产品创新是企业得以生存和持续发展的内在动力,以知识为基础的新产品竞争是21世纪制造业竞争的核心。产品创新需要更多跨学科的知识,更复杂的技术支撑和更完善的创新理论。因而,基于知识的创新设计成为研究的热点。传统的计算机辅助设计软件不能有效地处理产品设计中存在的非结构化问题,计算机辅助创新设计软件应运而生。 知识是产品创新设计的重要因素,科学效应是一种科技知识,是设计者在进行产品设计时获取知识的重要来源。创新设计中的一个重要内容是构思出新的产品工作原理,为产品的目标功能找出新的具有市场竞争能力和实际实现可能性的原理解。科学效应在设计中起着重要的作用,每一个效应都可能对应一个设计问题的解决方案。进行创新设计的研究,科学效应库是不可缺少的部分。 本文主要的研究内容和成果体现在以下几个方面: (1) 产品创新设计 阐述了创新的概念、类型及产品创新的驱动模式。产品设计的一般过程大致分为需求分析、概念设计、详细设计和生产计划四个部份,其中概念设计是最重要的阶段。分析了知识在产品创新设计中的重要作用。科学效应库是计算机辅助创新设计系统子模块之一。 (2) 产品概念设计过程 阐述了产品概念设计的定义及特点。研究了产品概念设计过程的建模,概念设计阶段从设计要求开始,抽象出总功能,进行功能分解、功能元求解,最后得到功能原理解。在功能求解过程中,设计者可以提出不同的方案,得到不同的原理解。这些过程为实现产品设计创新提供了极大的可能。分析了功能—