導語：如何才能寫好一篇創(chuàng)新設計管理論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

機械方案設計是一個創(chuàng)造性很強的活動，其思維過程是形象思維和抽象思維綜合作用的結果。目前計算機輔助設計（CAD）主要解決了在計算和繪圖等設計后續(xù)階段對設計者的支持。而對于極富創(chuàng)造性的早期方案設計階段的計算機支持至今沒有取得實質(zhì)性的進展。即使是智能CAD系統(tǒng)，所采用的方法的理論基礎仍是基于傳統(tǒng)的人工智能的知識表示與推理方法，即邏輯思維為基礎，其中多以知識工程和專家系統(tǒng)的方法實現(xiàn)。這種CAD與AI的簡單組合，沒有也不可能從真正意義上實現(xiàn)方案設計自動化。創(chuàng)造性如何在方案設計過程中體現(xiàn)一直是困擾設計理論研究工作者的棘手問題，也一直沒有很好地解決，本文將就這一問題作一探討。

1機械方案設計的一般過程

一般認為，方案設計階段主要有兩個任務：首先是建立技術系統(tǒng)的功能結構。然后通過選擇相應于功能結構中的每個功能的功能載體，并組合這些被選擇的功能載體形成整個技術系統(tǒng)的設計方案。

通用設計理論認為，方案設計過程可表述為兩個映射過程（圖1）：即用戶需求域到功能域的映射以及功能域到結構域的映射。由需求域到功能域的映射過程最能體現(xiàn)設計者的創(chuàng)造能力，這一過程涉及到對設計思維規(guī)律以及創(chuàng)造性機理認識水平，涉及到自然語言到專業(yè)技術語言的轉化。盡管有些學者提出通過對設計要求進行層次分解來建立功能結構圖的討論，但一般還要通過人工干預進行。從功能到結構的映射，實際上是功能結構圖中的每一個分功能與能實現(xiàn)該分功能的結構進行匹配，一般情況下，總體功能往往包含著許多分功能。而每一功能可以由不同的結構來實現(xiàn)，因此存在組合、協(xié)調(diào)和評價篩選的問題。具體的機械方案設計過程如圖2所示。

圖2所示的機械方案設計過程還可通過數(shù)學形式進行描述。設總體功能為U，它可分解為一些子功能，分解過程可形式化為：

U＝（U1，U2，…Um）（1）

即總體功能是有m個子功能UI（I＝1，2，…m）組成的。

任何一個子功能UI（I＝1，2，…，m）對應著能夠完成該分功能的子結構的集合TI，即

TI＝（tI1，tI2，…，tin）（I＝1，2，…，m）（2）

式中tij（j＝1，2，…，n）對應于能完成子功能UI的所有子結構，n為完成該子功能的子結構總數(shù)。如果用UI定義行，tij為元素構成矩陣，即得到功能與結構相聯(lián)系的“功能—結構技術矩陣”：

（3）

當然能夠實現(xiàn)各子功能的子結構數(shù)并不相等，可以將能夠實現(xiàn)某一子功能的最多子結構數(shù)定為n，少于這個數(shù)的子功能元素項用零表示。圖2所描述的機械方設計的一般過程，看起來很簡單，但計算機實現(xiàn)有許多問題需要解決。如總功能如何分解為子功能、功能如何表達（因為從不同的角度提出的功能表達詞匯是不相同的）以及如何有效根據(jù)功能索引子結構等問題有待進一步探討和研究。

2基于機構結構類型變異綜合方法

自60年代圖論理論首次被應用于機構設計以來，它在機構分析與綜合方面的應用得到深入的研究。在圖論中，封閉的圖代表機構，頂點代表連桿，邊代表運動副。圖可以用矩陣（如鄰接矩陣和關聯(lián)矩陣）表示、分析和計算。1979年，F(xiàn)reudenstein和Maki提出“功能與結構分離”的方法用于機構綜合，隨后許多學者對這一方法進行研究和深化。該方法包括如下幾個環(huán)節(jié)：

2．1根據(jù)用戶的需求，提出機構創(chuàng)新設計任務與技術要求：

（1）拓撲結構要求

如運動性質(zhì)（平面運動或空間運動）、基本回路數(shù)（或獨立環(huán)數(shù)目）、運動副類型及數(shù)目、構件類型及數(shù)目、主動副類型及其位置以及機架的構件類型及其位置；

