基于案例功能知識(shí)的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法
發(fā)布時(shí)間:2019-10-08 18:10
【摘要】:為設(shè)計(jì)出符合用戶需求的產(chǎn)品,提高設(shè)計(jì)的效率并縮短開(kāi)發(fā)周期,提出一種應(yīng)用案例知識(shí)進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的方法。以產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的特征為基礎(chǔ),沿用案例推理(CBR)理論中用案例知識(shí)解決新問(wèn)題的思路,結(jié)合功能分解和功能本體理論建立了以功能為導(dǎo)向的案例知識(shí)表達(dá)方法,依據(jù)用戶需求對(duì)案例進(jìn)行功能的相似性檢索和匹配獲取相似度高的案例,再通過(guò)對(duì)案例功能組合、變異與修改,完成產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)和后續(xù)的詳細(xì)設(shè)計(jì)。依據(jù)客戶需求目標(biāo),應(yīng)用自行車案例知識(shí)為基礎(chǔ),對(duì)移動(dòng)售賣車進(jìn)行了方案設(shè)計(jì),驗(yàn)證了方法的可行性和實(shí)用性。
【圖文】:
與擴(kuò)充。2基于案例功能知識(shí)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)流程結(jié)合以功能為導(dǎo)向的案例推理模型,參照現(xiàn)有產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程,得到基于案例功能知識(shí)的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)流程,主要包括案例分析、基于案例的設(shè)計(jì)、具體方案設(shè)計(jì)3個(gè)過(guò)程。首先,通過(guò)整理案例建立其功能模型和功能符號(hào)庫(kù);其次,闡述新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)需求,以功能模型為依據(jù)進(jìn)行案例相似性匹配檢索并選擇功能符號(hào);然后,對(duì)功能符號(hào)進(jìn)行結(jié)構(gòu)變異和組合以產(chǎn)生多種方案,并從產(chǎn)生的功能方案圖表中挑選合適的方案進(jìn)行具體化設(shè)計(jì);最后,通過(guò)案例的完善和擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)案例學(xué)習(xí),具體設(shè)計(jì)流程如圖1所示。3設(shè)計(jì)實(shí)例3.1案例統(tǒng)計(jì)分析與知識(shí)表達(dá)3.1.1自行車案例研究為科學(xué)系統(tǒng)地研究自行車案例,以臺(tái)灣全球自行車設(shè)計(jì)大賽(1996—2014年)獲獎(jiǎng)作品及設(shè)計(jì)網(wǎng)站Yankodesign(2013—2014年)為資料來(lái)源,共整理自行車設(shè)計(jì)案例465件。按其創(chuàng)新設(shè)計(jì)的方法,將其分為基本型(166件)、折疊型(122件)、功能創(chuàng)新型(153件)、自行車配件設(shè)計(jì)(24件)4大類。結(jié)合自行車的基本構(gòu)造,歸納出自行車的基本組成系統(tǒng)有:傳動(dòng)、控制、結(jié)構(gòu)、車輪及配件等5大系統(tǒng),對(duì)應(yīng)的自行車基本功能構(gòu)造如圖2所示,各系統(tǒng)涵義及功能構(gòu)造如表1所示。3.1.2自行車功能符號(hào)系統(tǒng)建構(gòu)傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、車輪系統(tǒng)是自行車必不可少的功能系統(tǒng),將其定義為基本功能符號(hào)系統(tǒng);配件系統(tǒng)則是自行車額外的附加功能系統(tǒng),將其定義為配件符號(hào)系統(tǒng)。除此之外,功能元素之間存在一定的連接關(guān)系,稱之為連接符號(hào)系統(tǒng),因此,基本功能符號(hào)系統(tǒng)、配件符號(hào)系統(tǒng)、連接符號(hào)系統(tǒng)共同構(gòu)成了自行車的功能符號(hào)系統(tǒng)。在功能符號(hào)的設(shè)計(jì)上,依據(jù)符號(hào)設(shè)計(jì)的直觀性、易識(shí)別性、可擴(kuò)展性原則,以各系統(tǒng)名稱的英文首字母(大寫)為主代碼,,用數(shù)字序?
