復(fù)雜產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)

1、3.2課題題主要研研究技術(shù)術(shù)的國內(nèi)內(nèi)外發(fā)展展現(xiàn)狀與與趨勢，課課題主要要研究技技術(shù)國內(nèi)內(nèi)外專利利授權(quán)情情況(1)、國國內(nèi)外發(fā)發(fā)展趨勢勢在經(jīng)濟(jì)全球球化的發(fā)發(fā)展趨勢勢下，先先進(jìn)制造造業(yè)的發(fā)發(fā)展面臨臨著新的的挑戰(zhàn)：（1）經(jīng)濟(jì)濟(jì)增長方方式從資資源資本本要素投投入型向向知識(shí)技技術(shù)投入入型、增增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)業(yè)核心競競爭力方方向轉(zhuǎn)變變；（22）在發(fā)發(fā)展中國國家以規(guī)規(guī)模擴(kuò)展展為中心心的科技技產(chǎn)業(yè)結(jié)結(jié)構(gòu)調(diào)整整和升級(jí)級(jí)時(shí)，發(fā)發(fā)達(dá)國家家由200世紀(jì)900年代的的資本密密集、技技術(shù)密集集型轉(zhuǎn)向向?yàn)橹R(shí)識(shí)密集、高高技術(shù)、高高附加值值的新經(jīng)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)業(yè)；（33）先進(jìn)進(jìn)制造業(yè)業(yè)開始逐逐步從直直接生產(chǎn)產(chǎn)領(lǐng)域退退出，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向以輸輸出專利利

2、技術(shù)等等知識(shí)產(chǎn)產(chǎn)權(quán)、品品牌為主主的委托托加工生生產(chǎn)，將將有關(guān)制制造和生生產(chǎn)加工工向發(fā)展展中國家家轉(zhuǎn)移。（4）先進(jìn)制造業(yè)競爭已由資源和勞動(dòng)力競爭轉(zhuǎn)向技術(shù)和人才競爭，競爭的界面前移到技術(shù)和產(chǎn)品的研究開發(fā)、產(chǎn)業(yè)化乃至基礎(chǔ)性研究和應(yīng)用研究開發(fā)階段，使科技競爭成為先進(jìn)制造業(yè)競爭的關(guān)鍵因素。為了順應(yīng)這這樣的變變革，從從20世紀(jì)紀(jì)90年代代開始，基基于信息息技術(shù)革革命，企企業(yè)的管管理思想想與方法法發(fā)生了了根本性性的變化化，企業(yè)業(yè)組織形形式也發(fā)發(fā)生了變變化，這這些變化化在先進(jìn)進(jìn)制造業(yè)業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)導(dǎo)者跨國公公司中得得到了很很好的發(fā)發(fā)展與發(fā)發(fā)揮，并并將成為為新型全全球化方方式而發(fā)發(fā)展下去去。這種種變化的的主要特特征是

3、：廣泛利利用別國國的生產(chǎn)產(chǎn)設(shè)施與與技術(shù)力力量，在在自己可可以不擁擁有生產(chǎn)產(chǎn)設(shè)施與與制造技技術(shù)的所所有權(quán)的的情況下下，制造造出最終終產(chǎn)品，并并進(jìn)行全全球銷售售。主要要有兩種種形式：一是制制造業(yè)公公司掌握握產(chǎn)品設(shè)設(shè)計(jì)、關(guān)關(guān)鍵技術(shù)術(shù)，授權(quán)權(quán)國外生生產(chǎn)廠商商按其要要求生產(chǎn)產(chǎn)產(chǎn)品，自自己則在在全球建建立營銷銷網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)進(jìn)行產(chǎn)品品的廣告告宣傳與與銷售及及提供售售后服務(wù)務(wù)。二是是制造業(yè)業(yè)公司在在全球范范圍內(nèi)建建立零部部件的加加工制造造網(wǎng)絡(luò)，自自己負(fù)責(zé)責(zé)產(chǎn)品的的總裝與與營銷。制制造業(yè)全全球化，使使制造業(yè)業(yè)的資源源配置由由一國范范圍擴(kuò)大大到全球球范圍，生生產(chǎn)、營營銷、資資本運(yùn)作作、服務(wù)務(wù)以及研研究開發(fā)發(fā)均推向向全

4、球化化，導(dǎo)致致世界制制造業(yè)在在全球范范圍的重重新分布布和組合合，即國國際產(chǎn)業(yè)業(yè)分工格格局的重重組。企企業(yè)通過過國際互互聯(lián)網(wǎng)、局局域網(wǎng)和和內(nèi)部網(wǎng)網(wǎng)，與世世界上其其它合作作伙伴組組建動(dòng)態(tài)態(tài)聯(lián)盟，從從一個(gè)無無國界的的大市場場中實(shí)現(xiàn)現(xiàn)異地設(shè)設(shè)計(jì)、異異地制造造和遠(yuǎn)程程銷售。隨隨之，制制造業(yè)企企業(yè)的生生產(chǎn)方式式、經(jīng)營營管理、企企業(yè)結(jié)構(gòu)構(gòu)與地區(qū)區(qū)、社會(huì)會(huì)的協(xié)調(diào)調(diào)發(fā)展等等方面均均在發(fā)生生巨大的的變化。進(jìn)進(jìn)而表現(xiàn)現(xiàn)在從以以增長導(dǎo)導(dǎo)向型管管理轉(zhuǎn)向向以價(jià)值值導(dǎo)向型型管理，并并進(jìn)一步步優(yōu)化包包括采購購、生產(chǎn)產(chǎn)、銷售售、物流流、售后后服務(wù)等等價(jià)值鏈鏈的結(jié)構(gòu)構(gòu)。價(jià)值值導(dǎo)向型型管理模模式注重重長期價(jià)價(jià)值的創(chuàng)創(chuàng)造。世世界特別

5、別是亞洲洲經(jīng)濟(jì)布布局，及及產(chǎn)業(yè)結(jié)結(jié)構(gòu)都將將產(chǎn)生巨巨大變化化。越來來越多的的企業(yè)開開始利用用新的商商務(wù)模式式、信息息技術(shù)及及戰(zhàn)略聯(lián)聯(lián)盟等手手段，進(jìn)進(jìn)一步優(yōu)優(yōu)化包括括采購、生生產(chǎn)、銷銷售、物物流、售售后服務(wù)務(wù)等業(yè)務(wù)務(wù)鏈，引引發(fā)出以以業(yè)務(wù)驅(qū)驅(qū)動(dòng)的企企業(yè)集群群的協(xié)同同設(shè)計(jì)、制制造和管管理。同時(shí)，在當(dāng)當(dāng)今高度度競爭的的經(jīng)濟(jì)環(huán)環(huán)境中，商商務(wù)需求求總是驅(qū)驅(qū)動(dòng)技術(shù)術(shù)路線的的發(fā)展。為為了應(yīng)對對日益高高漲的客客戶需求求和動(dòng)態(tài)態(tài)競爭，公公司面對對以下巨巨大壓力力：（11） 為為客戶提提供大批批量定制制的產(chǎn)品品而不斷斷縮短產(chǎn)產(chǎn)品到市市場的前前提期；（2）通過過大批量量生產(chǎn)來來提高生生產(chǎn)容量量；（33）通過過提高產(chǎn)產(chǎn)品

6、生命命周期中中的效率率來加快快盈利的的時(shí)間。這這些商務(wù)務(wù)需求驅(qū)驅(qū)動(dòng)了相相應(yīng)的技技術(shù)技術(shù)術(shù)發(fā)展需需求，包包括：（1）加速產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)與開發(fā)，（2）提高制造/供應(yīng)的能力和容量，（3）從生命周期的效率提高盈利能力。為了應(yīng)對這樣的挑戰(zhàn)，在過去幾十年，通過先進(jìn)制造技術(shù)的支持，制造工業(yè)已經(jīng)從以規(guī)模經(jīng)濟(jì)為優(yōu)勢的大批量生產(chǎn)，轉(zhuǎn)變到以優(yōu)化企業(yè)內(nèi)部流程的并行工程，以及到利用創(chuàng)新來提高新產(chǎn)品的開發(fā)能力和企業(yè)的競爭力12。為了很快地地響應(yīng)不不斷變化化的市場場的需求求，各成成員公司司需要以以實(shí)時(shí)的的方式和和客戶、制制造商、供供應(yīng)商緊緊密協(xié)同同工作。相相應(yīng)地，制制造業(yè)中中的商務(wù)務(wù)模型也也從基于于庫存的的生產(chǎn)，到到基于訂訂

