0 引言

    工業(yè)設(shè)計(jì)是一門(mén)高度綜合性的交叉學(xué)科，涉及到眾多學(xué)科領(lǐng)域。從知識(shí)的角度來(lái)看，工業(yè)設(shè)計(jì)活動(dòng)是一知識(shí)運(yùn)用和知識(shí)創(chuàng)新的過(guò)程。隨著現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和流通的周期逐步縮小，設(shè)計(jì)師需要在很短的時(shí)間內(nèi)完成知識(shí)的整合與創(chuàng)新工作，在此背景之下，設(shè)計(jì)知識(shí)的管理就變得尤為重要。能否高效地收集、存儲(chǔ)、共享、傳播和重用設(shè)計(jì)知識(shí)，影響到設(shè)計(jì)組織的創(chuàng)新力和競(jìng)爭(zhēng)力。而設(shè)計(jì)知識(shí)產(chǎn)生于設(shè)計(jì)的各個(gè)階段，來(lái)源于各個(gè)設(shè)計(jì)師，在實(shí)踐過(guò)程中不斷積累，具有多樣性和非正式等特點(diǎn)。通過(guò)知識(shí)管理方法和理論，建立完善的知識(shí)管理系統(tǒng)，達(dá)到有效的對(duì)設(shè)計(jì)知識(shí)進(jìn)行組織和管理的目的。

    本文首先從知識(shí)管理的角度，明確了原始設(shè)計(jì)信息、設(shè)計(jì)知識(shí)與設(shè)計(jì)方案的循環(huán)流程。然后分析了案例在設(shè)計(jì)過(guò)程中的作用，并采用結(jié)構(gòu)化分類(lèi)方法對(duì)案例的各項(xiàng)屬性進(jìn)行了細(xì)致分類(lèi)。文中提出了屬性向量的概念，以方便設(shè)計(jì)師采用相似度檢索方法搜索相似案例。在此基礎(chǔ)上，本文采用PHP編程語(yǔ)言、MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)等手段開(kāi)發(fā)了基于案例的產(chǎn)品設(shè)計(jì)知識(shí)管理系統(tǒng)。最后以MP3產(chǎn)品設(shè)計(jì)為例驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性和實(shí)用性。

1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)知識(shí)和案例

    產(chǎn)品設(shè)計(jì)是一種創(chuàng)造性活動(dòng)，設(shè)計(jì)知識(shí)源于設(shè)計(jì)實(shí)踐。就形式而言，設(shè)計(jì)知識(shí)是顯性的，可討論的，可轉(zhuǎn)移的，可積累的。就設(shè)計(jì)過(guò)程而言，設(shè)計(jì)知識(shí)包括三類(lèi)：對(duì)象知識(shí)——有關(guān)人造物特征和屬性的知識(shí)：實(shí)現(xiàn)知識(shí)——有關(guān)人造物工程實(shí)現(xiàn)的知識(shí)；過(guò)程知識(shí)——有關(guān)設(shè)計(jì)過(guò)程特點(diǎn)和屬性的知識(shí)。對(duì)象知識(shí)和實(shí)現(xiàn)知識(shí)被看作實(shí)質(zhì)性的知識(shí)，而過(guò)程知識(shí)則被看作是操作性的知識(shí)。

