基于复杂链接网络的设计情境认知诊断方法研究

Design cognition is a kind of novel and unique intelligence activity. Research supporting to build the model for the evaluation and diagnosis of the complex design cogniton is the important issues, which greatly enhance the enterprise competitiveness and change the innovative models.The project for complex design cognition process puts forward the diagnosis method based on the linkography-network in design situated cognition. Primarily the description model is constructed in cooperation with the synergetic expanding mechanism of design concepts and design knowledge, integrating problem solving and behavior charactering. And the constructing space which bases on sequence links, CK conversion mapping and the context network expansion promotes the expression in the cognitive topology and the analysis in the meta structure. Through multi-feature selections, parallel intersections and decision fusions the design situated cognition features are mined and extracted hierarchically to achieve the mixed fault diagnosis of cognitive behaviors and states. Ultimately, the prototype system is developed with a typical automotive products as an example to be verified.

设计认知是一种新颖而独特的智力思维活动，研究支持复杂设计认知评价和诊断的建模方法，是改变现有企业竞争能力和创新模式需要解决的重要问题。本项目面向复杂设计认知过程，提出基于链接网络的设计情境认知诊断方法。方法结合设计概念-知识协同扩张机制，构建集成问题求解和行为状态表征的设计情境认知描述模型，基于链接时序关系、CK转换映射和情境网络扩展建构设计情境认知空间，推动设计情境认知的拓扑结构表达和元结构解析；进而分层挖掘和提取多维设计情境认知特征，经多特征逐级择优、并联交汇与决策融合，建立多维特征与行为和状态的映射关系，实现设计情境认知行为与状态的混合诊断。在此基础上开发原型系统，以典型汽车产品为例予以应用验证。

作为一种新颖而独特的智力思维活动，设计是最能体现产品创新性的环节。设计能力有限是企业创新驱动力不足的重要症结，其根本问题是设计人员缺乏有效的方法和工具评估设计创意和提升设计创新能力。本项目面向复杂设计认知过程，建立了用于设计认知行为分析及特征提取的结构性模型，分析了制约设计创新能力提升的因素、问题与约束条件，提出了设计情境认知诊断方法。主要研究内容包括：（1）创建知识图谱与文献数据驱动的设计情境认知元研究理论与方法；（2）基于链接表实现设计认知特征提取及设计概念演化路径分析；（3）基于链接表、信息编码、链接矩阵及语义网络构建了复杂链接网络模型；（4）在链接网络模型基础上开发了设计认知辅助分析系统；（5）以类比设计为研究对象开发了典型设计认知实验。该研究成果深入不良定义设计问题求解机制内核，实现了设计情境认知特征提取、认知元结构拓扑表达。不仅促进了设计理论和方法学的学科发展，还对企业提升创新竞争力具有至关重要的现实意义。