广义知识融合与协同创新设计的双向驱动理论研究

复杂产品开发是融合多领域知识的协同创新设计过程，同时也是动态知识融合与更新过程。本课题围绕我国重点行业（如汽车、航天、重型机械等行业）复杂产品开发过程中的创新设计问题，研究广义知识融合与协同创新设计双向驱动理论与方法。包括：领域层、协调层和决策层广义知识融合、知识融合对协同创新设计的正向驱动、基于控制论的协同创新设计对知识融合的反向驱动。本项目旨在解决创新设计过程中的两个问题：一方面，通过多领域知识融合的正向驱动产生创新设计解；另一方面，通过创新设计的反向驱动，实现动态反馈与动态更新，构建动态的知识库。本项目的研究成果将在汽车、航天、重型机械等复杂产品自主创新开发中进行应用，并逐步推广到其他企业、行业，具有广阔的市场前景。本项目的实施，对于构建知识融合与创新设计理论与方法，增强企业自主创新设计能力、动态融合与更新企业设计知识库等方面具有重要的理论和现实意义。

本课题针对复杂产品开发过程中的创新设计问题，研究了广义知识融合与协同创新设计双向驱动理论与方法。建立了以功能为单位的知识元模型，提出了知识元模型的相似性聚类方法；提出了基于封闭式知识融合和开放式知识融合的领域层知识融合方法，提出了基于环境适应度的协调层知识融合方法，提出了基于共存关联和互斥关联的决策层知识融合方法，构建了完整的领域层、协调层和决策层广义知识融合方法，实现了知识融合对协同创新设计的正向驱动。将控制论的思想引入到创新设计过程中，实现了对设计过程的定量协调，并对知识融合过程进行动态反馈；综合考虑制造性等方面的指标，提出了知识融合解空间的约减与优化方法，实现了协同创新设计对知识融合的反向驱动。本课题实现了广义知识融合与协同创新设计的双向驱动，通过多领域知识融合的正向驱动产生创新设计解，通过创新设计的反向驱动，实现动态反馈与动态更新。本课题提出的理论与方法在汽车、航天等典型产品创新设计中进行了应用，有效增强了企业自主创新设计能力，具有重要的理论和现实意义。