    從另一個(gè)角度來(lái)講，就產(chǎn)品設(shè)計(jì)知識(shí)的性質(zhì)而言，產(chǎn)品設(shè)計(jì)屬于不良定義問(wèn)題。而每一個(gè)不良定義問(wèn)題在本質(zhì)上是獨(dú)特的，這就意味著沒(méi)有一套相同的知識(shí)可以普遍應(yīng)用。Spiro.et.al認(rèn)為不良定義領(lǐng)域知識(shí)的傳遞主要基于案例的再現(xiàn)，這些知識(shí)通過(guò)多次從各個(gè)角度比較相似案例，檢驗(yàn)每一個(gè)案例而獲得。具體到產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域，案例所提供的是未經(jīng)加工的原始信息。通過(guò)一定的方法，對(duì)設(shè)計(jì)案例中提取而來(lái)的原始信息進(jìn)行分類(lèi)和重組，使案例信息具有清晰的結(jié)構(gòu)，形成抽象的知識(shí)。設(shè)計(jì)師以某種設(shè)計(jì)方法完成設(shè)計(jì)時(shí)，抽象的知識(shí)模型轉(zhuǎn)化為具體設(shè)計(jì)。當(dāng)該設(shè)計(jì)方案用于交流時(shí)，已產(chǎn)生的設(shè)計(jì)方案就可以形成新的信息儲(chǔ)存，用于未來(lái)應(yīng)用。從原始設(shè)計(jì)信息轉(zhuǎn)化為可行的產(chǎn)品設(shè)計(jì)的循環(huán)圖，如圖1所示。

    圖1 原始設(shè)計(jì)信息轉(zhuǎn)化為可行的產(chǎn)品設(shè)計(jì)的循環(huán)圖

    產(chǎn)品設(shè)計(jì)案例可在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的各個(gè)階段幫助設(shè)計(jì)師。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)初期調(diào)研階段，設(shè)計(jì)案例可以幫助設(shè)計(jì)師完成問(wèn)題的解釋?zhuān)�分析，解決方法分析。在深入設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)案例解決問(wèn)題的方法可以進(jìn)一步擴(kuò)展應(yīng)用于新的設(shè)計(jì)問(wèn)題。此外，將新的設(shè)計(jì)與以往設(shè)計(jì)案例進(jìn)行比較、評(píng)估，利于設(shè)計(jì)的創(chuàng)新。新的設(shè)計(jì)案例還可將其嵌入案例庫(kù)中，不斷積累。

2 案例的結(jié)構(gòu)化分類(lèi)

    只有通過(guò)結(jié)構(gòu)化的分類(lèi)方法，將設(shè)計(jì)案例中原始的信息轉(zhuǎn)化為顯性的設(shè)計(jì)知識(shí)，設(shè)計(jì)師才能在設(shè)計(jì)過(guò)程中實(shí)時(shí)查詢(xún)，達(dá)到提高工作效率的目的。下文將探討一種針對(duì)于案例屬性的結(jié)構(gòu)化分類(lèi)方法。

    案例的屬性包括色彩，功能，用途，材質(zhì)，品牌等。這些屬性可分為產(chǎn)品功能層、形式特征層、用戶(hù)感知層三個(gè)層面。

    產(chǎn)品功能是產(chǎn)品存在的意義所在，很大程度上決定著產(chǎn)品的外觀(guān)形態(tài)，設(shè)計(jì)師的思維走向。產(chǎn)品功能層包括產(chǎn)品類(lèi)型，主要功能和實(shí)例展示三個(gè)屬性元素。產(chǎn)品類(lèi)型即產(chǎn)品名稱(chēng)，實(shí)例展示即案例圖片，以圖片形式收集在系統(tǒng)內(nèi)部。

    產(chǎn)品的形式特征是產(chǎn)品屬性最直觀(guān)的表現(xiàn)形式。設(shè)計(jì)師根據(jù)設(shè)計(jì)要求，利用自身的設(shè)計(jì)語(yǔ)言，將各種抽象的客觀(guān)要求轉(zhuǎn)化為視覺(jué)形態(tài)，最終傳遞給用戶(hù)。產(chǎn)品形態(tài)屬性主要包括空間結(jié)構(gòu)，形式結(jié)構(gòu)，形態(tài)組成結(jié)構(gòu)，主要形態(tài)語(yǔ)言，細(xì)節(jié)處理，材料機(jī)理和色彩這六個(gè)方面。

