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创新设计研究需要在包括理论、方法和工具等多方面取得进展才能更好的为科研和生产服务。科学效应由各种科学原理组成,是构成各种领域知识的基本科学知识,是创新设计值得研究的一种重要工具。分析现有的科学效应库研究,总体上已经实现了较多功能,也有在应用形式上做了一定拓展的,但仍存在各自的不足,如发明问题解决理论研究科学效应较久,积累较多,但由于偏理论化及语言隔阂,研究成果在中国普及较难;商业软件Goldfire Innovator价格昂贵,语言未本地化,也未广泛应用,科学效应模块只能单机使用,无网络化的功能;设计目录研究中的科学效应应用不利于构建通用领域的支持系统,不利于具有实用价值创新解的获得;Creax效应展示区虽在科学效应网络应用方向前进一步,但尚不具有实用价值;还有其他的一些研究,收集效应数量不足且在效应如何支持创新设计方面不够完善。因此,有必要对科学效应的价值与使用方式做更深的研究与发掘,开发基于WEB的有效易用易普及的科学效应库系统。
文章结合基于认知科学的创新设计研究,从知识支持的角度研究了产品概念设计的完成,研究概念设计过程中各种知识的表示与组织;然后对如何在概念设计过程中使用科学效应更有效地辅助激励创新性原理解产生做了探索,建立了基于科学效应的概念设计过程模型;基于功能基础研究,拓展出功能的表示与功能变换的方式;在知识表示研究中结合认知科学原理,详细设计了科学效应和科学效应应用实例的表示表现,为基于WEB的科学效应库应用系统设计与实现做了理论铺垫。
文章详细对比了客户端/服务器和浏览器/服务器两种开发模式,结合拟开发系统的功能与性能需求,决定采用后一种开发方式。文章首先进行WEB科学效应库应用系统的总体设计,建立了一个四层的应用系统模型,然后进行了模块规划与应用流程及页面跳转设计,最后一一详细设计了系统的6大功能组:首页导航与学习板块、用户权限管理、系统信息管理、信息检索与留言、系统信息显示和概念设计应用与报告生成。信息检索方式设计了多种途径,如按照标准功能检索、按照关键词检索等,还可以选择两个关键词之间的逻辑关系,是WEB科学效应库应用系统的核心功能。概念设计应用与报告生成模块是为实现基于科学效应的概念设计原理创新过程而设计的,完成该功能组设计的软件流程后可得到html格式的概念设计报告。在比较了多种开发技术与后期维护成本后,文章选用ASP+Access+IIS作为具体开发技术,详细设计了科学效应库系统中的关键信息-科学效应、科学效应实例和留言信息-的数据模型,结合系统所设计的信息检索方式的需求,设计了相应的数据表,实现了多种检索手段。文章也对系统应用关键的初始变量设置,数据库链接与断开给出了代码说明,对所选用的在线网页编辑系统,科学效应整理制作所用到的软件作了说明。最后,用一个产品概念设计中原理创新的例子验证系统的可用性与有效性。