（2）功能性要求

如輸出構件數(shù)目及其位置、每一輸出構件的任務（如軌跡生成、函數(shù)生成、導引以及其它要求、滿足對預定的速度及加速度要求、滿足對機構整體的動力學性能要求；

（3）約束條件

如運動精度、結構緊湊性、剛度、機械效益、軸銷作用反力以及制造、裝配、成本等方面的約束。

2．2結構類型綜合

通過結構類型綜合列出滿足設計任務要求的全部結構類型并以適當形式表示。

2．3優(yōu)選結構類型

根據(jù)功能要求和約束條件，篩選出好的結構類型。

該方法目前研究局限在平面連桿機構的結構類型綜合，且一般集中在運動鏈同構識別、自由度識別方法以及平面運動鏈自動生成等理論方法研究階段。盡管有一些應用的研究報道，但都是針對簡單機構（如變沖程發(fā)動機活塞機構、車門開啟機構等）通過人工方式實現(xiàn)。計算機實現(xiàn)還有一些關鍵技術沒有很有效的方法，如運動鏈同構識別問題，主動副位置確定、機架位置的確定、桿組的自動劃分以及對運動鏈進行評價篩選等問題。

3集成功能推理及結構推理的方案創(chuàng)新設計過程模型

如果用人工智能語言描述，在上述第1小節(jié)中討論的機械方案設計的一般過程是基于功能推理方式，而第2小節(jié)中所討論的機構結構類型變異綜合方法是基于結構推理方式。這兩種方式有其內(nèi)在的聯(lián)系，如何將這兩種方式有機地聯(lián)系在一起對于機械方案創(chuàng)新設計是一件很有意義的工作。功能推理主要解決功能到結構之間的映射，通過結構部件組合途徑形成機械方案。而結構推理是從結構部件的拓撲結構上通過機構演繹（機架變換，主動件位置變換以及運動副類型變換）途徑對機構進行變異創(chuàng)新，盡管目前結構推理局限在平面連桿機構結構類型綜合，但通過本文的研究，該方法可以擴展到一般剛體機械方案創(chuàng)新設計。有鑒于此，作者提出如圖3所示的集成功能推理和結構推理的機械方案創(chuàng)新設計過程模型。

該設計過程模型由以下主要步驟組成：

Step1：功能結構圖的建立。根據(jù)設計要求，建立功能結構圖。

Step2：根據(jù)建立的功能結構圖，尋找滿足各子功能要求的功能載體并組合成為原始機械方案。

Step3：將原始機械方案進行抽象化為表達機械方案連接信息的運動鏈表示。并記錄原始方案一些約束信息，如自由度數(shù)、桿數(shù)、原動件必須是幾副桿、輸出構件是否必須與機架相連等等。

Step4：運動鏈發(fā)散。列舉所有與抽象化表示的運動鏈具有相同自由度、桿副類型以及桿數(shù)的非同構運動鏈，并進行篩選。

Step5：機械方案元型集的生成。對篩選的運動鏈進行機架識別、原動件識別、桿組識別，形成用連桿和轉動副表達的機械方案元型。

Step6：候選方案集的生成。將以上生成的機械方案元型通過類型替代，形成候選方案集。

Step7：方案的評價決策。得到最優(yōu)方案。

Step8：方案的尺度綜合。

4機械方案創(chuàng)新設計智能支持系統(tǒng)

根據(jù)以上的過程模型，我們開發(fā)了機械方案創(chuàng)新設計智能支持系統(tǒng)MCIDISS。系統(tǒng)的結構如圖4所示。該系統(tǒng)由五大模塊組成：

（1）基于實例功能推理的原始機械方案生成模塊：該模塊采用兩級實例推理的模型，完成從設計任務到功能結構圖的建立以及裝置提取與組合協(xié)調(diào)設計生成原始機械方案的

任務。

（2）基于結構推理的方案設計創(chuàng)新模塊：該模塊在上面模塊產(chǎn)生的原始機械方案的基礎上，通過抽象化表示，將原始機械方案表達為一般化運動鏈，從機械方案拓撲聯(lián)接上進行變異創(chuàng)新。