    用戶(hù)感知層是由產(chǎn)品形態(tài)和功能特征的相互影響構(gòu)成的，是有關(guān)產(chǎn)品使用和用戶(hù)體驗(yàn)的信息，是產(chǎn)品外觀(guān)同用戶(hù)心理活動(dòng)的相互作用。與產(chǎn)品功能和形態(tài)層不同，用戶(hù)感知層面以用戶(hù)為對(duì)象，聚焦于產(chǎn)品所呈現(xiàn)給用戶(hù)的主要風(fēng)格感受，在此基礎(chǔ)上，對(duì)用戶(hù)感受進(jìn)行了細(xì)化的分解。主要風(fēng)格分解包括地域風(fēng)格，歷史風(fēng)格，品牌感受和情感感受四個(gè)部分。其中，品牌感受包括品牌名稱(chēng)和品牌傳統(tǒng)特征兩部分。此外，由于不同產(chǎn)品的情感感受相差很大，難以用同樣的標(biāo)準(zhǔn)去衡量，所以這部分主要根據(jù)具體產(chǎn)品類(lèi)型特征確定。

3 基于案例的產(chǎn)品設(shè)計(jì)知識(shí)管理系統(tǒng)的構(gòu)建

    3.1 系統(tǒng)框架

    基于案例的產(chǎn)品設(shè)計(jì)知識(shí)管理系統(tǒng)的目標(biāo)，是創(chuàng)建一個(gè)特定領(lǐng)域的知識(shí)庫(kù)，從而在形態(tài)構(gòu)成過(guò)程中、設(shè)計(jì)方案具體化階段幫助工業(yè)設(shè)計(jì)師，它將收集大量的設(shè)計(jì)案例圖片。按照它們所提供的設(shè)計(jì)知識(shí)，對(duì)這些設(shè)計(jì)案例進(jìn)行描述，根據(jù)案例結(jié)構(gòu)化分類(lèi)方法進(jìn)行分類(lèi)，從而能夠快速準(zhǔn)確的檢索，在設(shè)計(jì)過(guò)程中幫助設(shè)計(jì)師開(kāi)闊思路，完善構(gòu)思，提高工作效率。

    系統(tǒng)基于B/S模式，由MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)支持，利用PHP編程語(yǔ)言完成相關(guān)值的傳遞。本系統(tǒng)支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)案例檢索，并提供多種檢索模式。系統(tǒng)具體框架圖2所示。設(shè)計(jì)師根據(jù)設(shè)計(jì)需要訪(fǎng)問(wèn)系統(tǒng)頁(yè)面，并輸入相關(guān)字段，在系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行查詢(xún)。Web服務(wù)器收到請(qǐng)求，獲得該腳本語(yǔ)言，并將它傳到PHP引擎，開(kāi)始解析腳本；腳本中包含連接數(shù)據(jù)庫(kù)的命令，數(shù)據(jù)庫(kù)接受該命令，并執(zhí)行相應(yīng)操作，最后返回相應(yīng)值。系統(tǒng)案例庫(kù)的來(lái)源包含兩個(gè)方面：設(shè)計(jì)組織內(nèi)部的設(shè)計(jì)案例和外部設(shè)計(jì)案例；案例由管理員錄入，按照案例結(jié)構(gòu)化分類(lèi)方法分別填入相關(guān)屬性?xún)?nèi)容，并上傳相應(yīng)的案例圖片。

    圖2 系統(tǒng)框架圖

    3.2 案例的檢索

    (1)案例的形式化。定義：屬性向量，利用案例結(jié)構(gòu)化分類(lèi)方法將產(chǎn)品知識(shí)空間進(jìn)行劃分，使每個(gè)案例都有唯一的屬性組合與之相對(duì)應(yīng)。對(duì)每個(gè)屬性包含的各項(xiàng)內(nèi)容利用數(shù)字標(biāo)記，此時(shí)屬性組合可表示為向量的形式：p=(p1，p2，p3∧，pm)，p(property)表示案例的屬性組合，m為屬性的個(gè)數(shù)。本文中將p稱(chēng)之為屬性向量。

