面向過程的工業(yè)設(shè)計知識地圖構(gòu)建

萬坤+周夢宇+張明輝

摘要：通過知識地圖的構(gòu)建的方法，可以有效地推動工業(yè)產(chǎn)品的創(chuàng)新。如果要想實現(xiàn)知識地圖的合理應(yīng)用必須要從工業(yè)設(shè)計的知識概念入手，全面剖析設(shè)計過程應(yīng)該注意的原則和問題，才能把知識地圖構(gòu)建起來，實現(xiàn)它的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：工程設(shè)計；設(shè)計過程；知識地圖；構(gòu)建

工程設(shè)計是一種知識密集型創(chuàng)新行業(yè)，在增強企業(yè)競爭力方面有著舉足輕重的作用。工業(yè)設(shè)計行業(yè)為傳統(tǒng)的產(chǎn)品的再一次重生創(chuàng)造了機會，這其中得益于知識管理在跨專業(yè)共享設(shè)計知識、輔助設(shè)計決策、創(chuàng)新設(shè)計方案以及轉(zhuǎn)換個體、組織經(jīng)驗等各方面領(lǐng)悟的大力支持。[1]本文在了解工程設(shè)計概念的基礎(chǔ)上，利用了不同的設(shè)計過程模型建立了知識地圖的體系，實現(xiàn)了只是創(chuàng)新的目的。

1.工業(yè)設(shè)計的知識概念

工程設(shè)計的知識概念要從兩方面入手。第一，從產(chǎn)品設(shè)計來說，工程師設(shè)計師們通過工程設(shè)計知識來達(dá)到發(fā)展產(chǎn)品的目的，而一般這些工程設(shè)計知識是由以往的設(shè)計教育經(jīng)驗總結(jié)出來的，它橫跨了藝術(shù)學(xué)、美術(shù)學(xué)、心理學(xué)以及機械工程學(xué)等眾多學(xué)科。第二，工程設(shè)計意識不僅具有抽象的概念，更以具體的物像形式存在著，簡單地說它能不能通過顯性的形式表現(xiàn)出來。因此，用一句話概括來說，就是工業(yè)設(shè)計知識是以具體案例存儲下來的知識，這些案例被看做是知識獲取的良好途徑。

2.過程模型的設(shè)計

有了工業(yè)設(shè)計知識的支撐就可以進行工業(yè)設(shè)計過程模型的開發(fā)，但是這一模型開發(fā)過程也是有科學(xué)性的。

2.1模型的構(gòu)建原則

（1）通用性原則。過程模型的設(shè)置可以是抽象的，但是要做到能反映各種不同類型產(chǎn)品、設(shè)計項目的開發(fā)過程。

（2）動態(tài)性原則。所謂動態(tài)性，就是要求過程模型能夠隨著產(chǎn)品開發(fā)現(xiàn)狀能夠不斷地實現(xiàn)隨意地調(diào)整和改變。

（3）交叉性原則。這也是與工程設(shè)計的知識概念相吻合的，過程模型的建立要能夠支持各個領(lǐng)悟的開發(fā)人員開發(fā)與合作，從而反映出各個領(lǐng)域的知識。

2.2設(shè)計過程模型的構(gòu)建

這一模型的構(gòu)建要在充分尊重以上所提到的三種構(gòu)建原則的基礎(chǔ)上進行，具體可以操作以下步驟。

第一，可以通過案例調(diào)查、個體走訪和問卷等的形式收集各類有關(guān)設(shè)計過程的信息；第二，通過調(diào)研有關(guān)設(shè)計過程領(lǐng)域的形成理論文獻(xiàn)作為參考；第三，采用分類和不同層次抽象歸納的方法建立，這種抽象粒度的框架模型可以分為5個抽象層面，分別是時期、層面、階段、任務(wù)和活動，是一個實現(xiàn)從抽象到具體的設(shè)計過程。

3.知識地圖的構(gòu)建

3.1知識地圖的構(gòu)建過程

知識地圖是在工程設(shè)計過程模型的基礎(chǔ)上建立起來的，它是利用可視地圖的形式對設(shè)計知識資源進行導(dǎo)航。[2]構(gòu)建過程如下：