7、單的加加工，到到基于訂訂單的工工程，到到基于訂訂單的配配置，到到基于訂訂單的設(shè)設(shè)計(jì)，以以及在不不久的將將來的基基于訂單單的創(chuàng)新新。用以以支撐這這些商務(wù)務(wù)模型的的關(guān)鍵技技術(shù)也從從大批量量生產(chǎn)，到到柔性制制造系統(tǒng)統(tǒng)，到基基于知識(shí)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)的制造造，到產(chǎn)產(chǎn)品客戶戶化，到到產(chǎn)品知知識(shí)重用用，到產(chǎn)產(chǎn)品創(chuàng)新新設(shè)計(jì)34。因因此，企企業(yè)群業(yè)業(yè)務(wù)協(xié)同同被當(dāng)今今知名學(xué)學(xué)者5566、應(yīng)應(yīng)用企業(yè)業(yè)78認(rèn)為是是企業(yè)研研發(fā)信息息化軟件件市場的的下一次次浪潮。當(dāng)公司趨向向于向提提供更好好的以客客戶為中中心的產(chǎn)產(chǎn)品和服服務(wù)來更更快地滿滿足客戶戶的需求求以提高高市場占占有率和和市場容容量從而而不斷地地增加收收益的時(shí)時(shí)候，產(chǎn)產(chǎn)品

8、創(chuàng)新新設(shè)計(jì)關(guān)關(guān)鍵技術(shù)術(shù)和應(yīng)用用系統(tǒng)在在現(xiàn)代價(jià)價(jià)值鏈中中變得日日益重要要。為了了滿足這這樣的需需求，產(chǎn)產(chǎn)品創(chuàng)新新設(shè)計(jì)最最近被認(rèn)認(rèn)為是一一種新的的、從概概念到產(chǎn)產(chǎn)品生命命結(jié)束的的貫穿整整個(gè)價(jià)值值鏈的商商務(wù)戰(zhàn)略略方法，它它被用來來集成人人員、流流程、和和技術(shù)以以支持產(chǎn)產(chǎn)品全生生命周期期的協(xié)同同創(chuàng)新，涵涵蓋設(shè)計(jì)計(jì)、制造造、管理理、分發(fā)發(fā)，和充充分利用用產(chǎn)品資資產(chǎn)，包包括數(shù)據(jù)據(jù)、信息息、知識(shí)識(shí)等。航空航天、發(fā)發(fā)電設(shè)備備、汽車車產(chǎn)業(yè)是是復(fù)雜產(chǎn)產(chǎn)品而且且迫切需需要?jiǎng)?chuàng)新新設(shè)計(jì)系系統(tǒng)支撐撐的典型型行業(yè)。這這樣的一一個(gè)企業(yè)業(yè)同時(shí)有有多達(dá)幾幾個(gè)到十十幾個(gè)新新產(chǎn)品的的同步開開發(fā)，每每個(gè)新產(chǎn)產(chǎn)品有幾幾千到幾幾萬個(gè)零零部

9、件、幾幾百到幾幾千家供供應(yīng)商緊緊密協(xié)同同工作。將將各種產(chǎn)產(chǎn)品零部部件組裝裝在一起起進(jìn)行整整個(gè)產(chǎn)品品的性能能匹配，使使各項(xiàng)指指標(biāo)達(dá)到到最佳或或較佳，則則是非常常困難的的。有數(shù)數(shù)據(jù)表明明，以汽汽車行業(yè)業(yè)為例，盡盡管汽車車零部件件供應(yīng)商商可以降降低單個(gè)個(gè)零部件件設(shè)計(jì)成成本400，而而這些零零部件裝裝配成整整車后，由由于性能能匹配上上的問題題，實(shí)際際上只降降低了220的的成本。因因而，問問題的復(fù)復(fù)雜程度度隨著新新產(chǎn)品開開發(fā)數(shù)量量的增加加呈幾何何級(jí)數(shù)增增加。這這就造成成了企業(yè)業(yè)期望較較多數(shù)量量的新產(chǎn)產(chǎn)品開發(fā)發(fā)與企業(yè)業(yè)有限資資源的矛矛盾，特特別是在在眾多有有限資源源不能及及時(shí)地被被獲取和和利用時(shí)時(shí)，就顯顯

10、得更為為突出。存存在的瓶瓶頸問題題主要包包括：（1）產(chǎn)品工程設(shè)計(jì)過程中，缺乏設(shè)計(jì)過程中實(shí)時(shí)的大型設(shè)計(jì)計(jì)算、仿真與優(yōu)化能力，使各種計(jì)算機(jī)服務(wù)設(shè)計(jì)效率低下。（2）產(chǎn)品設(shè)計(jì)出現(xiàn)的問題不能及時(shí)地被發(fā)現(xiàn)，需要到生產(chǎn)制造時(shí)才能被修正，從而增加了新產(chǎn)品開發(fā)的成本和推遲了產(chǎn)品的上市時(shí)間。（3）產(chǎn)品開發(fā)過程中，具有結(jié)構(gòu)/性能匹配關(guān)聯(lián)的汽車零部件的多供應(yīng)商間并行開發(fā)缺少信息互通的渠道。往往需要在等大家都完成了設(shè)計(jì)，開發(fā)了模具，加工了樣品以后才發(fā)現(xiàn)尺寸不匹配，性能不吻合等問題，從而增加了供應(yīng)商零部件的設(shè)計(jì)時(shí)間與開發(fā)成本。（4）產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，不能及時(shí)地獲取眾多供應(yīng)商的生產(chǎn)能力、生產(chǎn)負(fù)荷等情況，設(shè)計(jì)的內(nèi)容需要經(jīng)過多次

11、的反復(fù)修正，從而延長了工程設(shè)計(jì)的時(shí)間。（5）在進(jìn)行整個(gè)產(chǎn)品預(yù)試生產(chǎn)和試生產(chǎn)階段，由于眾多供應(yīng)商及總裝生產(chǎn)企業(yè)的資源不能被實(shí)時(shí)地協(xié)同共享，及過去的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)不能很好地被借鑒，試生產(chǎn)中產(chǎn)品出現(xiàn)的問題不能被及時(shí)地發(fā)現(xiàn)，更不能及時(shí)地被解決。 因此，以航航空航天天、發(fā)電電設(shè)備、汽汽車產(chǎn)業(yè)業(yè)未背景景來研究究和驗(yàn)證證復(fù)雜產(chǎn)產(chǎn)品創(chuàng)新新設(shè)計(jì)技技術(shù)與系系統(tǒng)具有有較為典典型的代代表性。（2）、國國內(nèi)外發(fā)發(fā)展現(xiàn)狀狀復(fù)雜產(chǎn)品品創(chuàng)新設(shè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)統(tǒng)支持，從從最初的的概念、到到設(shè)計(jì)、工工程、投投放、生生產(chǎn)、使使用和最最終的處處置，對對一系列列產(chǎn)品、流流程、和和服務(wù)的的設(shè)計(jì)。它它協(xié)同設(shè)設(shè)計(jì)貫穿穿全生命命周期的的介于企企業(yè)內(nèi)外外、不

12、同同人員之之間的產(chǎn)產(chǎn)品、項(xiàng)項(xiàng)目、和和流程信信息。它它也支持持以產(chǎn)品品為中心心的、通通過實(shí)時(shí)時(shí)在線分分享產(chǎn)品品知識(shí)和和商務(wù)應(yīng)應(yīng)用的商商務(wù)解決決方案9 100 11。因而，復(fù)雜雜產(chǎn)品創(chuàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)計(jì)支持制制造企業(yè)業(yè)通過以以較少的的時(shí)間、 較低的成本、和較少的缺陷創(chuàng)造更好的新產(chǎn)品，而獲得最大的競爭優(yōu)勢?？傊?，復(fù)雜產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)不僅提供貫穿產(chǎn)品生命周期的設(shè)計(jì)，也為產(chǎn)品價(jià)值鏈中的相關(guān)參與者提供有效協(xié)同與優(yōu)化能力。這些使得它有別于傳統(tǒng)的企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)，例如：企業(yè)資源規(guī)劃（ERP）、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）等。這是因?yàn)閭鱾鹘y(tǒng)的應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)統(tǒng)，例如如，計(jì)算算機(jī)輔助助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）12、計(jì)算機(jī)輔助

