面向产品创新的复杂性设计思维求解理论、方法及应用研究

本项目提出面向产品创新的复杂性设计思维求解理论和方法，在深入研究复杂性设计思维获取、建模内在规律的基础上，通过基于语义关联的设计思维符号化离散建模、基于激励驱动的设计思维联动式递归求解、基于变异联想的设计思维耦合式配置求解和基于变动感知的设计思维交互式反馈求解研究，建立设计思维离散封装与形式表示、递归联结与联动聚合、推理运算与变异联想、变动感知与反馈重构的一整套算法，开发面向产品创新的复杂性设计思维求解原型系统软件，在国内外权威学术期刊发表一批有影响的学术论文（国际期刊6篇以上，SCI/EI索引10篇以上），获得具有自主知识产权的成果2-3项，在杭州机床集团复杂高精度磨床创新设计中得到应用与验证，从而将设计思维演绎求解的历史与复杂产品创新设计过程相结合，为基于设计思维的计算机辅助创新设计提供理论依据、方法支撑和工具支持。

设计自动化是产品设计、产品创新、产品竞争中的一个至关重要的环节，设计思维参与的设计是满足人机交互需求的高层次设计，产品设计思维是产品创新设计中最能体现创新性的阶段，事实上产品创新主要来源于产品设计思维所涉及的创新意识、设计意图、功能需求、原理方案等方面的创新。因此，研究基于设计思维的计算机辅助创新设计，具有重要理论意义和应用价值。本项目提出了面向产品创新的复杂性设计思维认知求解的基本原理，将认知规律引入产品设计思维过程，研究复杂性设计思维的激励因素与形成机理，通过认知行为的多元表征，获取设计师头脑中的思维进程，以多元认知表征来掌握复杂性设计思维的多元化，破除单一狭隘构思，获得新的设计信息，实现产品设计创新，设计思维及其求解过程不仅表达了产品的设计模型，而且也记录了产品设计中的动态过程，反映了设计的历史，将设计思维演绎求解的历史与复杂产品创新设计过程相结合，为基于产品设计思维的计算机辅助创新设计提供理论依据。提出了面向产品创新的复杂性设计思维求解的一整套方法，包括面向多域关联的复杂产品创新设计思维特征建模、基于激励驱动的复杂产品创新设计思维递归求解、基于变异联想的复杂产品创新设计思维配置求解和基于变动感知的复杂产品创新设计思维反馈求解，将设计过程抽象分为联想、发散、评价三个阶段，以多级启发过程表达思维认知的递进关系，构建了基于直觉启发的多阶段计算模型，将设计思维形式化为需求分析、原理解生成、方案组合、方案评价的多阶段多级启发计算过程，实现了创新设计思维的动态认知计算，为计算机辅助创新设计过程中设计思维知识的求解提供方法依据与技术支撑。提出了设计思维离散封装与形式表示、递归联结与联动聚合、推理运算与变异联想、变动感知与反馈重构的一整套算法，建立了符号约束网络中设计思维特征演算、推断、映射的一系列联想规则，为计算机辅助创新设计过程中基于思维特征的交互提供工具支持。在国内外学术期刊发表了一批有影响的学术论文（国际期刊8篇，SCI/EI 索引19篇），申请国家发明专利2项，获国家软件著作权登记3项，相关研究成果获2015年浙江省科技进步一等奖，在高端机床装备（高精卧式镗床、龙门式导轨磨床）创新设计中得到应用与验证，对提高我国重大装备自主创新能力和提升创新意识具有深刻的理论意义和重大的实践价值。