设计知识重用的模式

由于设计任务不同、设计知识种类不同、应用场景不同,设计过程对设计知识的应用方式也不尽相同。通过研究和分析,发现产品设计过程中设计人员普遍采用几种固定的模式使用产品设计知识,本书将这些模式归纳为参考模式、导引模式、自动模式和协助模式。以上四种知识重用模式对设计人员的辅助作用依次递增。在参考模式中,系统提供给设计人员一组设计知识,并且以知识地图的方式呈现这些设计知识之间的关系,设计人员通过查看这些设计知识自主做出设计决策;导引模式则更进一步,首先给出问题分解、分析、综合的问题解决流程,同时在流程中给出每个步骤所需要的设计知识,这样就相当于把过去解决问题的过程封装起来提供给设计人员,设计人员只要按照流程执行就能解决问题;在自动模式中,设计人员可以直接调用已封装、可直接运行并生成相应结果的设计知识,例如以往的某零部件模型可以通过参数化技术产生新的模型;在协助模式中,设计人员可以直接找到与当前问题相关的设计专家,寻求专家帮助来解决设计问题。

1.参考知识重用模式

在产品设计过程中,设计人员往往需要参考大量的设计知识,例如方案、约束、手册、标准等,才能做出最终的设计决策。在这种情况下,设计人员需要更多的设计知识来形成设计决策,设计人员了解的产品相关信息越多,设计决策良好的概率就越高。相关设计知识中包括可能存在的问题、可行的设计方案以及相关的设计专家等。

参考知识重用模式指的是设计人员在设计过程中检索和浏览与设计任务相关的设计知识。在参考知识重用模式中,设计人员需要快速找到与当前任务相关的设计知识,并且能够对设计知识进行扩展以找到更多相关的软件工具。参考模式一般出现于产品设计过程中的需求分析、功能设计和概念设计阶段。为了支撑参考模式,可以利用推送算法或者检索算法计算与当前任务相关的设计知识。

2.导引知识重用模式

对于经验不够丰富的设计人员,可能面临很多具体的设计问题。这种情况下,不仅需要提供相关的设计知识,还需要提供解决问题的流程,并将这些设计知识按照问题解决流程重新组织。设计人员可以按照问题解决流程的指引来分解并解决设计问题。

导引知识重用模式指的是将设计知识按照问题解决流程进行重组,以流程和设计知识集成的方式来提供知识服务,使设计人员更容易应用设计知识。导引知识重用模式一般出现于产品设计过程的功能设计阶段和概念设计阶段。为了支撑导引知识重用模式,需要将问题解决流程进行封装并设置设计知识与问题解决流程中每一个步骤的关联关系,或者采用知识地图的方式引导设计人员快速定位所需的设计知识。(www.xing528.com)

3.自动知识重用模式

产品设计中有很大一部分是变型设计,即通过重用以往的设计模型和算法实现新产品的设计。几何模型、算法以及规则等可编码知识都是设计过程中重要的设计知识。因此,通过对这一部分知识进行管理和重用能够较大幅度地减少设计过程中的重复性工作。

自动知识重用模式指的是设计人员使用被封装的几何模型、算法以及规则等完成当前的设计任务。这种知识重用模式有利于将设计人员从重复性工作中解放出来,使其更关注于产品创新。自动知识重用模式经常出现在产品设计过程的概念设计阶段和详细设计阶段,这是由于以上两阶段具有很多模型设计和算法应用,并且是一个不断重复的过程。为了支撑自动知识重用模式,需要采用一种标准的方式对几何模型、算法和规则等进行封装,并通过特定的协议公开封装的功能。

4.协助知识重用模式

由于产品设计过程的多学科性以及复杂性,设计人员无法具备设计复杂产品所需要的全部知识。因此,不同学科的设计人员之间的合作和交流就变得十分重要。在遇到设计问题的初始阶段,设计人员可以通过知识检索和知识浏览的方式获得解决问题的设计知识。然而,设计人员并不总能通过这种方式获得所需要的设计知识。因此,在遇到设计问题时,能够快速找到相关领域的专家是十分必要的。

协助知识重用模式指的是在遇到设计问题时,设计人员能够直接找到与该问题相关的领域专家来帮助解决问题。协助知识重用模式在产品设计的全过程中都有可能出现,因此,需要一种技术来实现设计问题和领域专家之间的映射。从信息技术的角度,实现这种知识重用模式的关键问题是如何实现设计问题与领域专家的设计知识之间的映射。该问题可以通过两个步骤来实现:第一个是领域专家的建模技术,该技术用以描述领域专家的特有经验;第二个是设计问题和领域专家之间的映射算法。