决策驱动的群智设计集智机理与过程优化研究

Crowd-Based Design (CBD), by utilizing crowd intelligence in complex product design, is an important means for open innovation. In the open environment, the autonomy of individuals is likely to lead to loose organization and pointlessness of the crowd, which further results in adverse consequence such as poor design, project overdue. Thus, it is critical to optimize the intelligence-collecting process in CBD. Intelligence-collecting process optimization methods in literature fail to take individuals’ status of decision-making into account, and is therefore not able to address optimal intelligence collecting in the open environment. This project proposes to study the principle and the optimization method of the intelligence-collecting process of CBD from a decision-based perspective. The study mainly includes: (1) The principle of intelligence-collecting process of CBD, which reveals the essence of the bottom-up emerging and evolving characteristics of CBD from individual to crowd then to the design result; (2) “Individual Decision – Crowd Team – Design Result” interaction model, which consists of mathematical function mappings among individual decision, crowd team, and design result; (3) Optimization method for intelligence-collecting process of CBD, which is driven by the final design result to optimize the parameters that influence individual decisions. The outcome of this project is of great theoretical and practical significance for fully and effectively utilizing crowd intelligence, and achieving the effect of “1+1>2” for intelligence-collecting in CBD.

利用群体智慧解决复杂产品设计问题的群智设计是开放式创新的重要手段。开放式环境下，个体的自主特性易导致群体组织松散、无规划，从而造成设计结果质量差、项目超期等问题，因此对群智设计的集智过程进行优化十分必要。目前的集智优化方法未考虑个体的决策主体地位，无法用于解决开放式的集智过程优化问题。本项目从决策角度出发，对群智设计的集智机理和过程优化方法进行研究。具体研究包括：（1）决策驱动的群智设计集智机理，阐释由个体到群体再到设计结果的自底向上涌现和演化规律；（2）“个体决策-群体团队-设计结果”的联动模型，通过多主体仿真实验及数据分析建立个体决策、群体团队、设计结果之间的函数映射关系；（3）群智设计集智过程优化方法，提出以设计结果为目标，自顶向下对影响个体决策的参数进行优化的方法。项目的研究成果对于充分、有效利用群体智慧，实现“1+1>2”的优化增强型设计集智具有重要的理论和现实意义。

利用群体智慧解决复杂产品设计问题的群智设计是开放式创新的重要手段。开放式环境下，个体的自主特性易导致群体组织松散、无规划，从而造成设计结果质量差、项目超期等问题，因此对群智设计的集智过程进行优化十分必要。目前的集智优化方法未考虑个体的决策主体地位，无法用于解决开放式的集智过程优化问题。本项目从决策角度出发，对群智设计的集智机理和过程优化方法进行研究。具体研究包括：（1）决策驱动的群智设计集智机理，阐释由个体到群体再到设计结果的自底向上涌现和演化规律；（2）“个体决策-群体团队-设计结果”的联动模型，通过多主体仿真实验及数据分析建立个体决策、群体团队、设计结果之间的函数映射关系；（3）群智设计集智过程优化方法，提出以设计结果为目标，自顶向下对影响个体决策的参数进行优化的方法。本研究的重要结果包括：1）通过S型曲线理论揭示决策驱动的群智设计集智机理；2）使用基于主体的建模方法建立群智设计集智过程仿真模型；3）通过LSTM神经网络建立集智过程联动模型4）通过强化学习以及NSGA-II算法进行集智过程的优化求解。项目的研究成果对于充分、有效利用群体智慧，实现“1+1>2”的优化增强型设计集智具有重要的理论和现实意义。