13、規(guī)劃（CAPP）13，對使得設(shè)計(jì)過程更有效提供了幫助，但它們通常同一個(gè)公司的主要運(yùn)營相分離。設(shè)計(jì)工程師或制造工程師可以接觸到這些系統(tǒng)，但其他的或許可以對設(shè)計(jì)增加價(jià)值的人員沒有系統(tǒng)性的方式來影響或?qū)Ξa(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造進(jìn)行評價(jià)。當(dāng)?shù)鹊竭@些其他的人提供相應(yīng)的建議時(shí)，改變的成本已非常高或已不可能實(shí)現(xiàn)，從而導(dǎo)致了高成本，或更糟糕的是，不能滿足客戶需要的無效產(chǎn)品設(shè)計(jì)。雖然現(xiàn)代制造應(yīng)用系統(tǒng)，例如，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）、供應(yīng)鏈管理（SCM）、企業(yè)資源規(guī)劃（ERP）、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、客戶關(guān)系管理（CRM）、需求鏈管理（DCM）等，已被開發(fā)來克服以上的有些困難，它們還是不能充分滿足貫穿產(chǎn)品生命周期的協(xié)同要求

14、。因?yàn)檫@些系統(tǒng)集中在企業(yè)中的特定活動(dòng)范圍內(nèi)，而不是設(shè)計(jì)了用來滿足新的商務(wù)需求141516。最近對復(fù)雜雜產(chǎn)品創(chuàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)計(jì)的國外外科研結(jié)結(jié)果調(diào)查查顯示，日日本東京京大學(xué)的的產(chǎn)品生生命周期期建模研研究組的的研究集集中在生生命周期期工程、基基于仿真真的生命命周期設(shè)設(shè)計(jì)、生生命周期期規(guī)劃和和生命周周期優(yōu)化化、重用用、快速速生命周周期、綠綠色設(shè)計(jì)計(jì)、服務(wù)務(wù)質(zhì)量等等177。其其他的研研究包括括美國斯斯坦福大大學(xué)的設(shè)設(shè)計(jì)研究究188、麻麻生理工工學(xué)院的的產(chǎn)品開開發(fā)創(chuàng)新新中心19、加州州大學(xué)伯伯克利分分校的基基于萬維維網(wǎng)的設(shè)設(shè)計(jì)、工工藝規(guī)劃劃和制造造系統(tǒng)20、喬治治理工學(xué)學(xué)院的系系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室室211、英英國

15、牛津津大學(xué)的的工程設(shè)設(shè)計(jì)中心心的設(shè)計(jì)計(jì)流程和和知識(shí)管管理，蘭蘭卡斯特特大學(xué)的的工程設(shè)設(shè)計(jì)中心心的計(jì)算算機(jī)輔助助概念設(shè)設(shè)計(jì)，美美國國家家標(biāo)準(zhǔn)與與技術(shù)研研究所的的FIPPER項(xiàng)項(xiàng)目222，德德國Frraunnhoffer資資助的iiViPP項(xiàng)目223。這這些研究究集中在在應(yīng)用現(xiàn)現(xiàn)代計(jì)算算和網(wǎng)絡(luò)絡(luò)技術(shù)進(jìn)進(jìn)行產(chǎn)品品設(shè)計(jì)和和開發(fā)并并支持協(xié)協(xié)同設(shè)計(jì)計(jì)和潛在在的創(chuàng)新新。這些些報(bào)導(dǎo)的的成果對對產(chǎn)品創(chuàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)計(jì)的進(jìn)一一步研究究奠定了了較好的的基礎(chǔ)。但但是，在在系統(tǒng)化化的產(chǎn)品品創(chuàng)新設(shè)設(shè)計(jì)技術(shù)術(shù)與系統(tǒng)統(tǒng)方面卻卻看到較較少的報(bào)報(bào)道，而而目前所所取得的的成果還還很不盡盡人意。最近對復(fù)雜雜產(chǎn)品創(chuàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)計(jì)的工業(yè)業(yè)界的國國

16、外應(yīng)用用系統(tǒng)的的分析顯顯示，GGolddfirre IInnoovattor產(chǎn)產(chǎn)品為企企業(yè)提供供了發(fā)明明問題解解決的結(jié)結(jié)構(gòu)化流流程，即即幫助用用戶進(jìn)行行問題分分析、問問題解決決和產(chǎn)生生最優(yōu)方方案77。Proo/Innnovvatoo為用戶戶提供根根據(jù)市場場需求明明確現(xiàn)有有產(chǎn)品或或工藝流流程中存存在的問問題,確定和和解決產(chǎn)產(chǎn)品開發(fā)發(fā)中的關(guān)關(guān)鍵問題題，并協(xié)協(xié)助找出出創(chuàng)新設(shè)設(shè)計(jì)途徑徑8。UGSS公司的的產(chǎn)品生生命周期期管理解解決方案案提供了了基于TTeammcennterr基礎(chǔ)架架構(gòu)的協(xié)協(xié)同平臺(tái)臺(tái)、協(xié)同同項(xiàng)目管管理等能能力224。PTCC公司提提供了基基于傳統(tǒng)統(tǒng)產(chǎn)品數(shù)數(shù)據(jù)管理理（PDDM）的的、與供

17、供應(yīng)商和和項(xiàng)目管管理銜接接的、可可擴(kuò)充功功能 25。IBMM公司支支持?jǐn)U充充的產(chǎn)品品數(shù)據(jù)管管理包括括以跨國國公司為為應(yīng)用對對象的EEnovvia系系統(tǒng)，及及面向中中小企業(yè)業(yè)的Smmartteamm系統(tǒng)226。MattrixxOnee公司提提供了產(chǎn)產(chǎn)品定義義、產(chǎn)品品協(xié)同、 產(chǎn)品供應(yīng)等解決方案27。這些來自于不同供應(yīng)商的解決方案，特別是產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，已經(jīng)在制造領(lǐng)域得到了較廣泛的應(yīng)用并給企業(yè)帶來了利益。國內(nèi)科研人人員也在在產(chǎn)品創(chuàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)計(jì)領(lǐng)域作作了初步步探討。具具有代表表性的包包括: 浙江大大學(xué)的人人工智能能研究所所5；河北北工業(yè)大大學(xué)的機(jī)機(jī)械學(xué)院院創(chuàng)新設(shè)設(shè)計(jì)研究究所66；清清華大學(xué)學(xué)的基于于轎

18、車生生命周期期的計(jì)算算機(jī)仿真真288；華華中科技技大學(xué)的的面向產(chǎn)產(chǎn)品全生生命周期期管理的的企業(yè)規(guī)規(guī)劃和實(shí)實(shí)施，及及基于PPLM的的產(chǎn)品定定制研究究299330；哈爾濱濱工業(yè)大大學(xué)的面面向型號(hào)號(hào)產(chǎn)品全全生命周周期的CCAD/CAPPP并行行過程研研究331；重慶大大學(xué)的產(chǎn)產(chǎn)品生命命周期管管理的內(nèi)內(nèi)涵、技技術(shù)框架架和物料料清單研研究33233344；南南京航空空航天大大學(xué)的為為解決信信息孤島島的PLLM解決決方案35；合肥肥工業(yè)大大學(xué)的基基于企業(yè)業(yè)信息管管理的制制造數(shù)據(jù)據(jù)建模36；同濟(jì)濟(jì)大學(xué)的的基于知知識(shí)面向向環(huán)境的的產(chǎn)品全全生命周周期模型型377；東東北大學(xué)學(xué)的基于于產(chǎn)品全全生命周周期的工工藝信

19、息息模型38；東華華大學(xué)的的產(chǎn)品生生命周期期管理在在服裝企企業(yè)的應(yīng)應(yīng)用研究究399；。國內(nèi)的這些些研究基基本上集集中在產(chǎn)產(chǎn)品創(chuàng)新新設(shè)計(jì)技技術(shù)與系系統(tǒng)的某某個(gè)階段段或方面面的信息息和功能能建模、仿仿真與優(yōu)優(yōu)化，但但對產(chǎn)品品創(chuàng)新設(shè)設(shè)計(jì)缺乏乏較完整整的、系系統(tǒng)性的的、本體體性的研研究、開開發(fā)與應(yīng)應(yīng)用。（3）現(xiàn)狀狀分析復(fù)雜產(chǎn)品的的創(chuàng)新設(shè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)統(tǒng)不僅面面臨產(chǎn)品品功能、結(jié)結(jié)構(gòu)的復(fù)復(fù)雜性問問題，同同時(shí)面臨臨由復(fù)雜雜功能和和復(fù)雜結(jié)結(jié)構(gòu)引發(fā)發(fā)的多種種復(fù)雜問問題。從從產(chǎn)品全全生命周周期的設(shè)設(shè)計(jì)階段段來看，復(fù)復(fù)雜產(chǎn)品品創(chuàng)新設(shè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)統(tǒng)復(fù)雜性性涵蓋產(chǎn)產(chǎn)品本體體復(fù)雜性性、設(shè)計(jì)計(jì)知識(shí)復(fù)復(fù)雜性、設(shè)設(shè)計(jì)組織織復(fù)雜性性、設(shè)計(jì)