(1)式中:Fe———功能知識(shí)描述;Fw———功能流;Fs———功能內(nèi)容;Fm———功能實(shí)現(xiàn)方法;Fo———功能結(jié)構(gòu)。為規(guī)范統(tǒng)一化,在功能內(nèi)容表達(dá)過(guò)程中,以Stone功能基詞匯為基礎(chǔ)并適當(dāng)補(bǔ)充一些詞匯,采用動(dòng)詞+名詞的動(dòng)賓結(jié)構(gòu)表達(dá):P′={V1+O1,V2+O2,…,Vn+On}(2)式中:P′———功能內(nèi)容描述的集合;V———?jiǎng)幼骰虿僮鳎籓———對(duì)象;贘avaEE平臺(tái),以MySQL為數(shù)據(jù)庫(kù),用戶界面采用Web前段CSS框架實(shí)現(xiàn),建立了一個(gè)面向自行車的案例知識(shí)庫(kù)系統(tǒng),圖3是案例功能知識(shí)表達(dá)圖。3.2案例的檢索與匹配3.2.1設(shè)計(jì)需求描述與目標(biāo)產(chǎn)品功能分析以移動(dòng)售賣車為例,前期研究表明,移動(dòng)售賣車的目標(biāo)用戶是商販,將售賣車作為移動(dòng)的商鋪進(jìn)行商品出售,目標(biāo)用戶的主要需求在于:外觀、安全、使用方便、經(jīng)濟(jì)等。根據(jù)用戶需求,目標(biāo)產(chǎn)品的核心功能為移動(dòng)、載物和售賣,使用方式主要為手推和騎乘兩種,其功能和使用情境與自行車相似,可借助自行車案例知識(shí)庫(kù)表2自行車功能符號(hào)系統(tǒng)對(duì)照表系統(tǒng)類型序號(hào)功能符號(hào)功能說(shuō)明及相似功能擴(kuò)展基本符號(hào)系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)T1踏板驅(qū)動(dòng)2電力驅(qū)動(dòng)3滑板驅(qū)動(dòng)…T1T2T3…人力為驅(qū)動(dòng)源,以腳踩動(dòng)踏板旋轉(zhuǎn)為主的驅(qū)動(dòng)電能驅(qū)動(dòng)為主,含太陽(yáng)能T21、風(fēng)能T22等人力為驅(qū)動(dòng)源,利用滑板方式驅(qū)動(dòng)為主…控制系統(tǒng)C1車把控制2拉桿控制…C1C2…以車把控制方向?yàn)橹饕岳瓧U控制方向?yàn)橹鳌Y(jié)構(gòu)系統(tǒng)S1標(biāo)準(zhǔn)車架2折疊車架3鞍座…S1S2S3…三角形結(jié)構(gòu)固定型的支架可用來(lái)折疊的車架用于騎乘者乘坐的裝置…車輪系統(tǒng)W1單輪行駛2雙輪行駛3變輪行駛…W1W2W3…前輪和后輪
【作者單位】: 湖北汽車工業(yè)學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院;
【基金】:2015年湖北省教育廳人文社科一般資助項(xiàng)目(2015Y099)
【分類號(hào)】:TP18;TB472
本文編號(hào):2546396
【圖文】:
與擴(kuò)充。2基于案例功能知識(shí)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)流程結(jié)合以功能為導(dǎo)向的案例推理模型,參照現(xiàn)有產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程,得到基于案例功能知識(shí)的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)流程,主要包括案例分析、基于案例的設(shè)計(jì)、具體方案設(shè)計(jì)3個(gè)過(guò)程。首先,通過(guò)整理案例建立其功能模型和功能符號(hào)庫(kù);其次,闡述新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)需求,以功能模型為依據(jù)進(jìn)行案例相似性匹配檢索并選擇功能符號(hào);然后,對(duì)功能符號(hào)進(jìn)行結(jié)構(gòu)變異和組合以產(chǎn)生多種方案,并從產(chǎn)生的功能方案圖表中挑選合適的方案進(jìn)行具體化設(shè)計(jì);最后,通過(guò)案例的完善和擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)案例學(xué)習(xí),具體設(shè)計(jì)流程如圖1所示。3設(shè)計(jì)實(shí)例3.1案例統(tǒng)計(jì)分析與知識(shí)表達(dá)3.1.1自行車案例研究為科學(xué)系統(tǒng)地研究自行車案例,以臺(tái)灣全球自行車設(shè)計(jì)大賽(1996—2014年)獲獎(jiǎng)作品及設(shè)計(jì)網(wǎng)站Yankodesign(2013—2014年)為資料來(lái)源,共整理自行車設(shè)計(jì)案例465件。按其創(chuàng)新設(shè)計(jì)的方法,將其分為基本型(166件)、折疊型(122件)、功能創(chuàng)新型(153件)、自行車配件設(shè)計(jì)(24件)4大類。結(jié)合自行車的基本構(gòu)造,歸納出自行車的基本組成系統(tǒng)有:傳動(dòng)、控制、結(jié)構(gòu)、車輪及配件等5大系統(tǒng),對(duì)應(yīng)的自行車基本功能構(gòu)造如圖2所示,各系統(tǒng)涵義及功能構(gòu)造如表1所示。3.1.2自行車功能符號(hào)系統(tǒng)建構(gòu)傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、車輪系統(tǒng)是自行車必不可少的功能系統(tǒng),將其定義為基本功能符號(hào)系統(tǒng);配件系統(tǒng)則是自行車額外的附加功能系統(tǒng),將其定義為配件符號(hào)系統(tǒng)。除此之外,功能元素之間存在一定的連接關(guān)系,稱之為連接符號(hào)系統(tǒng),因此,基本功能符號(hào)系統(tǒng)、配件符號(hào)系統(tǒng)、連接符號(hào)系統(tǒng)共同構(gòu)成了自行車的功能符號(hào)系統(tǒng)。在功能符號(hào)的設(shè)計(jì)上,依據(jù)符號(hào)設(shè)計(jì)的直觀性、易識(shí)別性、可擴(kuò)展性原則,以各系統(tǒng)名稱的英文首字母(大寫)為主代碼,,用數(shù)字序?
