图表中挑选合适的方案进行具体化设计；最后，通过案例的完善和扩展实现案例学习，具体设计流程如图1所示。3设计实例3．1案例统计分析与知识表达3．1．1自行车案例研究为科学系统地研究自行车案例，以台湾全球自行车设计大赛（1996—2014年）获奖作品及设计网站Yankodesign（2013—2014年）为资料来源，共整理自行车设计案例465件。按其创新设计的方法，将其分为基本型（166件）、折叠型（122件）、功能创新型（153件）、自行车配件设计（24件）4大类。结合自行车的基本构造，归纳出自行车的基本组成系统有：传动、控制、结构、车轮及配件等5大系统，对应的自行车基本功能构造如图2所示，各系统涵义及功能构造如表1所示。3．1．2自行车功能符号系统建构传动系统、控制系统、结构系统、车轮系统是自行车必不可少的功能系统，将其定义为基本功能符号系统；配件系统则是自行车额外的附加功能系统，将其定义为配件符号系统。除此之外，功能元素之间存在一定的连接关系，称之为连接符号系统，因此，基本功能符号系统、配件符号系统、连接符号系统共同构成了自行车的功能符号系统。在功能符号的设计上，依据符号设计的直观性、易识别性、可扩展性原则，以各系统名称的英文首字母（大写）为主代码，，用数字序?
（1）式中：Fe———功能知识描述；Fw———功能流；Fs———功能内容；Fm———功能实现方法；Fo———功能结构。为规范统一化，在功能内容表达过程中，以Stone功能基词汇为基础并适当补充一些词汇，采用动词＋名词的动宾结构表达：P′＝｛V1＋O1，V2＋O2，…，Vn＋On｝（2）式中：P′———功能内容描述的集合；V———动作或操作；O———对象。基于JavaEE平台，以MySQL为数据库，用户界面采用Web前段CSS框架实现，建立了一个面向自行车的案例知识库系统，图3是案例功能知识表达图。3．2案例的检索与匹配3．2．1设计需求描述与目标产品功能分析以移动售卖车为例，前期研究表明，移动售卖车的目标用户是商贩，将售卖车作为移动的商铺进行商品出售，目标用户的主要需求在于：外观、安全、使用方便、经济等。根据用户需求，目标产品的核心功能为移动、载物和售卖，使用方式主要为手推和骑乘两种，其功能和使用情境与自行车相似，可借助自行车案例知识库表2自行车功能符号系统对照表系统类型序号功能符号功能说明及相似功能扩展基本符号系统传动系统T1踏板驱动2电力驱动3滑板驱动…T1T2T3…人力为驱动源，以脚踩动踏板旋转为主的驱动电能驱动为主，含太阳能T21、风能T22等人力为驱动源，利用滑板方式驱动为主…控制系统C1车把控制2拉杆控制…C1C2…以车把控制方向为主以拉杆控制方向为主…结构系统S1标准车架2折叠车架3鞍座…S1S2S3…三角形结构固定型的支架可用来折叠的车架用于骑乘者乘坐的装置…车轮系统W1单轮行驶2双轮行驶3变轮行驶…W1W2W3…前轮和后轮
【作者单位】： 湖北汽车工业学院机械工程学院;
【基金】：2015年湖北省教育厅人文社科一般资助项目(2015Y099)
【分类号】：TP18;TB472
本文编号：2546396
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/gongchengguanli/2546396.html