20、計(jì)過程復(fù)復(fù)雜性、設(shè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)統(tǒng)復(fù)雜性性，如下下圖所示示。用戶需求復(fù)雜性用戶需求復(fù)雜性產(chǎn)品功能復(fù)雜性產(chǎn)品形式復(fù)雜性制造工藝等其他復(fù)雜性圖：復(fù)雜產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)系統(tǒng)復(fù)雜性示意圖產(chǎn)品創(chuàng)新新設(shè)計(jì)涵涵蓋了產(chǎn)產(chǎn)品生命命周期中中所有具具有創(chuàng)造造性的活活動(dòng)。產(chǎn)產(chǎn)品創(chuàng)新新設(shè)計(jì)具具有的特特點(diǎn)包括括：（11）從企企業(yè)角度度觀察，能能為產(chǎn)品品創(chuàng)造高高附加值值；（22）從市市場角度度觀察，能能保持強(qiáng)強(qiáng)勁的吸吸引力，不不斷刺激激消費(fèi)者者的消費(fèi)費(fèi)欲望；（3）從消消費(fèi)者角角度觀察察，能不不斷獲得得新產(chǎn)品品，滿足足物質(zhì)和和精神生生活的需需要；（4）從設(shè)計(jì)師角度觀察，能不斷迸發(fā)靈感進(jìn)行創(chuàng)造；（5）從經(jīng)濟(jì)發(fā)展宏觀角度觀察，使整個(gè)國家的經(jīng)

21、濟(jì)呈現(xiàn)出強(qiáng)勁的競爭力。德國學(xué)者者Gerrharrd PPahll和Wollfgaang Beiitz把把傳統(tǒng)的的產(chǎn)品設(shè)設(shè)計(jì)分為為明確任任務(wù)、概概念設(shè)計(jì)計(jì)、技術(shù)術(shù)設(shè)計(jì)和和施工設(shè)設(shè)計(jì)四個(gè)個(gè)階段33。明確確任務(wù)是是分析市市場需求求，確定定新產(chǎn)品品的定位位；概念念設(shè)計(jì)包包括功能能、原理理、結(jié)構(gòu)構(gòu)、布局局和外形形五個(gè)方方面，它它確定了了產(chǎn)品的的大部分分消費(fèi)者者可認(rèn)知知特性，是是產(chǎn)品設(shè)設(shè)計(jì)中的的關(guān)鍵階階段，也也是可塑塑性最強(qiáng)強(qiáng)的一環(huán)環(huán)，是體體現(xiàn)產(chǎn)品品設(shè)計(jì)創(chuàng)創(chuàng)新性的的關(guān)鍵，尤尤其是外外形設(shè)計(jì)計(jì)最能發(fā)發(fā)揮設(shè)計(jì)計(jì)師的創(chuàng)創(chuàng)造性；技術(shù)設(shè)設(shè)計(jì)為概概念設(shè)計(jì)計(jì)的要求求服務(wù)，是是傳統(tǒng)意意義上的的技術(shù)創(chuàng)創(chuàng)新的發(fā)發(fā)揮階段段。市

22、場場需求及及與之對對應(yīng)的產(chǎn)產(chǎn)品定位位可以驅(qū)驅(qū)動(dòng)概念念設(shè)計(jì)的的創(chuàng)新，并并帶動(dòng)技技術(shù)創(chuàng)新新，反之之也有促促進(jìn)作用用。因此此，概念念設(shè)計(jì)是是產(chǎn)品創(chuàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)計(jì)的關(guān)鍵鍵階段！然而根據(jù)以以上國內(nèi)內(nèi)外現(xiàn)狀狀的綜述述，現(xiàn)有有基本理理論、關(guān)關(guān)鍵技術(shù)術(shù)和軟件件平臺(tái)的的均較難難滿足現(xiàn)現(xiàn)代企業(yè)業(yè)對復(fù)雜雜產(chǎn)品創(chuàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)計(jì)的復(fù)雜雜性需求求。因此此迫切需需要研究究復(fù)雜產(chǎn)產(chǎn)品創(chuàng)新新設(shè)計(jì)系系統(tǒng)的功功能模塊塊、關(guān)鍵鍵技術(shù)、使使能工具具、集成成平臺(tái)和和應(yīng)用驗(yàn)驗(yàn)證，以以不斷提提高企業(yè)業(yè)集群的的綜合競競爭力。（4）、主主要研究究技術(shù)國國內(nèi)外專專利授權(quán)權(quán)情況目前國內(nèi)內(nèi)外業(yè)務(wù)務(wù)驅(qū)動(dòng)企企業(yè)群協(xié)協(xié)同設(shè)計(jì)計(jì)、制造造和管理理方面的的知識(shí)產(chǎn)產(chǎn)權(quán)還較

23、較少，有有比較大大的研究究和創(chuàng)新新空間。參考文獻(xiàn)：1 AASCEET, 20005, htttp:/wwww.aasceet.ccom.2 PPortter , MM. EE. CClussterrs aand Neww Ecconoomiccs oof CComppetiitioon. Harrvarrd BBusiinesss RReviiew 19998 , (111) 。3 CCIMddataa, 220033, HYPERLINK / hhttpp:/wwww.CIIMm.4 AAMRRReseearcch, 20003. HYPERLINK / htttp:/wwww.aamrrr

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33、044, hhttpp:/wwww.ibbm.ccom.20MattrixxOnee, 220044, hhttpp:/wwww.maatriixonne.ccom.21熊光楞楞，王克克明，陳陳斌元，楊楊流輝，范范小東，王王丹妮，（清清華大學(xué)學(xué)）20004，計(jì)計(jì)算機(jī)仿仿真技術(shù)術(shù)在轎車車工業(yè)中中的應(yīng)用用與發(fā)展展，系統(tǒng)統(tǒng)仿真學(xué)學(xué)報(bào)，VVol.16 No.1，pp.73-78。22劉清華華，萬立立，王啟啟付，鐘鐘毅芳，（華華中科技技大學(xué)）2002，產(chǎn)品全生命周期管理在某企業(yè)的規(guī)劃與實(shí)施，計(jì)算機(jī)輔助工程，No. 1，2002年3月，pp.35-42。23袁曉鳴鳴，萬立立，(華中科科技大) 20005，

34、基基于PLLM的產(chǎn)產(chǎn)品定制制系統(tǒng)研研究,機(jī)械與與電子，2005年04期，pp.3-6。24陳彥海海，劉文文劍，（哈哈爾濱工工業(yè)大學(xué)學(xué)CADD/CAAM 研研究所）2003，面向型號(hào)產(chǎn)品全生命周期的CAD/CAPP并行過程研究,航天制造技術(shù)，2003 年12 月第6 期，pp.27-30。25郭鋼，余余成龍，徐徐宗俊，陳陳靜波，(重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院) 2002，面向產(chǎn)品自主開發(fā)的并行協(xié)同環(huán)境與支持技術(shù),重慶大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，第25卷第4期，pp.1-5。26郭鋼，余余成龍，劉劉飛，(重慶大大學(xué)機(jī)械械工程學(xué)學(xué)) 20004，產(chǎn)產(chǎn)品生命命周期管管理的內(nèi)內(nèi)涵和技技術(shù)架構(gòu)構(gòu)，中國國機(jī)械工工程第1

35、15卷第第6期，20004年年3月下半半月，ppp.5512-5155。27郭鋼，程程靜波，劉劉飛，(重慶大大學(xué)機(jī)械械工程學(xué)學(xué)) 220044，產(chǎn)品品生命周周期中的的單/多層BOOM表示示與應(yīng)用用，計(jì)算算機(jī)集成成制造系系統(tǒng)CIMMS，第第10卷第第1期，20004年年1月，ppp.599-644。28姚雄，傅傅鉛生，(南京航空航天大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院) 2004，“信息孤島”問題及PLM解決方案，機(jī)械制造與自動(dòng)化，2004年04期，pp.68-75。29蔣增強(qiáng)強(qiáng)，劉明明周，趙趙韓，曹曹飛，(合肥工工業(yè)大學(xué)學(xué)機(jī)械與與汽車工工程學(xué)院院) 220044，基于于EIMM的制造造數(shù)據(jù)管管理模型型研究，組組

