摘要：Functional knowledge integration is the initial and core phase of a design process. It is the key phase to ensure that the functional requirement of the design product can be appropriately complied with, and its result is also the rudiment of the subsequent detailed design work. If this important phase can be supported by an increasingly distributed resource environment, and be automated such that its completion requires less manual work, the efficiency of the design process would be largely improved and its ability to promote innovation would be enhanced. Therefore, this study involved a detailed analysis of the functional knowledge integration of the design process, as well as the proposal of a corresponding running model. Based on the model, a computational algorithm and an evaluating method were established to automate functional knowledge integration. A corresponding computer program was developed to prove the feasibility of this approach, and it was used to design a solarpowered wiper blade.

摘要：A point on the distinction between design and science is given and the connotations of design science are discussed in the paper. Design should be understood as the first step of all human's purposeful activity,which is a daily behavior for everyone. Four laws are summarized,which describe the basic patterns of design and are the constituents of design science. They are the law of design based on existed knowledge,law of incompleteness of design knowledge,law of design centered on new knowledge acquirement and law of competitiveness of design knowledge. The four basic laws show the knowledge essence of design. To enrich the existed knowledge,to make it convenient to be used,to teach designers with high intuition and inspiration in picking useful elements of existed knowledge and shaping competitive ideas and to have strong new knowledge acquirement facility are the basic conditions of good designs. Study of design science will promote the structure of traditional engineering education. An important conclusion is derived that there will be no successful innovation without good design.

摘要：文章分析了1945年范内瓦·布什给美国总统罗斯福的报告,以及2020年拉什·霍尔特为报告撰写的导读以及相关评论中可能给予我国推进科技创新战略的启发。研究结果表明,从科学研究到实际应用的线性模型或象限模型都说明取得创新成果之前,有若干需要深入细致研究的不同特性,需要不同慎重对待的阶段,包括基础研究、应用研究、开发和生产经营,其中特别强调了基础研究的重要性。文章分析了以创新而不是科学研究为抓手固然有更强大的号召力,然而如果不充分研究得到创新成果前各个阶段的特点和采取适合时代进步和我国国情的有效应对措施,我们的科技创新战略将事倍功半。同时,文章也关注了这些报告和评论的重要缺陷,它们都没有提及知识在这些阶段之间流动这一极其重要的事实,没有提及控制知识流动的是对承前启后具有决定意义的、连接这些阶段的设计环节,没有提及设计的基本共同规律和要共同遵守的法则——设计科学这样一个基础研究领域,因而未能阐明知识在这些阶段中流动所产生的作用,特别是未能指出设计是知识流向创新的桥梁和纽带,设计可能使科学研究成果流向有利于社会发展的创新,也可能使科学研究成果流向危害社会的灾难。这些报告和评论未能就不同时代和不同国情对科学、人才、知识之间联系和政策措施的不同作出本质上的阐述——这也是我国推进科技创新战略需要特别注意研究的。基于以上认知,文章提出中国在科技创新中处理科学、人才和知识关系上,需要有一条不同的道路,并概括介绍了一个研究20多年的关于这条道路的解决方案——分布式设计知识资源环境。

摘要：低速机结构复杂,其关键摩擦副的性能对船舶运营的经济性、安全性和稳定性有重要影响,然而,目前对低速机摩擦学问题的理论和试验研究很少。对船用低速机关键摩擦副进行建模分析,并对摩擦力进行无线测量验证。结合多体动力学和混合润滑理论建立了低速机关键摩擦副的多学科耦合仿真模型,实现对各摩擦副性能的预测;进而,基于间接测量思想,提出了低速机移动副摩擦力无线测量方法并开发了测量系统,在发火工况下实现了摩擦力的在线测量。研究结果显示:低速机摩擦力的仿真结果与试验结果趋势吻合,仿真和试验的最大摩擦力误差小于5%;十字头轴承的仿真载荷与试验载荷也吻合较好;低速机填料函的系统油消耗量仿真结果与试验观测值的误差小于3%。相关结果证明了所提建模和测量方法的可行性,为低速机摩擦学设计和节能减排提供了支持。

摘要：功能设计是复杂系统设计开发中极其重要的任务,需要依靠正向开发方法来保障功能设计的正确性和完整性.为此,以民用飞机的飞行控制系统(飞控系统)为例,提出面向正向开发的功能设计方法.首先,借助系统建模语言建立飞机级到系统级再到部件级的功能需求关系模型;然后,按照SAE ARP4754A民用飞机系统开发指南中的安全性评估方法分析安全性需求,并结合功能需求构建飞控系统的功能知识集;最后,采用功能单元方块图和功能集成方块图对飞控系统进行功能建模.该方法对复杂系统的功能设计具有借鉴意义.

