《協(xié)同產(chǎn)品創(chuàng)新中概念設計過程建模及關鍵技術研究》內(nèi)容簡介:本書在深入研究協(xié)同產(chǎn)品創(chuàng)新等相關理論的基礎上,針對協(xié)同產(chǎn)品創(chuàng)新中概念設計過程建模及關鍵技術進行了深入研究,主要包括協(xié)同產(chǎn)品創(chuàng)新中概念設計的過程模型、目標體系構建、方案評價、方案優(yōu)化等方面,為協(xié)同產(chǎn)品創(chuàng)新的理論體系提供理論支撐與工具支持,進一步提高協(xié)同產(chǎn)品創(chuàng)新的效率,帶來更加明顯經(jīng)濟效益與社會效益,驅(qū)動科技創(chuàng)新,推動社會發(fā)展。
在全球范圍內(nèi)激烈的市場競爭環(huán)境中,產(chǎn)品創(chuàng)新已經(jīng)成企業(yè)最主要的經(jīng)濟增長方式之一,是企業(yè)建立核心競爭力的關鍵性因素。激烈的市場競爭使得產(chǎn)品創(chuàng)新周期變得越來越短,產(chǎn)品創(chuàng)新速度變得越來越快,同時由于產(chǎn)品創(chuàng)新具有較高的風險性和不確定性,使得企業(yè)面臨著前所未有的創(chuàng)新壓力與創(chuàng)新風險。協(xié)同產(chǎn)品創(chuàng)新作為一種新型的創(chuàng)新模式,能夠充分利
用創(chuàng)新主體的創(chuàng)新經(jīng)驗與創(chuàng)新知識,有助于提升企業(yè)的產(chǎn)品創(chuàng)新能力,因此越來越受到企業(yè)界和學術界的廣泛關注。在協(xié)同產(chǎn)品創(chuàng)新過程中,概念設計是最為活躍、最富于創(chuàng)造性的引導性設計前端,是構建整體性框架式創(chuàng)新設計方案的關鍵階段。面向協(xié)同產(chǎn)品創(chuàng)新中的概念設計,目前尚未檢索到針對于此的系統(tǒng)性研究成果,因而對其研究具有重要的理論價值和實踐指導意義。
有鑒于此,本文在深入研究協(xié)同產(chǎn)品創(chuàng)新等相關理論的基礎上,針對協(xié)同產(chǎn)品創(chuàng)新中概念設計過程建模及關鍵技術進行了深入研究,主要的研究內(nèi)容包括以下幾個部分:
第一,研究了協(xié)同產(chǎn)品創(chuàng)新中概念設計的過程模型。首先,系統(tǒng)分析了產(chǎn)品概念設計的基礎理論,包括基本定義與基本過程。其次,深入研究了協(xié)同創(chuàng)新主體的基本類型與協(xié)同創(chuàng)新組織的基本特征,并進一步分析了協(xié)同產(chǎn)品創(chuàng)新中概念設計的基本特征;進而建立了協(xié)同產(chǎn)品創(chuàng)新中概念設計的基本框架。在此基礎上,構建了協(xié)同產(chǎn)品創(chuàng)新中概念設計的過程模
型,為后續(xù)研究內(nèi)容奠定了理論基礎。
第二,研究了協(xié)同產(chǎn)品創(chuàng)新中概念設計的目標體系構建方法。首先,通過系統(tǒng)性研究多創(chuàng)新主體的“推動型”與“拉動型”創(chuàng)新需求,構建了協(xié)同產(chǎn)品創(chuàng)新中概念設計目標體系的基本框架;此基礎上,提出了協(xié)同產(chǎn)品創(chuàng)新中概念設計目標重要度的三階定量確定方法,該方法融合了AHP與熵值法相結合的主客觀賦權法、多粒度非平衡語義決策方法等,對協(xié)同產(chǎn)
品創(chuàng)新中概念設計目標重要度進行準確量化。最后通過實例驗證該方法的可行性與有效性。
第三,研究了協(xié)同產(chǎn)品創(chuàng)新中概念設計的方案評價模型。遵循科學性與系統(tǒng)性相結合、聯(lián)系性與層次性相適應、目的性與可行性相統(tǒng)一的原則,建立了一套系統(tǒng)性、層次性、合理性的概念設計方案評價指標體系。在此基礎上,構建了基于R-A-WNN的協(xié)同產(chǎn)品創(chuàng)新中概念設計的方案評價模型。首先,運用粗糙集理論(RST)對評價指標進行預處理,降低了評價指標及其數(shù)據(jù)的冗余度;其次,基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡(WNN)構建了概念設計方案評價的基本網(wǎng)絡模型,并利用蟻群算法模型(ACO)對其中的網(wǎng)絡參數(shù)進行同步優(yōu)化。最后,通過實例驗證了該評價模型的可行性與實用性。