(1)式中:Fe———功能知識(shí)描述;Fw———功能流;Fs———功能內(nèi)容;Fm———功能實(shí)現(xiàn)方法;Fo———功能結(jié)構(gòu)。為規(guī)范統(tǒng)一化,在功能內(nèi)容表達(dá)過(guò)程中,以Stone功能基詞匯為基礎(chǔ)并適當(dāng)補(bǔ)充一些詞匯,采用動(dòng)詞+名詞的動(dòng)賓結(jié)構(gòu)表達(dá):P′={V1+O1,V2+O2,…,Vn+On}(2)式中:P′———功能內(nèi)容描述的集合;V———?jiǎng)幼骰虿僮鳎籓———對(duì)象;贘avaEE平臺(tái),以MySQL為數(shù)據(jù)庫(kù),用戶界面采用Web前段CSS框架實(shí)現(xiàn),建立了一個(gè)面向自行車的案例知識(shí)庫(kù)系統(tǒng),圖3是案例功能知識(shí)表達(dá)圖。3.2案例的檢索與匹配3.2.1設(shè)計(jì)需求描述與目標(biāo)產(chǎn)品功能分析以移動(dòng)售賣車為例,前期研究表明,移動(dòng)售賣車的目標(biāo)用戶是商販,將售賣車作為移動(dòng)的商鋪進(jìn)行商品出售,目標(biāo)用戶的主要需求在于:外觀、安全、使用方便、經(jīng)濟(jì)等。根據(jù)用戶需求,目標(biāo)產(chǎn)品的核心功能為移動(dòng)、載物和售賣,使用方式主要為手推和騎乘兩種,其功能和使用情境與自行車相似,可借助自行車案例知識(shí)庫(kù)表2自行車功能符號(hào)系統(tǒng)對(duì)照表系統(tǒng)類型序號(hào)功能符號(hào)功能說(shuō)明及相似功能擴(kuò)展基本符號(hào)系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)T1踏板驅(qū)動(dòng)2電力驅(qū)動(dòng)3滑板驅(qū)動(dòng)…T1T2T3…人力為驅(qū)動(dòng)源,以腳踩動(dòng)踏板旋轉(zhuǎn)為主的驅(qū)動(dòng)電能驅(qū)動(dòng)為主,含太陽(yáng)能T21、風(fēng)能T22等人力為驅(qū)動(dòng)源,利用滑板方式驅(qū)動(dòng)為主…控制系統(tǒng)C1車把控制2拉桿控制…C1C2…以車把控制方向?yàn)橹饕岳瓧U控制方向?yàn)橹鳌Y(jié)構(gòu)系統(tǒng)S1標(biāo)準(zhǔn)車架2折疊車架3鞍座…S1S2S3…三角形結(jié)構(gòu)固定型的支架可用來(lái)折疊的車架用于騎乘者乘坐的裝置…車輪系統(tǒng)W1單輪行駛2雙輪行駛3變輪行駛…W1W2W3…前輪和后輪
【作者單位】: 湖北汽車工業(yè)學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院;
【基金】:2015年湖北省教育廳人文社科一般資助項(xiàng)目(2015Y099)
【分類號(hào)】:TP18;TB472
本文編號(hào):2546396
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