（3）評價決策模塊：該模塊主要任務是對各階段的設計解進行評價決策。系統(tǒng)主要采用模糊綜合評價決策方法。

（4）機構尺度綜合模塊：該模塊主要任務是對組成機械方案的機構參數(shù)進行綜合，以便從尺度上論證方案的可行性。

（5）運動分析及仿真模塊：該模塊是在完成機構尺度綜合后，對其進行運動分析和仿真，以便使設計者對所設計的方案有一個清晰直觀的認識。

篇2

聯(lián)想創(chuàng)新設計中心總經(jīng)理姚映佳告訴《財富》（中文版），中心的作品曾獲得世界最著名的三項工業(yè)設計領域大獎（IDEA、REDDOT、IF）和日本G-Mark工業(yè)設計大獎、亞洲最具影響力設計獎、Intel創(chuàng)新PC獎等獎項。最近，在本刊進行的中國最佳創(chuàng)新設計評選中，聯(lián)想的產(chǎn)品又名列前茅。北京工業(yè)設計促進中心主任陳冬亮在跟聯(lián)想共同工作的十年當中，見證了它從一個自發(fā)的工業(yè)設計小組逐漸成長為國際著名設計機構的過程。他說，聯(lián)想獲得的獎項已經(jīng)不僅僅是獎勵，而是已經(jīng)成了一個品牌、一種標志，它標志著企業(yè)自主創(chuàng)新能力和企業(yè)設計師的創(chuàng)新能力的形成。

企業(yè)重視設計工作，最直接的目的是希望通過產(chǎn)品獲得市場更大的認可，推動產(chǎn)品的銷售。具體到一種設計到底能給企業(yè)帶來多大的收益，姚映佳認為這是很難具體量化的，但國外的統(tǒng)計顯示，在設計方面每投入1美元，就會給企業(yè)帶來至少10倍的增值。設計帶來的不僅是企業(yè)有形的價值增值，更重要是無形資產(chǎn)包括品牌價值的提升。1999年聯(lián)想天禧電腦上市后，由于是一款創(chuàng)新性的產(chǎn)品，其中的單鍵飛梭設計讓用戶上網(wǎng)更加容易，因此深受歡迎。再加上創(chuàng)新的商務模式和服務模式，使天禧成了既叫好又叫座的產(chǎn)品。到了2000年，天禧已經(jīng)為聯(lián)想創(chuàng)下37.5億元的產(chǎn)值，也幫助聯(lián)想在1999年登上亞太市場PC銷量榜首，并躋身全球十強。同時，它使聯(lián)想在香港的股價同期上升了100%。另一款創(chuàng)新性產(chǎn)品天驕電腦，由于新穎的設計和獨特的功能，上市當天就獲得了2.5萬臺的訂單。如果按照1萬元1臺計算，其所創(chuàng)造的銷售收入就達到2.5億元。

一款設計新穎的產(chǎn)品，也意味著新的商機。不久前，聯(lián)想設計的一款筆記本電腦產(chǎn)品，采用了中國紅的顏色外觀，可口可樂公司覺得很漂亮。在請聯(lián)想打上自己公司的標識后，可口可樂公司進行了集中采購。在姚映佳的印象里，諸如此類的例子舉不勝舉。

當然，設計不是產(chǎn)品熱賣的惟一原因，熱賣是多方面因素共同作用的結果。至于技術創(chuàng)新與設計創(chuàng)新的關系，姚映佳說，如果用"桃核"理論來比喻，那么技術就是桃核。消費者在買桃子時，不會直接看到桃核，但桃子是不能沒有桃核的。消費者關注的是桃肉、桃皮，這些就是設計所帶來的東西。因此，設計和技術是一個密不可分的整體，它們的聯(lián)系越緊密，越能充分發(fā)揮企業(yè)的核心競爭力。技術和設計還有一層關系，涉及到設計的一個基本目的:實現(xiàn)技術對用戶的價值最大化。

不管是技術還是設計，都有一個共同點，那就是創(chuàng)新。在聯(lián)想集團高級副總裁兼首席技術官賀志強看來，設計就是創(chuàng)新，就是不斷追求新的可能。這種理念也是為什么聯(lián)想把工業(yè)設計中心變成創(chuàng)新設計中心的原因之一。

