面向生物激励概念设计的知识融合方法及应用研究

作     者：陈集懿 

作者单位：上海交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：胡洁;戚进

授予年度：2020年

学科分类：1305[艺术学-设计学（可授艺术学、工学学位）] 13[艺术学] 

主      题：生物激励设计 知识建模 知识融合 原理解评价 

摘      要：进入新时代,各种新技术层出不穷,各类新需求此起彼伏,这些都给设计学科带来了机遇和挑战。究其要义,创新是第一动力,必须摆在核心位置,贯穿设计活动全过程和各方面。知识融合,尤其是生物领域知识的引入,可以有效激励面向新兴需求的解决方案生成,从而推动设计创新。本文是在参与科技部创新方法工作专项(2018IM020100)“支持融合创新的创新方法新工具开发与应用示范的研究过程中形成的,提出知识融合驱动的概念设计方法。本文的主要研究内容如下:(1)研究了跨领域多源异构知识的完备建模。分析现代机械设计所面对的生物知识结构,在经典功能-行为-结构模型的基础上提炼补充参数部分,建立了支持融合创新的知识元模型,实现对其的完善和发展;给出相应的术语及关联本体,并采取了数学模型表示,体现有关性质。(2)研究了带关联复杂学科知识的系统融合。通过定性分析和计算权重实现对工程需求的初步约简;再构建流动模拟,将知识关联矩阵转化为随机转移概率矩阵,以进行知识元的马尔科夫聚类;对迭代得到的分级元簇,阐释聚合求解的本质,完成推理验证和分配重组的过程,生成被评价方案。(3)研究了所获得解决方案知识的综合评价。面向融合解方案的特性,提出较为完善的评价指标体系,在权重计算与综合排序方法中引入粗糙数模型,由此建立运算比较法则,实现对主观意见的客观处理。(4)开发了以实例应用为落脚点的设计系统。实现原型——X Innovator-Coalesce主要功能模块的界面与操作,以微电子元件质量检测装置的概念设计为例,反映了相关理论方法有力促进项目实施的可行性。