0 引言
工业设计是一门高度综合性的交叉学科，涉及到众多学科领域。从知识的角度来看，工业设计活动是一知识运用和知识创新的过程。随着现代产品设计、制造和流通的周期逐步缩小，设计师需要在很短的时间内完成知识的整合与创新工作，在此背景之下，设计知识的管理就变得尤为重要。能否高效地收集、存储、共享、传播和重用设计知识，影响到设计组织的创新力和竞争力。而设计知识产生于设计的各个阶段，来源于各个设计师，在实践过程中不断积累，具有多样性和非正式等特点。通过知识管理方法和理论，建立完善的知识管理系统，达到有效的对设计知识进行组织和管理的目的。
本文首先从知识管理的角度，明确了原始设计信息、设计知识与设计方案的循环流程。然后分析了案例在设计过程中的作用，并采用结构化分类方法对案例的各项属性进行了细致分类。文中提出了属性向量的概念，以方便设计师采用相似度检索方法搜索相似案例。在此基础上，本文采用PHP编程语言、MySQL数据库等手段开发了基于案例的产品设计知识管理系统。最后以MP3产品设计为例验证了系统的可行性和实用性。
1 产品设计知识和案例
产品设计是一种创造性活动，设计知识源于设计实践。就形式而言，设计知识是显性的，可讨论的，可转移的，可积累的。就设计过程而言，设计知识包括三类：对象知识——有关人造物特征和属性的知识：实现知识——有关人造物工程实现的知识；过程知识——有关设计过程特点和属性的知识。对象知识和实现知识被看作实质性的知识，而过程知识则被看作是操作性的知识。
从另一个角度来讲，就产品设计知识的性质而言，产品设计属于不良定义问题。而每一个不良定义问题在本质上是独特的，这就意味着没有一套相同的知识可以普遍应用。Spiro.et.al认为不良定义领域知识的传递主要基于案例的再现，这些知识通过多次从各个角度比较相似案例，检验每一个案例而获得。具体到产品设计领域，案例所提供的是未经加工的原始信息。通过一定的方法，对设计案例中提取而来的原始信息进行分类和重组，使案例信息具有清晰的结构，形成抽象的知识。设计师以某种设计方法完成设计时，抽象的知识模型转化为具体设计。当该设计方案用于交流时，已产生的设计方案就可以形成新的信息储存，用于未来应用。从原始设计信息转化为可行的产品设计的循环图，如图1所示。
图1 原始设计信息转化为可行的产品设计的循环图
产品设计案例可在产品设计的各个阶段帮助设计师。在产品设计初期调研阶段，设计案例可以帮助设计师完成问题的解释，分析，解决方法分析。在深入设计阶段，设计案例解决问题的方法可以进一步扩展应用于新的设计问题。此外，将新的设计与以往设计案例进行比较、评估，利于设计的创新。新的设计案例还可将其嵌入案例库中，不断积累。
2 案例的结构化分类
只有通过结构化的分类方法，将设计案例中原始的信息转化为显性的设计知识，设计师才能在设计过程中实时查询，达到提高工作效率的目的。下文将探讨一种针对于案例属性的结构化分类方法。
案例的属性包括色彩，功能，用途，材质，品牌等。这些属性可分为产品功能层、形式特征层、用户感知层三个层面。
产品功能是产品存在的意义所在，很大程度上决定着产品的外观形态，设计师的思维走向。产品功能层包括产品类型，主要功能和实例展示三个属性元素。产品类型即产品名称，实例展示即案例图片，以图片形式收集在系统内部。
产品的形式特征是产品属性最直观的表现形式。设计师根据设计要求，利用自身的设计语言，将各种抽象的客观要求转化为视觉形态，最终传递给用户。产品形态属性主要包括空间结构，形式结构，形态组成结构，主要形态语言，细节处理，材料机理和色彩这六个方面。
用户感知层是由产品形态和功能特征的相互影响构成的，是有关产品使用和用户体验的信息，是产品外观同用户心理活动的相互作用。与产品功能和形态层不同，用户感知层面以用户为对象，聚焦于产品所呈现给用户的主要风格感受，在此基础上，对用户感受进行了细化的分解。主要风格分解包括地域风格，历史风格，品牌感受和情感感受四个部分。其中，品牌感受包括品牌名称和品牌传统特征两部分。此外，由于不同产品的情感感受相差很大，难以用同样的标准去衡量，所以这部分主要根据具体产品类型特征确定。