摘要：中国制造业要实现由大向强的转变,需要重视产品创新,从需求出发开展原创性设计。复杂产品的创新性设计决策,需要有大量的设计知识支撑,而知识积累往往需要长期和大量的投入,大多数企业都难以在短期内实现。设计知识服务方法,对破解企业设计过程中的知识积累不足难题,和形成专业化分工下的集群式创新,具有重要的意义。针对设计知识服务的发展和困难进行了分析,并阐述了知识服务环境形成过程中的思路。

摘要：基于代表性学术观点的变化对设计,特别是以设计科学为命题的研究的发展历程进行了分析.该历程表现为从关注设计方法到研究知识在设计中的行为,从研究物质产品的设计到认为物质产品、精神产品和社会产品都应该遵循同样的公理进行设计.进一步的研究表明:设计本质上是一个知识流动、集成、竞争和进化的过程,而知识在社会上流动所产生的对设计竞争力的影响大于其在设计师(或团队)头脑中流动所产生的影响,特别是对于创新的影响;完成一个成功的设计,不仅仅需要设计的过程知识,而且需要设计的构成知识,因而提出了知识供给和知识高效运用的诸多问题;设计不仅仅是技术问题,更是具有极其重要社会影响的问题,设计有必须共同遵守的原则.在此基础上,针对一个需求-功能-结构-行为(RFSB)设计模型展开研究,其中:功能知识集成算法已经取得较大的进展;而结构知识集成则由于结构知识十分复杂而尚未获得合适的知识表达方案,需要人工参与.

摘要：在万众创新口号的召唤下,与知识服务相关的网站如雨后春笋般地涌现。成功的创新离不开正确的设计,正确的设计离不开充分的知识供给,而许多网站对所从事服务的理解存在一些误区,他们所提供的知识实际上不能直接支持设计,不利于知识在设计竞争中的高效运用。从设计科学中关于设计知识的基本定律出发,以中国工程院CKCEST当前提供的服务为例,分析了设计对基于互联网的知识服务的特殊要求和走出误区的途径,并用所在团队在过去20年中所做过的案例说明这些观点。

摘要：设计理论在长期发展过程中,产生的名词、定义和概念很多,而且同一个名词常常有不同的定义和不同的理解,也就是不同的概念。现代设计理论在自己的发展中,通过对现代经济特点和制造业变化的研究,逐步赋予许多名词以新的定义和概念,它们已经成为现代设计理论发展的基础。经验告诉人们,如果各自根据不同定义来理解现代设计理论的原理,则往往会导向不同的结论,所以推动这些名词在现今条件下应有内涵的研究是十分重要的任务。着重对性能、约束、需求、特征、需求驱动以及状态等定义和概念进行了讨论,通过介绍这些定义和概念形成的背景和过程,说明它们在现代设计理论研究中新的内涵和应用。

摘要：讨论了阅读国外有关政策方面的文献或书籍时应有的态度,例如《欧洲工业的未来——欧洲制造业2030》(简称《欧制2030》),需将研究对象看成是一个物理心理社会系统(PPSS),而不是现在比较时兴的一个信息物理系统(CPS)。《欧制2030》谈到了欧洲制造业的愿景,但它涉及的不是制造业整体,而是寻求因产品的生产转移到不发达国家而产生的失业和收支不平衡问题的解决方案。中国制造业不是同样的问题,中国制造业从新中国成立开始,经历了两次大规模的转型发展,现在正面临第3次转型。中国制造业的根本问题是设计竞争力不够,而设计竞争力的基础是知识。面对数字化时代大发展,欧洲在对制造业的知识供给方面有丰富的经验,而中国却始终未能将知识供给和制造业的设计竞争力紧密联系起来。分析了知识供给和知识高效运用在数字化时代可能的发展模式,这是中国制造业弯道超车的机会。