36、合機(jī)床床與自動(dòng)動(dòng)化加工工技術(shù)，2004年11期，pp.96-98。30李愛平平，(同濟(jì)大大學(xué)機(jī)械械工程學(xué)學(xué)院) 20003，基基于知識(shí)識(shí)面向環(huán)環(huán)境的產(chǎn)產(chǎn)品全生生命周期期模型，中中國機(jī)械械工程，2003年04期，pp.295-298。31舒啟林林，王成成恩，(東北大大學(xué)機(jī)械械工程與與自動(dòng)化化學(xué)院) 20005，基基于產(chǎn)品品全生命命周期的的工藝信信息模型型，航空空制造技技術(shù)，220055年03期，ppp.844-888。32郭大寧寧，王磊磊，陳成成，(東華大大學(xué)旭日日工商管管理學(xué)院院) 220055，產(chǎn)品品生命周周期管理理(PLLM)及及其在服服裝企業(yè)業(yè)的應(yīng)用用研究，東東華大學(xué)學(xué)學(xué)報(bào)(自然科科學(xué)版

37、)，第311卷第2期，20005年年4月，ppp.777-822。33Gerrharrd PPahll, WWolffganng BBeittz, 19995, Enggineeeriing Dessignn: AA Syysteemattic Appproaach. Spprinngerr,2 ediitioon (Deccembber 8, 19995). ISSBN-10: 3554011991179。3.3課題題主要研研究內(nèi)容容、擬解解決的技技術(shù)難點(diǎn)點(diǎn)和主要要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)點(diǎn)，現(xiàn)有有研究基基礎(chǔ)（1）、主主要研究究內(nèi)容（1.1）、研研究目標(biāo)標(biāo)當(dāng)今世界復(fù)復(fù)雜產(chǎn)品品創(chuàng)新設(shè)設(shè)計(jì)的趨趨勢是產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量量更

38、高、產(chǎn)產(chǎn)品開發(fā)發(fā)更快、產(chǎn)產(chǎn)品成本本更低。高高質(zhì)量的的產(chǎn)品可可以不斷斷獲得更更多的新新用戶的的青睞，快快捷的產(chǎn)產(chǎn)品開發(fā)發(fā)速度使使得公司司可以更更快的搶搶盡先機(jī)機(jī)占有市市場，而而更低的的產(chǎn)品成成本為公公司帶來來更大的的經(jīng)濟(jì)利利益。要要在上述述三個(gè)方方面取得得進(jìn)展，本本課題要要在三個(gè)個(gè)方面取取得關(guān)鍵鍵技術(shù)的的應(yīng)用驗(yàn)驗(yàn)證的突突破： 復(fù)雜產(chǎn)產(chǎn)品創(chuàng)新新設(shè)計(jì)的的理論與與方法（原原始規(guī)律律），從從而能更更好地發(fā)發(fā)揮設(shè)計(jì)計(jì)師的最最大潛能能，包括括思維、經(jīng)經(jīng)驗(yàn)以及及領(lǐng)域知知識(shí)，實(shí)實(shí)現(xiàn)標(biāo)新新立異的的產(chǎn)品創(chuàng)創(chuàng)新。同同時(shí)，充充分協(xié)調(diào)調(diào)好計(jì)算算機(jī)與人人的創(chuàng)新新思維活活動(dòng)，使使兩者由由互補(bǔ)逐逐步走向向融合，最最終實(shí)現(xiàn)現(xiàn)以人

39、為為核心、人人機(jī)一體體化的創(chuàng)創(chuàng)新思維維體系。 符合市市場需求求的復(fù)雜雜產(chǎn)品創(chuàng)創(chuàng)新產(chǎn)品品設(shè)計(jì)和和面向生生命周期期的新產(chǎn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)計(jì)的仿真真與優(yōu)化化的統(tǒng)一一表達(dá)、產(chǎn)產(chǎn)品創(chuàng)新新設(shè)計(jì)過過程中產(chǎn)產(chǎn)品中間間形態(tài)高高效轉(zhuǎn)變變機(jī)理和和創(chuàng)新開開發(fā)過程程中的優(yōu)優(yōu)化推理理策略。 利用當(dāng)當(dāng)代最新新信息技技術(shù)、網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)術(shù)、智能能技術(shù)和和協(xié)同技技術(shù)以及及其它新新興技術(shù)術(shù)、新型型材料、新新式能源源，結(jié)合合市場需需求，實(shí)實(shí)現(xiàn)高效效、并行行、協(xié)同同、智能能的復(fù)雜雜產(chǎn)品創(chuàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)計(jì)的共性性原理。（1.2）、研研究內(nèi)容容本課題研究究內(nèi)容包包括：（1）復(fù)雜產(chǎn)品創(chuàng)新概念設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)與功能平臺(tái)；（2）產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論和方法；（3）產(chǎn)品創(chuàng)

40、新設(shè)計(jì)知識(shí)使能工具；（4）復(fù)雜產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)集成環(huán)境；（5）復(fù)雜產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)應(yīng)用驗(yàn)證。具體關(guān)系如下圖所示。復(fù)雜產(chǎn)品創(chuàng)新概念設(shè)計(jì)技術(shù)平臺(tái)復(fù)雜產(chǎn)品創(chuàng)新概念設(shè)計(jì)技術(shù)平臺(tái)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論方法產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)知識(shí)使能工具復(fù)雜產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)集成環(huán)境復(fù)雜產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)應(yīng)用驗(yàn)證（1.2.1）子子課題AA：復(fù)雜雜產(chǎn)品創(chuàng)創(chuàng)新概念念設(shè)計(jì)當(dāng)前，國家家非常重重視復(fù)雜雜產(chǎn)品的的創(chuàng)新設(shè)設(shè)計(jì)問題題，正努努力提升升復(fù)雜產(chǎn)產(chǎn)品系統(tǒng)統(tǒng)的創(chuàng)新新設(shè)計(jì)水水平。產(chǎn)產(chǎn)品創(chuàng)新新設(shè)計(jì)研研究對象象正從原原來單一一的機(jī)械械產(chǎn)品向向著機(jī)電電信息一一體化、多多功能、超超大規(guī)模模和巨復(fù)復(fù)雜系統(tǒng)統(tǒng)的方向向發(fā)展。對對于復(fù)雜雜產(chǎn)品而而言，其其某方面面的單一一功能已已經(jīng)不

41、能能決定產(chǎn)產(chǎn)品的創(chuàng)創(chuàng)新度，單單一功能能的創(chuàng)新新也不再再是決定定消費(fèi)者者是否購購買的主主要因素素。復(fù)雜雜產(chǎn)品的的綜合性性能、外外觀造型型的美觀觀性、宜宜人性等等因素越越來越受受到重視視，這種種趨勢要要求我們們將復(fù)雜雜產(chǎn)品布布局、外外形、人人機(jī)工程程學(xué)的創(chuàng)創(chuàng)新研究究提到一一個(gè)新的的高度。概念設(shè)計(jì)是是產(chǎn)品創(chuàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)計(jì)的早期期階段，廣廣義概念念設(shè)計(jì)包包含了從從產(chǎn)品的的需求分分析到進(jìn)進(jìn)行詳細(xì)細(xì)設(shè)計(jì)之之前的設(shè)設(shè)計(jì)過程程，包括括功能設(shè)設(shè)計(jì)、原原理設(shè)計(jì)計(jì)、形狀狀設(shè)計(jì)、布布局設(shè)計(jì)計(jì)和宜人人性（人人機(jī)工程程）設(shè)計(jì)計(jì)等。從從工業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)角度度看，概概念設(shè)計(jì)計(jì)則是指指在產(chǎn)品品的功能能和原理理基本確確定的前前提下，對對復(fù)

42、雜產(chǎn)產(chǎn)品外觀觀造型進(jìn)進(jìn)行創(chuàng)新新設(shè)計(jì)的的過程，主主要內(nèi)容容包括布布局設(shè)計(jì)計(jì)、形狀狀設(shè)計(jì)和和人機(jī)工工程設(shè)計(jì)計(jì)。概念念設(shè)計(jì)是是高層的的系統(tǒng)性性設(shè)計(jì)，涉涉及多專專業(yè)、多多學(xué)科知知識(shí)及知知識(shí)綜合合能力。概概念設(shè)計(jì)計(jì)創(chuàng)新要要求多專專業(yè)產(chǎn)品品設(shè)計(jì)知知識(shí)高度度繼承與與融合，因因此計(jì)算算機(jī)輔助助概念設(shè)設(shè)計(jì)（CCompputeer-aaideed CConccepttuall Deesiggn，簡簡稱CAACD）技技術(shù)的研研究已經(jīng)經(jīng)成為復(fù)復(fù)雜產(chǎn)品品創(chuàng)新設(shè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域域的熱點(diǎn)點(diǎn)問題，受受到了眾眾多專家家學(xué)者的的熱切關(guān)關(guān)注。目前一些大大型CAAD/CCAM/CAEE系統(tǒng)，例例如Prro/EEngiineeer、EDSS、