第四,研究了協(xié)同產(chǎn)品創(chuàng)新中基于參數(shù)驅(qū)動的概念設計方案優(yōu)化方法。首先,結合協(xié)同產(chǎn)品創(chuàng)新概念設計的特點,對方案參數(shù)優(yōu)化問題進行了系統(tǒng)描述;其次,構建了基于QFD的協(xié)同產(chǎn)品創(chuàng)新中概念設計的方案參數(shù)優(yōu)化模型,該模型充分利用協(xié)同創(chuàng)新主體的創(chuàng)新知識和創(chuàng)新經(jīng)驗,解決了創(chuàng)新期望與概念設計方案參數(shù)之間的復雜多維映射問題。最后,將該模型應用于實例,確定出具有最大滿意度的概念設計優(yōu)化方案,驗證了該優(yōu)化方法及數(shù)學模型的有效性與可行性。
第五,研究了協(xié)同產(chǎn)品創(chuàng)新中基于智能重組的概念設計方案優(yōu)化方法。首先,為科學定位分角色創(chuàng)新主體所提創(chuàng)新方案中的創(chuàng)新點,系統(tǒng)研究了產(chǎn)品創(chuàng)新的基本類型,包括基本創(chuàng)新、重要創(chuàng)新、關鍵創(chuàng)新與簡單創(chuàng)新,并提出了其分類方法;其次,為定量化描述不同創(chuàng)新點的創(chuàng)新程度,提出了基于粗糙集理論的創(chuàng)新性評估方法;在此基礎上,提出基于智能重
組的概念設計方案優(yōu)化方法,以滿足協(xié)同創(chuàng)新主體的特定創(chuàng)新需求。最后,通過實例驗證了該方法的可行性與有效性。
馬家齊(1984-),男(漢),山西懷仁人,太原理工大學經(jīng)濟管理學院講師、物流管理教研室主任,重慶大學工學博士。研究方向:協(xié)同創(chuàng)新、供應鏈管理。
第1 章緒論………………………………………………………………001
1.1 研究背景及意義…………………………………………………001
1.1.1 研究背景…………………………………………………001
1.1.2 研究意義…………………………………………………003
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀…………………………………………………005
1.2.1 協(xié)同產(chǎn)品創(chuàng)新的研究現(xiàn)狀………………………………005
1.2.2 協(xié)同創(chuàng)新中概念設計的研究現(xiàn)狀………………………014
1.2.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀總結……………………………………018
1.3 研究目的及課題來源……………………………………………020
1.3.1 研究目的…………………………………………………020
1.4 各章內(nèi)容……………………………………………………021
1.5 本章小結…………………………………………………………024
第2 章協(xié)同產(chǎn)品創(chuàng)新中概念設計的過程模型研究………………………025
2.1 產(chǎn)品概念設計的基礎理論………………………………………025
2.1.1 產(chǎn)品概念設計的基本定義………………………………025
2.1.2 產(chǎn)品概念設計的基本過程………………………………026
2.2 協(xié)同產(chǎn)品創(chuàng)新中概念設計基本內(nèi)涵……………………………029
2.2.1 協(xié)同創(chuàng)新主體的基本類型………………………………029
2.2.2 協(xié)同創(chuàng)新組織的基本特性………………………………032
2.2.3 協(xié)同產(chǎn)品創(chuàng)新中概念設計基本特征……………………034
2.3 協(xié)同產(chǎn)品創(chuàng)新中概念設計過程模型構建………………………037
2.3.1 概念設計的基本框架……………………………………037
2.3.2 概念設計的技術路線……………………………………039
2.3.3 過程建模的基本原則……………………………………043
2.3.4 過程模型構建……………………………………………043
2.4 本章小結…………………………………………………………051
第3 章協(xié)同產(chǎn)品創(chuàng)新中概念設計的目標體系構建研究…………………052
3.1 目標體系的基本框架……………………………………………052
3.1.1 創(chuàng)新需求分析……………………………………………052
3.1.2 創(chuàng)新目標體系框架………………………………………058
3.2 目標重要度的三階定量分析……………………………………061
3.2.1 目標重要度的定量分析過程……………………………061
3.2.2 第一層目標基本重要度的確定…………………………065
3.2.3 第二層目標基本重要度的確定…………………………066
3.2.4 目標重要度的修訂………………………………………068
