产品工业设计决策的网络时空耦合动力学模型研究

As a vital component of industrial design, product design decision-making is becoming one of today's hot research issues. Aiming at the problems of design process repetition caused by bad design decision which are urgently needed to be solved, a new theory and method to realize accurate control of design opinions is proposed under the coupling of time and space of group decision network..A decision-making network model is established with multi-dimensional decision-making opinions as nodes and group interaction as connections. Considering the time difference and spatial interconnection of design decision-making elements, the research intends to study the nonlinear dynamic behavior of design decision-making network and build multistage spatio-temporal coupling decision-making network model of product industrial design to reveal the dynamic evolution mechanism of the design decision-making opinions. Complex network theories will be applied to discover key opinions, opinion clique, noise opinions and other knowledge to assist industrial designers to accurately grasp the design feedback and provide scientific decision-making basis for decision-makers. Dynamic simulation models will be studied to get the key parameters to improve the consensus-reaching efficiency and intelligent optimization algorithms will be developed to promote consensus of decision-making network..This research has important theoretical significance and practical value for reducing invalid iteration in product industrial design process and improving product development efficiency.

产品方案决策是工业设计的重要组成部分，而设计决策研究是当今的热点研究问题。针对目前迫切需要解决的因不良设计决策带来的设计过程的反复问题，提出一种在群体决策网络的时间与空间耦合作用下，实现精确把控设计意见的新的理论与方法。.建立以多维决策意见为节点、以群体意见交互为连线的设计决策网络模型；考虑设计决策要素的时间差异与空间互联，研究设计决策网络的非线性动力学行为，构建产品工业设计方案决策多阶段时空耦合网络模型，揭示设计决策意见形成的动态演化机制；基于复杂网络技术进行知识发现，获取关键意见、意见簇与噪音意见等知识，辅助工业设计师准确把握设计反馈，为决策人员提供科学的决策依据；研究产品工业设计方案决策的意见动力学仿真模型，获得提高决策网络共识效率的关键参数，开发促进决策网络共识的智能优化算法。.本项目的研究对于减少产品工业设计过程中的无效迭代问题，提高产品开发效率，具有重要理论意义和实用价值。

工业设计的多阶段特性使得产品设计决策过程前后常缺少关联并存在不一致， 对设计决策意见动态发展考虑的缺乏使得决策结果难以准确反映设计决策人员的偏好，这将导致不良设计决策并给产品工业设计过程带来无效迭代。对此，本研究提出一种在群体决策网络的时间与空间耦合作用下，实现精确把控设计意见的新的理论与方法。.主要研究内容、重要结果与关键数据.（1）以多维设计决策意见为节点、以意见交互为边建立了产品工业设计决策网络模型，研究了多阶段设计决策网络线性和非线性耦合方法，融合贝叶斯网络与前景理论提出了产品工业设计多阶段决策方法。.重要结果与关键数据：产品工业设计决策网络基本符合无标度特征，多阶段设计决策网络的时空耦合能够更好反映决策群体的全局认知，提高设计方案决策结果的科学性。.（2）构建了产品工业设计方案决策的意见动力学仿真模型，进行了产品工业设计决策意见动态演化仿真，研究了设计决策网络的非线性动力学行为，分析了设计决策意见形成的动态演化机制，发现了影响决策结果的关键意见、意见簇与噪音意见等知识。.重要结果与关键数据：初始平均决策意见差异决定设计决策网络演化代数与效率，共识阈值决定设计决策网络演化代数，设计决策网络演化仿真能够识别噪声意见并指明产品设计改进方向。.（3）分别构建了决策数据为实数、犹豫模糊语言和三角模糊数的共识模型，基于粒子群优化算法实现了非共识条件下决策矩阵优化与共识达成，开发了工业设计决策网络构建与仿真软件原型，在多个产品的工业设计决策过程进行了应用。.重要结果与关键数据：共识优化显著影响设计方案的决策排序，当优化无法达成共识时，需增加决策者数量、扩大寻优范围或完善设计方案。.科学意义.本研究突破产品工业设计决策的瓶颈问题，综合集成产品工业设计过程不同阶段的决策意见，有助于发现设计决策中意见演化与共存的内在机理，减少产品工业设计过程中的无效迭代，提高产品开发效率。