43、UGSS等，都都提供了了概念設(shè)設(shè)計(jì)模塊塊或工業(yè)業(yè)設(shè)計(jì)模模塊。但但這些系系統(tǒng)的根根本缺陷陷在于缺缺乏多專專業(yè)產(chǎn)品品設(shè)計(jì)知知識(shí)，缺缺乏多專專業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)知識(shí)的的繼承與與融合機(jī)機(jī)制，缺缺乏多學(xué)學(xué)科知識(shí)識(shí)的驅(qū)動(dòng)動(dòng)機(jī)制和和使能技技術(shù)，不不能有效效支持復(fù)復(fù)雜產(chǎn)品品概念設(shè)設(shè)計(jì)創(chuàng)新新。（A1）復(fù)復(fù)雜產(chǎn)品品創(chuàng)新概概念設(shè)計(jì)計(jì)關(guān)鍵技技術(shù)為解決概念念設(shè)計(jì)階階段多專專業(yè)產(chǎn)品品設(shè)計(jì)理理念的繼繼承與融融合，實(shí)實(shí)現(xiàn)基于于多專業(yè)業(yè)知識(shí)驅(qū)驅(qū)動(dòng)的概概念設(shè)計(jì)計(jì)創(chuàng)新系系統(tǒng)，將將產(chǎn)品幾幾何特征征拓廣為為涵蓋幾幾何特征征、工程程特征、語語義特征征等三大大內(nèi)容的的產(chǎn)品組組件特征征，重組組為總體體特征、布布局特征征、形狀狀特征和和人機(jī)特特征，以以

44、三元組組、條件件約束集集、多值值依賴圖圖建立組組件特征征模型，進(jìn)進(jìn)而研究究基于組組件特征征模型的的概念設(shè)設(shè)計(jì)建模模技術(shù)、基基于組件件特征模模型的產(chǎn)產(chǎn)品布局局設(shè)計(jì)技技術(shù)、基基于形狀狀文法的的產(chǎn)品形形狀設(shè)計(jì)計(jì)技術(shù)、面面向概念念設(shè)計(jì)的的人機(jī)工工程設(shè)計(jì)計(jì)技術(shù)、產(chǎn)產(chǎn)品概念念設(shè)計(jì)多多目標(biāo)協(xié)協(xié)同技術(shù)術(shù)、基于于交叉組組合方法法的產(chǎn)品品方案綜綜合評價(jià)價(jià)與決策策技術(shù)；結(jié)合航航空航天天、發(fā)電電設(shè)備等等復(fù)雜產(chǎn)產(chǎn)品的設(shè)設(shè)計(jì)，開開發(fā)一套套面向復(fù)復(fù)雜產(chǎn)品品創(chuàng)新的的概念設(shè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)統(tǒng)，提供供數(shù)字化化、集成成化、智智能化的的概念創(chuàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)計(jì)平臺(tái)，實(shí)實(shí)現(xiàn)對復(fù)復(fù)雜產(chǎn)品品概念創(chuàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)計(jì)的支持持。具體體研究內(nèi)內(nèi)容闡述述如下：（A11）

45、組件件特征模模型技術(shù)術(shù)為了實(shí)現(xiàn)對對復(fù)雜產(chǎn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)計(jì)過程中中的布局局、外形形和人機(jī)機(jī)工程等等設(shè)計(jì)環(huán)環(huán)節(jié)的支支持，融融合幾何何特征、工工程特征征和語義義特征提提出了組組件特征征，將特特征的內(nèi)內(nèi)涵和范范圍從零零件層拓拓寬到組組件層?？伎紤]到概概念設(shè)計(jì)計(jì)階段各各屬性的的主次性性、系統(tǒng)統(tǒng)內(nèi)部數(shù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)的模塊塊化，對對組件特特征的內(nèi)內(nèi)容重組組為總體體特征、布布局特征征、形狀狀特征和和人機(jī)特特征。主主要研究究組件特特征的內(nèi)內(nèi)容及形形式化描描述、組組件特征征操作。（A12）基于于組件特特征模型型的建模模技術(shù)概念設(shè)計(jì)建建模技術(shù)術(shù)主要研研究產(chǎn)品品信息模模型和求求解過程程模型。信信息模型型需要考考慮幾何何、結(jié)構(gòu)構(gòu)

46、、拓?fù)鋼?、功能能、材料料、力學(xué)學(xué)等信息息，與多多學(xué)科知知識(shí)關(guān)聯(lián)聯(lián)。過程程模型需需要考慮慮建模的的方法性性、過程程性與統(tǒng)統(tǒng)一性、人人機(jī)協(xié)作作以及人人群協(xié)同同機(jī)制。過過程模型型能夠描描述、優(yōu)優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)組織行行為。（A13）基于于組件特特征模型型的產(chǎn)品品布局設(shè)設(shè)計(jì)技術(shù)術(shù)復(fù)雜產(chǎn)品布布局設(shè)計(jì)計(jì)的好壞壞，在很很大程度度上影響響著整個(gè)個(gè)產(chǎn)品的的美觀性性和宜人人性。布布局設(shè)計(jì)計(jì)是產(chǎn)品品級(jí)的系系統(tǒng)性、整整體性設(shè)設(shè)計(jì)，布布局特征征的構(gòu)成成單元是是各個(gè)功功能組件件，而非非單個(gè)零零件。常常規(guī)產(chǎn)品品模型布布局規(guī)則則大多基基于零件件特征，其其布局理理論有很很大的局局限性，不不能解決決復(fù)雜產(chǎn)產(chǎn)品布局局設(shè)計(jì)面面臨的復(fù)復(fù)雜性和

47、和動(dòng)態(tài)性性問題。提提出基于于組件特特征模型型的產(chǎn)品品布局設(shè)設(shè)計(jì)技術(shù)術(shù)，主要要研究內(nèi)內(nèi)容包括括：分析析并抽取取影響布布局設(shè)計(jì)計(jì)的三種種主要的的變化元元素（空空間排列列、配置置方式和和尺度變變化），針針對復(fù)雜雜產(chǎn)品功功能單元元特征及及其耦合合特征，建建立基于于特征知知識(shí)的布布局規(guī)則則和機(jī)制制。（A14）基于于形狀文文法的產(chǎn)產(chǎn)品形狀狀設(shè)計(jì)技技術(shù)形狀文法沿沿用了語語言學(xué)中中的衍生生法則，通通過形狀狀文法與與規(guī)則來來描述形形狀設(shè)計(jì)計(jì)空間。形形狀設(shè)計(jì)計(jì)空間蘊(yùn)蘊(yùn)含了豐豐富的形形狀創(chuàng)新新方案，可可以彌補(bǔ)補(bǔ)設(shè)計(jì)師師在形象象思維方方面的不不足。但但是由于于在規(guī)則則建立、基基本模型型的選擇擇方面有有缺陷，當(dāng)當(dāng)前的形

48、形狀文法法無法廣廣泛地被被應(yīng)用到到實(shí)際的的設(shè)計(jì)中中去。當(dāng)當(dāng)前形狀狀文法的的研究趨趨勢包括括兩個(gè)方方面：設(shè)計(jì)風(fēng)風(fēng)格的分分析、描描述與歸歸納；風(fēng)格空空間與形形狀方案案空間的的映射和和驅(qū)動(dòng)機(jī)機(jī)制。針針對這種種情況，重重點(diǎn)研究究：（1） 建建立面向向特定復(fù)復(fù)雜產(chǎn)品品的組件件形狀原原型庫；（2） 針針對特定定復(fù)雜產(chǎn)產(chǎn)品確定定合理的的規(guī)則選選擇標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，確立立系統(tǒng)的的提取和和抽象規(guī)規(guī)則，并并建立形形狀規(guī)則則庫；（3） 拓拓展形狀狀文法，打打破當(dāng)前前形狀文文法的二二維限制制。（A15）面向向概念設(shè)設(shè)計(jì)的人人機(jī)檢測測與設(shè)計(jì)計(jì)技術(shù)復(fù)雜產(chǎn)品的的宜人性性以及良良好的人人機(jī)交互互性越來來越重要要，研究究和應(yīng)用用人機(jī)工工