    (2)檢索規(guī)則。數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建過(guò)程中，首先利用案例結(jié)構(gòu)化分類(lèi)方法對(duì)每一個(gè)案例進(jìn)行屬性劃分。在此基礎(chǔ)上，制定對(duì)各屬性包含內(nèi)容賦值的賦值規(guī)則。檢索時(shí)，根據(jù)賦值規(guī)則得到各案例的屬性向量，將案例組織到數(shù)據(jù)庫(kù)中。檢索規(guī)則分為特征尺度檢索和相似度檢索兩大類(lèi)。①特征尺度檢索。特征尺度檢索屬于常規(guī)檢索方法。檢索結(jié)果將滿(mǎn)足用戶(hù)規(guī)定的所有屬性；②相似度檢索。設(shè)計(jì)過(guò)程中，相似案例一方面可以提供較為準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)知識(shí)，避免冗雜的信息分散設(shè)計(jì)師的精力：另一方面可以通過(guò)控制相關(guān)度，為設(shè)計(jì)師建立廣泛聯(lián)系、拓展思路提供幫助。

    設(shè)計(jì)師可根據(jù)設(shè)計(jì)要求預(yù)先大致確定目標(biāo)產(chǎn)品的各個(gè)屬性，根據(jù)檢索案例與目標(biāo)產(chǎn)品的相似程度確定相似度的Sab大小之后，即可進(jìn)行相似度搜索，調(diào)整相似度Sab的值可以控制檢索結(jié)果與目標(biāo)產(chǎn)品的相似程度。設(shè)計(jì)師可以通過(guò)參照相似案例設(shè)計(jì)知識(shí)，該搜索方法具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。

4 應(yīng)用驗(yàn)證

    以MP3的產(chǎn)品設(shè)計(jì)為例驗(yàn)證系統(tǒng)的可行性與實(shí)用性。首先由管理員輸入相關(guān)案例信息，在輸入的過(guò)程中，根據(jù)系統(tǒng)提供的結(jié)構(gòu)化表格，填入用于描述案例的各個(gè)屬性。該階段為案例錄入數(shù)據(jù)庫(kù)的過(guò)程。該階段完成后，設(shè)計(jì)師進(jìn)入系統(tǒng)，根據(jù)自身需要選擇選擇案例的限制條件和檢索方法，還可以選定相似度系數(shù)，以控制檢索范圍。系統(tǒng)根據(jù)設(shè)計(jì)師制定的條件和檢索方法，進(jìn)行檢索。圖3為相似度檢索結(jié)果，圖4為特征檢索結(jié)果。系統(tǒng)按照設(shè)計(jì)師的要求，給出了檢索結(jié)果。在大量紛繁的設(shè)計(jì)案例中，幫助設(shè)計(jì)師篩選出有用的案例，提高了設(shè)計(jì)師的工作效率。

    圖3 相似度檢索模式下的檢索結(jié)果

    圖4 特征檢索模式下的檢索結(jié)果

5 結(jié)論

    本文采用結(jié)構(gòu)化分類(lèi)方法對(duì)案例的各項(xiàng)屬性進(jìn)行了細(xì)致分類(lèi)；在此基礎(chǔ)上，利用PHP編程語(yǔ)言、MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)等手段開(kāi)發(fā)了基于案例的產(chǎn)品設(shè)計(jì)知識(shí)管理系統(tǒng)，最后以MP3產(chǎn)品設(shè)計(jì)為例驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性和實(shí)用性。

    本系統(tǒng)能夠高效地收集、存儲(chǔ)、共享、傳播設(shè)計(jì)知識(shí)，有利于設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過(guò)程中開(kāi)拓思維，完善方案，提高了工作效率；加快了組織內(nèi)部設(shè)計(jì)知識(shí)的傳遞速度，增強(qiáng)了組織活力。

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本文標(biāo)題：基于案例的產(chǎn)品設(shè)計(jì)知識(shí)管理系統(tǒng)

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