3.3 案例研究…………………………………………………………069
3.3.1 確定第一層目標基本重要度……………………………070
3.3.2 確定第二層目標基本重要度……………………………071
3.3.3 修訂目標重要度…………………………………………073
3.3.4 討論………………………………………………………074
3.4 本章小結…………………………………………………………075
第4 章協(xié)同產(chǎn)品創(chuàng)新中概念設計方案的評價研究………………………077
4.1 問題描述…………………………………………………………077
4.2 評價指標體系的建立……………………………………………083
4.3 基于粗糙集的評價指標的預處理方法…………………………085
4.3.1 評價指標的混合量化……………………………………085
4.3.2 評價指標的預處理………………………………………086
4.4 概念設計方案的R-A-WNN評價模型…………………………088
4.5 案例研究…………………………………………………………093
4.6 本章小結…………………………………………………………097
第5 章協(xié)同產(chǎn)品創(chuàng)新中基于參數(shù)驅(qū)動的概念設計方案優(yōu)化研究………098
5.1 問題描述…………………………………………………………098
5.2 質(zhì)量功能配置(QFD)理論………………………………………101
5.2.1 基本概念…………………………………………………101
5.2.2 實現(xiàn)工具…………………………………………………101
5.3 基于QFD的方案參數(shù)優(yōu)化模型過程分析………………………103
5.4 基于QFD的方案參數(shù)優(yōu)化模型構建……………………………106
5.4.1 目標函數(shù)的建立…………………………………………106
5.4.2 協(xié)同創(chuàng)新期望重要度的計算……………………………107
5.4.3 創(chuàng)新主體滿意度的計算…………………………………109
5.4.4 約束條件的確定…………………………………………109
5.5 案例研究…………………………………………………………113
5.5.1 確定協(xié)同創(chuàng)新期望及其權重……………………………113
5.5.2 確定方案關鍵參數(shù)………………………………………113
5.5.3 協(xié)同創(chuàng)新主體提出參數(shù)參考值…………………………113
5.5.4 創(chuàng)新主體滿意度的計算…………………………………115
5.5.5 確定關聯(lián)性與自相關性…………………………………115
5.5.6 優(yōu)化結果…………………………………………………119
5.6 本章小結…………………………………………………………121
第6 章協(xié)同產(chǎn)品創(chuàng)新中基于智能重組的概念設計方案優(yōu)化研究………122
6.1 產(chǎn)品創(chuàng)新的基本類型研究………………………………………122
6.2 創(chuàng)新類型的確定…………………………………………………125
6.2.1 識別創(chuàng)新類型……………………………………………125
6.2.2 預測市場滿意度…………………………………………126
6.2.3 確定創(chuàng)新類型………………………………………………127
6.3 創(chuàng)新性的定量評估………………………………………………128
6.3.1 粗糙集理論………………………………………………128
6.3.2 基于粗糙集的創(chuàng)新性定量評估方法……………………130
6.4 基于智能重組的概念設計方案優(yōu)化方法………………………133
6.5 案例研究…………………………………………………………137
6.5.1 構建備選創(chuàng)新點的集合…………………………………137
6.5.2 創(chuàng)新類型的確定…………………………………………138
6.5.3 創(chuàng)新性的定量評估………………………………………140
6.5.4 產(chǎn)品創(chuàng)新概念設計方案的智能重組……………………144
6.6 本章小結…………………………………………………………145
第7 章總結與展望…………………………………………………………147
7.1 總結………………………………………………………………147
7.2 研究展望…………………………………………………………149
致謝………………………………………………………………………151
參考文獻……………………………………………………………………154