3 基于案例的产品设计知识管理系统的构建
3.1 系统框架
基于案例的产品设计知识管理系统的目标，是创建一个特定领域的知识库，从而在形态构成过程中、设计方案具体化阶段帮助工业设计师，它将收集大量的设计案例图片。按照它们所提供的设计知识，对这些设计案例进行描述，根据案例结构化分类方法进行分类，从而能够快速准确的检索，在设计过程中帮助设计师开阔思路，完善构思，提高工作效率。
系统基于B/S模式，由MySQL数据库支持，利用PHP编程语言完成相关值的传递。本系统支持数据库的相关案例检索，并提供多种检索模式。系统具体框架图2所示。设计师根据设计需要访问系统页面，并输入相关字段，在系统内部进行查询。Web服务器收到请求，获得该脚本语言，并将它传到PHP引擎，开始解析脚本；脚本中包含连接数据库的命令，数据库接受该命令，并执行相应操作，最后返回相应值。系统案例库的来源包含两个方面：设计组织内部的设计案例和外部设计案例；案例由管理员录入，按照案例结构化分类方法分别填入相关属性内容，并上传相应的案例图片。
图2 系统框架图
3.2 案例的检索
(1)案例的形式化。定义：属性向量，利用案例结构化分类方法将产品知识空间进行划分，使每个案例都有唯一的属性组合与之相对应。对每个属性包含的各项内容利用数字标记，此时属性组合可表示为向量的形式：p=(p1，p2，p3∧，pm)，p(property)表示案例的属性组合，m为属性的个数。本文中将p称之为属性向量。
(2)检索规则。数据库的构建过程中，首先利用案例结构化分类方法对每一个案例进行属性划分。在此基础上，制定对各属性包含内容赋值的赋值规则。检索时，根据赋值规则得到各案例的属性向量，将案例组织到数据库中。检索规则分为特征尺度检索和相似度检索两大类。①特征尺度检索。特征尺度检索属于常规检索方法。检索结果将满足用户规定的所有属性；②相似度检索。设计过程中，相似案例一方面可以提供较为准确的设计知识，避免冗杂的信息分散设计师的精力：另一方面可以通过控制相关度，为设计师建立广泛联系、拓展思路提供帮助。
设计师可根据设计要求预先大致确定目标产品的各个属性，根据检索案例与目标产品的相似程度确定相似度的Sab大小之后，即可进行相似度搜索，调整相似度Sab的值可以控制检索结果与目标产品的相似程度。设计师可以通过参照相似案例设计知识，该搜索方法具有很强的实用价值。
4 应用验证
以MP3的产品设计为例验证系统的可行性与实用性。首先由管理员输入相关案例信息，在输入的过程中，根据系统提供的结构化表格，填入用于描述案例的各个属性。该阶段为案例录入数据库的过程。该阶段完成后，设计师进入系统，根据自身需要选择选择案例的限制条件和检索方法，还可以选定相似度系数，以控制检索范围。系统根据设计师制定的条件和检索方法，进行检索。图3为相似度检索结果，图4为特征检索结果。系统按照设计师的要求，给出了检索结果。在大量纷繁的设计案例中，帮助设计师筛选出有用的案例，提高了设计师的工作效率。
图3 相似度检索模式下的检索结果
图4 特征检索模式下的检索结果
5 结论
本文采用结构化分类方法对案例的各项属性进行了细致分类；在此基础上，利用PHP编程语言、MySQL数据库等手段开发了基于案例的产品设计知识管理系统，最后以MP3产品设计为例验证了系统的可行性和实用性。
本系统能够高效地收集、存储、共享、传播设计知识，有利于设计师在设计过程中开拓思维，完善方案，提高了工作效率；加快了组织内部设计知识的传递速度，增强了组织活力。
核心关注：拓步ERP系统平台是覆盖了众多的业务领域、行业应用，蕴涵了丰富的ERP管理思想，集成了ERP软件业务管理理念，功能涉及供应链、成本、制造、CRM、HR等众多业务领域的管理，全面涵盖了企业关注ERP管理系统的核心领域，是众多中小企业信息化建设首选的ERP管理软件信赖品牌。
转载请注明出处：拓步ERP资讯网http://www.toberp.com/
本文标题：基于案例的产品设计知识管理系统
相关文章