49、程設(shè)計(jì)計(jì)原理和和方法已已經(jīng)成為為概念設(shè)設(shè)計(jì)專家家面臨的的新課題題之一。人人機(jī)工程程設(shè)計(jì)作作為概念念設(shè)計(jì)中中的一個(gè)個(gè)重要內(nèi)內(nèi)容，主主要研究究產(chǎn)品操操作空間間、人的的操作特特性，建建立人機(jī)機(jī)工程約約束機(jī)制制，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)復(fù)雜產(chǎn)產(chǎn)品宜人人性實(shí)時(shí)時(shí)檢測、分分析與評評價(jià)，進(jìn)進(jìn)而大大大縮短產(chǎn)產(chǎn)品開發(fā)發(fā)周期，提提高產(chǎn)品品人性化化質(zhì)量。主主要研究究以下兩兩點(diǎn)：（1）面向向復(fù)雜產(chǎn)產(chǎn)品（例例如：航航空航天天、發(fā)電電設(shè)備）的的操作空空間、操操作過程程分析（2）面向向特定復(fù)復(fù)雜產(chǎn)品品的人機(jī)機(jī)約束機(jī)機(jī)制（A16）復(fù)雜雜產(chǎn)品概概念設(shè)計(jì)計(jì)多目標(biāo)標(biāo)協(xié)同技技術(shù)如上所述，布布局設(shè)計(jì)計(jì)將決定定產(chǎn)品的的組件數(shù)數(shù)量和各各組件的的位置關(guān)關(guān)系等

50、；形狀設(shè)設(shè)計(jì)將決決定產(chǎn)品品各組件件和整體體的形狀狀，包括括外形、顏顏色等；人機(jī)工工程設(shè)計(jì)計(jì)則主要要是研究究在概念念設(shè)計(jì)階階段如何何考慮人人機(jī)工程程因素，建建立人機(jī)機(jī)工程約約束模型型。這些些設(shè)計(jì)過過程既相相互獨(dú)立立又相互互牽制，多多領(lǐng)域?qū)＜以O(shè)計(jì)計(jì)時(shí)的沖沖突、任任務(wù)求解解的協(xié)調(diào)調(diào)與決策策經(jīng)常發(fā)發(fā)生，這這要求概概念設(shè)計(jì)計(jì)支持系系統(tǒng)在進(jìn)進(jìn)行問題題求解時(shí)時(shí)必須具具備相應(yīng)應(yīng)的組織織、協(xié)調(diào)調(diào)和沖突突檢測能能力。我我們提出出多目標(biāo)標(biāo)協(xié)同技技術(shù)，在在構(gòu)造協(xié)協(xié)同概念念設(shè)計(jì)系系統(tǒng)框架架時(shí)協(xié)調(diào)調(diào)各個(gè)任任務(wù)求解解器，使使整個(gè)問問題的求求解更加加合理和和有序。因因此，產(chǎn)產(chǎn)品概念念設(shè)計(jì)需需要解決決以下問問題：（1）復(fù)雜雜

51、產(chǎn)品設(shè)設(shè)計(jì)多目目標(biāo)模型型（2）復(fù)雜雜產(chǎn)品多多目標(biāo)協(xié)協(xié)同工作作機(jī)制（3）復(fù)雜雜產(chǎn)品多多目標(biāo)沖沖突消解解方法（A17）基于于交叉組組合方法法的產(chǎn)品品方案綜綜合評價(jià)價(jià)與決策策技術(shù)在現(xiàn)代各種種方案評評價(jià)和分分析決策策中，由由于產(chǎn)品品的復(fù)雜雜性，一一個(gè)方案案的評價(jià)價(jià)需要綜綜合考慮慮多項(xiàng)指指標(biāo)，如如布局的的合理性性、形狀狀的美觀觀性、使使用的宜宜人性等等等，因因此需要要進(jìn)行綜綜合評價(jià)價(jià)。首先先建立包包含這些些因素的的一整套套合理的的評價(jià)指指標(biāo)體系系；然后后采用各各種評價(jià)價(jià)方法對對概念設(shè)設(shè)計(jì)方案案進(jìn)行綜綜合評價(jià)價(jià)，其中中包括模模糊綜合合評價(jià)方方法，層層次分析析法等等等。由于于選用不不同的方方法是從從不同的的

52、角度進(jìn)進(jìn)行綜合合評價(jià)，如如果僅僅僅用一種種方法進(jìn)進(jìn)行評價(jià)價(jià)其結(jié)果果難以讓讓人信服服，目前前尚且找找不到一一種完善善的評價(jià)價(jià)方法，此此外復(fù)雜雜產(chǎn)品的的評價(jià)指指標(biāo)是多多角度，多多層次的的，所以以組合評評價(jià)與決決策方法法是我們們今后努努力的方方向。主主要的研研究內(nèi)容容包括：（1） 分分析研究究評價(jià)對對象，建建立比較較全面完完整評價(jià)價(jià)指標(biāo)體體系。（2） 建建立包含含各種評評價(jià)方法法的評價(jià)價(jià)方法庫庫。（3） 從從該評價(jià)價(jià)方法庫庫中選擇擇各種評評價(jià)方法法，進(jìn)行行交叉組組合綜合合評價(jià)。（A2）復(fù)復(fù)雜產(chǎn)品品創(chuàng)新概概念設(shè)計(jì)計(jì)功能平平臺(tái)基于以上上的復(fù)雜雜產(chǎn)品創(chuàng)創(chuàng)新概念念設(shè)計(jì)的的關(guān)鍵技技術(shù)，實(shí)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜雜產(chǎn)品創(chuàng)創(chuàng)新概

53、念念設(shè)計(jì)系系統(tǒng)，具具體的功功能模塊塊包括：(A.22.1) 復(fù)雜雜產(chǎn)品創(chuàng)創(chuàng)新概念念設(shè)計(jì)流流程管理理平臺(tái)在復(fù)雜產(chǎn)產(chǎn)品創(chuàng)新新概念設(shè)設(shè)計(jì)關(guān)鍵鍵技術(shù)研研究的基基礎(chǔ)上，運(yùn)運(yùn)用基于于SOAA（Serrvicce-OOrieenteed AArchhiteectuure）架架構(gòu)的工工作流管管理技術(shù)術(shù)，構(gòu)建建復(fù)雜產(chǎn)產(chǎn)品創(chuàng)新新概念設(shè)設(shè)計(jì)流程程管理平平臺(tái)，內(nèi)內(nèi)容包括括：產(chǎn)品品功能創(chuàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)計(jì)、產(chǎn)品品原理創(chuàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)計(jì)、產(chǎn)品品布局創(chuàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)計(jì)、產(chǎn)品品形狀創(chuàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)計(jì)、產(chǎn)品品結(jié)構(gòu)創(chuàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)計(jì)、產(chǎn)品品功能結(jié)結(jié)構(gòu)仿真真、產(chǎn)品品綜合方方案設(shè)計(jì)計(jì)等系統(tǒng)統(tǒng)模塊。(A.2.2) 多學(xué)科科耦合協(xié)協(xié)同仿真真設(shè)計(jì)平平臺(tái)針對復(fù)雜雜多領(lǐng)域域

54、系統(tǒng)動(dòng)動(dòng)態(tài)優(yōu)化化問題，基基于對模模型的仿仿真分析析，考慮慮多領(lǐng)域域、多目目標(biāo)、多多約束以以及多變變量等特特征，研研究基于于仿真模模型的多多領(lǐng)域物物理系統(tǒng)統(tǒng)的協(xié)同同優(yōu)化通通用建模模方法，其其目標(biāo)是是將機(jī)械械、電子子、液壓壓、控制制等不同同學(xué)科領(lǐng)領(lǐng)域的模模型集成成一體，以以實(shí)現(xiàn)協(xié)協(xié)同設(shè)計(jì)計(jì)、分析析和仿真真，包括括實(shí)現(xiàn)：統(tǒng)一描描述不同同領(lǐng)域的的問題；基于基基本的物物理規(guī)律律；具有有國際統(tǒng)統(tǒng)一的語語言規(guī)范范（Moodellicaa）；豐豐富的開開放資源源。研究究內(nèi)容包包括：多多領(lǐng)域統(tǒng)統(tǒng)一建模模、仿真真與優(yōu)化化的體系系架構(gòu)；多領(lǐng)域域統(tǒng)一建建模機(jī)制制及仿真真模型的的規(guī)劃求求解實(shí)現(xiàn)現(xiàn)；適合合多領(lǐng)域域、多目目