第一，選擇一定抽象粒度的設(shè)計過程模型，建立知識地圖。把知識節(jié)點關(guān)聯(lián)起來的方式構(gòu)建工程設(shè)計知識體系；第二，通過具體的設(shè)計案例，全面的調(diào)整和標(biāo)記知識地圖中的節(jié)點；第三，知識地圖的各節(jié)點的輸入和輸出知識本體在這時候都要建立起來，同時要特別注重產(chǎn)品開發(fā)過程中各階段知識資源的聯(lián)系性；第四，重視使用和創(chuàng)新工業(yè)設(shè)計知識。利用好可視化地圖和知識鏈接，積極從設(shè)計案例中汲取和搜索相關(guān)的設(shè)計知識。

3.2知識節(jié)點的內(nèi)容和構(gòu)造

上述粗略提到了知識地圖中的節(jié)點設(shè)計階段，也明確了節(jié)點相關(guān)領(lǐng)域知識本體。

知識節(jié)點通過槽、槽值、側(cè)面和側(cè)面值逐層排放相應(yīng)的知識點和數(shù)值，呈現(xiàn)出一個框架的樹形結(jié)構(gòu)圖，看起來比較直觀，維護起來也比較方便，有效地避免了雜亂無章的感覺。這一知識節(jié)點被定義為Node ontology=（I，O），其中I為進入知識節(jié)點條件的概念有限集，O也就為輸出知識節(jié)點的概念有限集，通過這兩者的變化，可以展示設(shè)計狀態(tài)和知識情景，以此來說明相關(guān)知識因素之間的關(guān)系。[3]

由于模型在設(shè)計的時候依據(jù)動態(tài)性原則，通過對各個知識節(jié)點以及節(jié)點指向操作，其中這種節(jié)點的操作包括節(jié)點的合并、分裂、修剪、插入和變異，從而使知識地圖可以適應(yīng)多種復(fù)雜多樣的對象。

3.3知識地圖的功能特征

第一，有助于表現(xiàn)知識的整體。通過所展示的設(shè)計過程模型，可以讓知識更立體飽滿，能夠更好地利用起來。

第二，有助于獲取各方面的知識。一方面，可以通過設(shè)計過程中的知識節(jié)點獲得不同于本領(lǐng)域的知識，發(fā)現(xiàn)內(nèi)在的關(guān)系；另一方面，可以將待解決的問題或者實施方案等按照知識本體輸入，由黑箱操作成為白箱，讓隱性的知識向顯性方面轉(zhuǎn)化。

第三，有助于知識創(chuàng)新，產(chǎn)生新的知識結(jié)構(gòu)，不僅推動隱性知識向顯性轉(zhuǎn)化，更利于個人的隱性和顯性意識向集體顯性方面轉(zhuǎn)變，為企業(yè)的資源發(fā)展推波助瀾。

4.知識地圖的應(yīng)用

在一些注重創(chuàng)新的行業(yè)，比如家具行業(yè)，每年都會要求對產(chǎn)品的樣式變化提出新要求。這時候，這些公司往往會選擇知識地圖系統(tǒng)為他們服務(wù)，對于家具設(shè)計知識地圖的業(yè)務(wù)流程來說，主要包括案例的獲取、知識框架的建立、知識地圖的繪制以及最后的知識檢索五個環(huán)節(jié)就可以使他們在比較短的時間內(nèi)研發(fā)出更多風(fēng)格結(jié)構(gòu)和功能的新產(chǎn)品適應(yīng)市場需求。

在未來，知識地圖作為一種新型的知識管理工具仍然需要深入其中積極探索，讓其不斷造福與人類。

參考文獻(xiàn)：

[1]王眾托.知識系統(tǒng)工程[M].北京：科學(xué)出版社，2004.

[2]蘇海，蔣祖華，伍宏偉.面向產(chǎn)品開發(fā)過程知識地圖的構(gòu)建[J].上海交通大學(xué)學(xué)報，2005，39（12）：2034-2039.

[3]潘旭偉.集成情景知識管理中幾個關(guān)鍵技術(shù)的研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2005.endprint