聯(lián)想早在1996年就在業(yè)界率先引入工業(yè)設計，使之開始在產(chǎn)品開發(fā)中發(fā)揮作用。當時，姚映佳是聯(lián)想引進的第一位設計師。到了2000年，聯(lián)想成立了工業(yè)設計中心，開始把關注點轉移到"以用戶為核心"上。通過對產(chǎn)業(yè)生命周期的分析，聯(lián)想發(fā)現(xiàn)，在產(chǎn)業(yè)成熟期，以用戶需求為中心，對用戶群進行細化，滿足用戶需求和實現(xiàn)用戶增值，是實現(xiàn)商業(yè)突破性發(fā)展的關鍵。在不斷強化設計工作的過程中，聯(lián)想發(fā)現(xiàn)只做好外觀和結構設計并不能滿足市場的需要，不能滿足產(chǎn)品創(chuàng)新深度需求和用戶對產(chǎn)品易用性和安全性需求，于是多專業(yè)協(xié)同開發(fā)創(chuàng)新就成了必然的選擇。如今的聯(lián)想創(chuàng)新設計中心，已經(jīng)是一個跨越眾多專業(yè)的部門，涵蓋了模具工程、材料工程、產(chǎn)品設計、結構設計、平面設計、交互設計、機電工程以及社會學、心理學等多專業(yè)領域。

經(jīng)過10年的體驗，姚映佳覺得，聯(lián)想重視設計是意料之中的事情，因為設計跟商業(yè)的聯(lián)系越來越緊密。天禧電腦正是有了設計師的參與，才取得不同凡響的市場效果?，F(xiàn)在，聯(lián)想重視創(chuàng)新設計中心的程度跟其重視PC市場份額一樣，已經(jīng)把設計工作視為聯(lián)想的核心競爭要素之一。對于設計工作的重要性，姚映佳喜歡把它比喻成企業(yè)的右大腦，負責情感管理，是人類思考藝術情感的器官。一個企業(yè)就像一個人一樣，如果右腦被抑制，就會顯得缺乏活力和吸引力。在整個聯(lián)想集團，創(chuàng)新設計中心的另一種突出作用是成為集團的橋梁，連結著幾乎所有部門，包括市場、制造、服務等。正是設計把集團連成了一個更加緊密的整體。

在一般人心目中，一談到設計，想到的更多是風格、造型等因素。實際上，設計工作是藝術與技術的統(tǒng)一體，它本身就是一個具有人文成分的學科，要求設計師既要理性思考，又要用感性去創(chuàng)新和發(fā)現(xiàn)。在產(chǎn)品創(chuàng)新過程中，不是說做一個多么漂亮的設計，而是首先了解設計為誰而做。在聯(lián)想創(chuàng)新設計中心，專門有從事用戶研究的部門──焦點用戶實驗室。比如，要開發(fā)一種針對高端人士的手機，首先要確定哪些用戶屬于高端用戶。在具體研討時，各個部門都要參與進來。

聯(lián)想內(nèi)部經(jīng)常說的一句話，就是"滿足用戶的潛在需求"。聯(lián)想的設計理念，可以理解為"以用戶需求為核心，使設計成為連接技術和市場的橋梁，多專業(yè)協(xié)同增值"。

在這個意義上，企業(yè)的設計產(chǎn)品與藝術作品會有很大的區(qū)別。藝術作品要求盡善盡美，而企業(yè)設計則要充分考慮用戶的使用感受。藝術家可能會嘔心瀝血于一件經(jīng)典之作，而設計人員會考慮產(chǎn)品是否可以批量制造，跟商業(yè)結合是否緊密。當年，聯(lián)想在設計天禧電腦的單鍵飛梭時，是根據(jù)當時國人普遍不會熟練操作電腦的情況出發(fā)，設計出只要按下一個鍵就可以方便進入操作界面的易用功能，使普通用戶使用電腦不再是一件難事。姚映佳說，這一設計加快了因特網(wǎng)在中國的普及，為中國社會的進步做出了貢獻。

設計工作要滿足用戶的潛在需求，姚映佳覺得最大的困難是設計師如何挑戰(zhàn)自己，超越自己。只有跳出老圈子，原有的束縛，才能打開一片新天地。同時，設計作為一門給人以舒適和美的藝術，離不開文化和社會環(huán)境。聯(lián)想作為一家起源于中國的國際企業(yè)，已經(jīng)形成了基于中國文化基因的創(chuàng)新設計風格。獲得本刊最佳設計大獎的聯(lián)想天驕A電腦的整體造型，其語言靈感就來自中國的玉器；新天逸系列筆記本電腦的外形曲線靈感，則來源于中國古代的陶器（這款產(chǎn)品于2005年獲得被譽為工業(yè)設計界"奧斯卡"的德國"紅點獎"）；而在天逸F30/40筆記本電腦上，可以看到一個明顯的標志性設計，能夠一指玩轉所有影音功能的"娛樂飛梭"。這一設計巧妙地運用了點線的組合，讓人聯(lián)想起中國古代的折扇。