摘要：针对分布式资源环境下仿生学与创新方法集成应用于产品创新设计问题,提出一种基于抽取式问答(Extractive question answering,EQA)和公理化设计(Axiomatic design,AD)的产品仿生创新方法。首先,构建基于知识挖掘的生物文本及工程设计信息数据库,实现生物及工程数据的处理与储存。其次,构建基于EQA的问答系统并提出一种生物参数获取方法,从设计功能的角度匹配合适的生物参数。然后,以融合EQA和AD的产品仿生创新设计流程为基础,实现从用户需求到设计方案的转换,获得可行的产品设计方案。最后,开发了相应的仿生创新设计辅助软件系统,辅助设计者进行产品创新设计,并以紫外线消毒车设计为例,验证了所提出的产品仿生创新设计方法的可行性与有效性。

摘要：为了解决设计知识和单源数据驱动的传统需求挖掘方法过于依赖设计经验、需求挖掘不全面、缺乏需求预测等问题,提出新的主控式创新框架.以非结构化文本数据为对象,从用户角度对需求进行特征提取及分类;以产品运行大数据为对象,从产品角度挖掘用户需求;运用需求预测理论对未来产品隐性需求进行预测,构建数据驱动的主控式创新矩阵.相较于知识驱动为主的传统市场调研和单源数据的需求挖掘方法,所提框架显性需求挖掘更为客观全面,兼顾未来隐性需求挖掘.以某智能制造企业的迷你打印机为案例,验证了所提框架的有效性.

摘要：任何高价值创新产品的出现都将引来竞争者的关注和模仿,为了充分发挥创新产品的获利能力,企业需要围绕该产品进行有效的专利布局。为了提高专利布局的质量,在研究4种专利组合模式的设计实现原理和过程的基础上,结合企业市场地位和产业技术水平分析,提出基于专利组合模式的布局设计方法。首先依据KANO模型对用户需求进行分类,并在客户满意度调查基础上确定该产品的产业技术水平;然后依据企业的技术现状和目标任务确定其市场地位,从而选择合适的专利组合模式;最后依据不同专利组合模式设计实现过程,完成布局设计。所提方法可以为处于不同市场地位和产业技术水平的企业进行专利布局提供理论依据和方法指导。以中药发药机为例,验证产品的布局设计过程。

摘要：针对已有产品的再创新、创新方法选用及创新方向的明确性等问题,提出一种融合逆向工程(Reverse engineering,RE)和生物启发设计(Bio-inspired design,BID)的产品创新过程模型。首先,通过RE对已有产品进行分析,经过结构分解、行为匹配及功能构建等步骤,建立其功能模型;其次,以该模型为基础,搜集产品用户需求,通过需求进化分析、需求重要度计算及功能进化,得到产品概念的功能再创新,进而组合出产品新功能待求解模型;最后,以生物系统逆向工程建模方法为基础,搜索并整理生物案例。利用所建立的生物启发设计辅助系统求解产品新功能,得到产品再创新方案。以方舱医院医护人员用防护服为例,验证了RE与BID融合的产品创新方法具有较好的可行性。

摘要：为提升用户满意度及项目交付成功率,针对传统软件研发中对产品创新及用户创新偏好研究不足的问题,提出了面向特征考虑用户创新偏好的软件产品创新机会识别及优先级分析方法。首先,结合区间二元语义、质量功能展开(QFD)和决策实验与评估试验法(DEMATEL),将用户需求及重要度转换为软件产品的特征及重要度;其次,在利用创新Kano(I-Kano)模型分析用户创新偏好的基础上,运用多维技术创新地图提出的创新法则识别软件特征的创新机会,并量化创新机会的满意度;再次,采用由软件特征重要度、创新机会满意度及成本构成的ISC-Dim三维评价模型确定创新机会的优先度,并进行优先级排序;最后,以A公司《工作价值管理》系统的创新设计与开发为例,验证了所提方法的可行性和有效性。

摘要：为实现合理组织网络化设计环境下的设计资源并有效支持产品创新设计过程,激励设计者有效产生创新设计方案,提出一种面向服务架构的创新设计服务认知组合模型。根据设计者创新认知激励机理,对设计方法语义化描述构成的策略服务和知识资源同构化表达形成的知识服务进行组织,两类服务依据逻辑依赖和数据依赖关系构成产品创新设计流程,完成对产品概念设计的辅助和激励。以咖啡机的改良设计为例,阐述了平台中两类服务的组织过程,验证了该服务认知组合模型的有效性。

摘要：复杂产品的概念设计是用户、设计者、制造者、产品经理等多利益相关者参与的过程。为了支持多利益相关者参与的产品概念设计过程,基于多利益相关者的协商特点,建立了多利益相关者的产品概念设计过程模型,结合试验设计、响应面构建和数值寻优算法,提出了多利益相关者一致性协商方法,并制定了协商一致性条件不满足时的调整策略。最后以自助式轮椅概念设计中功能一致性协商过程为例,说明了该方法的具体应用。

摘要：分析了草图的内在属性及其对产品形态设计过程的重要辅助作用,提出了基于草图认知分析的产品形态设计研究方法。通过研究记忆系统中产品创意的产生机制,探索了草图表达与设计认知活动之间的内在联系。以儿童手机形态设计为例,进行了产品形态设计认知实验,利用口语分析法获取形态设计过程中的设计信息,通过对比分析设计过程中有经验工业设计师和新手在设计反复、认知活动、草图表现及思维转换中的不同,获得了有助于产品形态创新的设计规律,为设计教育实践提供了参考,并为计算机辅助产品形态设计系统的开发提供了依据。

摘要：为实现发明问题解决理论(Theory of inventive problem solving,TRIZ)中概念解到特定解的,从认知心理学角度分析产品创新设计问题的解决机理,提出一种多粒度多层次的知识组织模型,将设计知识按照TRIZ原理、功能、行为-流对、科学效应、领域五种属性进行标注,每种属性又包括概念、语义和事实资源三种层次结构,构建多属性多层次的本地知识库,为设计者提供本领域知识。此外通过语义本体推理和语义扩展从专利数据库和网络资源中获取近领域、远领域知识,在创新设计问题解决过程中推送给设计者,有利于激发设计者进行联想类比,支持其从不同粒度分析和解决问题。最后建立基于多粒度知识组织的创新设计问题解决模型和系统框架,并结合III型铁路扣件的概念设计示例说明该模型的应用。

摘要：人工自愈理论类比生物体自愈过程,为降低系统设计过程复杂性提供了新思路。目前人工自愈理论研究多集中在结构和参数层面,功能层面人工自愈理论的相关研究较少。将人工自愈理论与设计过程复杂性理论结合,提出基于设计过程复杂性的功能自愈设计过程模型,功能自愈是对人工自愈理论中结构自愈与参数自愈的有益补充,旨在功能层面降低系统复杂性,提高系统自愈能力;在概念设计阶段,通过功能元-功能模型的转化方式,应用TRIZ中的功能等级算法,对系统功能按类型进行划分,依据功能等级进行排序,提出功能自愈优先级判别标准;通过在系统中构建功能周期,提高系统功能实现概率,并在功能周期中为目标功能赋予功能自诊断,功能自恢复的能力扩展功能周期,进一步提高系统功能实现概率,与系统结构自愈参数自愈结合,提高系统人工自愈能力,最后通过智能光伏除尘系统设计过程验证功能自愈理论的科学性。