55、標(biāo)、多多約束的的優(yōu)化問問題的搜搜索算法法庫實(shí)現(xiàn)現(xiàn)；模型型靈敏度度分析與與參數(shù)試試驗(yàn)；仿仿真、優(yōu)優(yōu)化結(jié)果果后處理理； (A.22.3) 產(chǎn)品品創(chuàng)新設(shè)設(shè)計(jì)全局局?jǐn)?shù)據(jù)模模型通過統(tǒng)一一的數(shù)據(jù)據(jù)表達(dá)形形式（如如STEEP標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)），研研究產(chǎn)品品定義信信息、配配置控制制信息、生生產(chǎn)過程程控制信信息、制制造信息息、分析析優(yōu)化信信息等統(tǒng)統(tǒng)一描述述和存放放的產(chǎn)品品創(chuàng)新設(shè)設(shè)計(jì)全局局?jǐn)?shù)據(jù)模模型。它它具有信信息完備備、語意意一致、定定義靈活活、操作作方便、表表達(dá)集成成和應(yīng)用用獨(dú)立的的特性，反反映產(chǎn)品品的信息息本質(zhì)，從從概念上上和邏輯輯上對產(chǎn)產(chǎn)品的數(shù)數(shù)據(jù)和數(shù)數(shù)據(jù)流進(jìn)進(jìn)行合理理的規(guī)劃劃、設(shè)計(jì)計(jì)，成為為產(chǎn)品全全生命周周期過程

56、程集成的的橋梁。在在集成產(chǎn)產(chǎn)品模型型的基礎(chǔ)礎(chǔ)上，發(fā)發(fā)展工程程數(shù)據(jù)庫庫，在數(shù)數(shù)據(jù)的傳傳輸、共共享和操操作的基基礎(chǔ)上進(jìn)進(jìn)行數(shù)據(jù)據(jù)的重復(fù)復(fù)提取和和使用，并并且可以以變成系系統(tǒng)知識(shí)識(shí)進(jìn)行使使用。 產(chǎn)品開開發(fā)平臺(tái)臺(tái)通過建建立統(tǒng)一一的數(shù)據(jù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、便便捷的共共享機(jī)制制、分布布環(huán)境下下的多庫庫集成子子系統(tǒng)、以以集成產(chǎn)產(chǎn)品模型型為主的的中央數(shù)數(shù)據(jù)庫和和以融合合歷史數(shù)數(shù)據(jù)和經(jīng)經(jīng)驗(yàn)為主主的知識(shí)識(shí)庫，支支持產(chǎn)品品研制的的持續(xù)創(chuàng)創(chuàng)新，從從而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)數(shù)據(jù)層層面的集集成。(A.2.4) 全生命命周期綜綜合優(yōu)化化設(shè)計(jì)平平臺(tái)以產(chǎn)品創(chuàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)計(jì)全局?jǐn)?shù)數(shù)據(jù)模型型技術(shù)、全全生命周周期協(xié)同同優(yōu)化技技術(shù)、多多學(xué)科耦耦合協(xié)同同仿真設(shè)設(shè)計(jì)為技

57、技術(shù)核心心，以時(shí)時(shí)間（縮縮短產(chǎn)品品開發(fā)時(shí)時(shí)間、提提高響應(yīng)應(yīng)市場的的速度）、成成本（降降低產(chǎn)品品成本、降降低運(yùn)營營成本）、質(zhì)質(zhì)量（提提高產(chǎn)品品功能、性性能、維維護(hù)）和和服務(wù)（客客戶的滿滿意度）為為目標(biāo)，支支持產(chǎn)品品持續(xù)創(chuàng)創(chuàng)新的、由由一系列列軟件工工具和軟軟件子系系統(tǒng)組成成的軟件件套件和和解決方方案集成成合體，在在數(shù)據(jù)、過過程、應(yīng)應(yīng)用三個(gè)個(gè)層面構(gòu)構(gòu)建全局局優(yōu)化設(shè)設(shè)計(jì)平臺(tái)臺(tái)，以實(shí)實(shí)現(xiàn)多層層次（例例如：計(jì)計(jì)劃層、執(zhí)執(zhí)行層、支支持層、評評價(jià)層）、多多目標(biāo)（例例如：縮縮短開發(fā)發(fā)時(shí)間、降降低開發(fā)發(fā)成本、提提高產(chǎn)品品質(zhì)量和和服務(wù)等等）、多多約束控控制（例例如：制制造能力力限制、制制造容量量限制等等）的全全生命

58、周周期全局局優(yōu)化設(shè)設(shè)計(jì)。（1.2.2）子子課題BB：產(chǎn)品品創(chuàng)新設(shè)設(shè)計(jì)理論論和方法法（B11）共性性創(chuàng)新方方法與工工具應(yīng)用用研究創(chuàng)新新方法，包包括：（1）集體群智法：智力激勵(lì)法、檢核表法、CBS法、得爾菲法，（2）系統(tǒng)創(chuàng)新法：系統(tǒng)設(shè)問法、系統(tǒng)列舉法，(3) 組合創(chuàng)新法：性能組合、功能組合、原理組合、結(jié)構(gòu)重組、系統(tǒng)組合、模塊組合，（4）聯(lián)想類比法：聯(lián)想發(fā)明、綜攝類比等，在創(chuàng)新設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。研究創(chuàng)新工具，包括：形態(tài)學(xué)求解工具、構(gòu)思激勵(lì)工具、協(xié)同求解工具、智能求解工具、模型變換工具、組合求解工具等，在創(chuàng)新設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。（B22）面向向創(chuàng)新設(shè)設(shè)計(jì)的TTRIZZ理論基于TRRIZ理理論，研研究形成成結(jié)構(gòu)化

59、化、一致致性的可可重復(fù)性性創(chuàng)新流流程，從從問題分分析、自自動(dòng)查詢詢、解決決方案的的產(chǎn)生、方方案評估估、一直直到分析析報(bào)告的的生成，支支持新產(chǎn)產(chǎn)品開發(fā)發(fā)和實(shí)現(xiàn)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)創(chuàng)新，以以及對現(xiàn)現(xiàn)有制造造工藝流流程的優(yōu)優(yōu)化。研研究將TTRIZZ理論應(yīng)應(yīng)用于整整個(gè)復(fù)雜雜產(chǎn)品創(chuàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)計(jì)流程，并并對所要要獲取的的知識(shí)進(jìn)進(jìn)行挖掘掘，分析析競爭對對手專利利動(dòng)向，以以及行業(yè)業(yè)和技術(shù)術(shù)的發(fā)展展趨勢。研研究構(gòu)建建基于TTRIZZ理論的的資源庫庫來支持持已有知知識(shí)的重重復(fù)利用用、創(chuàng)新新概念的的產(chǎn)生和和驗(yàn)證的的全過程程（B33）漸進(jìn)進(jìn)式創(chuàng)新新設(shè)計(jì)方方法研究漸進(jìn)進(jìn)式創(chuàng)新新設(shè)計(jì)方方法，內(nèi)內(nèi)容包括括：（11）提升傳傳統(tǒng)產(chǎn)品品性能方

60、方法：智智能化、網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化、柔柔性化、數(shù)數(shù)字化、自自動(dòng)化、“傻瓜”化，（2）平臺(tái)化方法：系列化、模塊化、集成化、多功能化，組合化、功能單一化，（3）精度、純度、改進(jìn)重量方法：小型化，便攜化、精密化、高靈敏化、大型化、輕量化，（4）時(shí)代發(fā)展新時(shí)尚方法：未來化、個(gè)性化、高級(jí)化、高功能化、高速化，（5）安全使用壽命方法：耐用性、耐久性、免修化、無故障化，（6）環(huán)保、節(jié)省能源方法：綠色化、資源再生化、廉價(jià)化、省能源資源化、工藝簡單化等。（B44）突破破式創(chuàng)新新設(shè)計(jì)方方法研究漸進(jìn)進(jìn)式創(chuàng)新新設(shè)計(jì)方方法，內(nèi)內(nèi)容包括括：（11）突破創(chuàng)創(chuàng)新：產(chǎn)產(chǎn)生替代代技術(shù)，（2）醞釀期：共同學(xué)習(xí)型，（3）主導(dǎo)設(shè)計(jì)出現(xiàn)，（4）連