蔣翠清， 高家飛， 李斌生

（1.合肥工業(yè)大學(xué) 管理學(xué)院 安徽 合肥 230009；2.合肥工業(yè)大學(xué) 過程優(yōu)化與智能決策教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 安徽 合肥 230009）

面向產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員的知識(shí)推送服務(wù)研究

蔣翠清1，2， 高家飛1， 李斌生1

（1.合肥工業(yè)大學(xué) 管理學(xué)院 安徽 合肥 230009；2.合肥工業(yè)大學(xué) 過程優(yōu)化與智能決策教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 安徽 合肥 230009）

面向產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員的知識(shí)推送服務(wù)為設(shè)計(jì)人員提高其對(duì)知識(shí)的重用提供了有效的解決途徑。文章首先討論了知識(shí)服務(wù)的概念及分類，然后描述了產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員的知識(shí)需求，包括設(shè)計(jì)人員知識(shí)需求的生成方法與更新原則以及基于概念語義擴(kuò)展的設(shè)計(jì)知識(shí)檢索方法；在此基礎(chǔ)上，給出了面向產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員的知識(shí)服務(wù)層次模型和需求驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)知識(shí)服務(wù)運(yùn)行模式，并通過實(shí)例對(duì)該模式進(jìn)行了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與驗(yàn)證，應(yīng)用表明該系統(tǒng)可有效提高設(shè)計(jì)人員知識(shí)獲取的效率。

設(shè)計(jì)人員；知識(shí)服務(wù)；知識(shí)需求；概念語義擴(kuò)展

從現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)的特點(diǎn)來看，基于網(wǎng)絡(luò)的各種先進(jìn)制造技術(shù)迅速發(fā)展，設(shè)計(jì)過程的復(fù)雜性越來越高，設(shè)計(jì)活動(dòng)越來越突出地體現(xiàn)知識(shí)密集型和協(xié)作密集性的特點(diǎn)，如何有效協(xié)同這一復(fù)雜活動(dòng)中的資源、行為和過程，受到了越來越廣泛的關(guān)注。知識(shí)服務(wù)為企業(yè)實(shí)現(xiàn)知識(shí)資源的利用提供了新的途徑，面向設(shè)計(jì)人員的知識(shí)服務(wù)就是在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間和地點(diǎn)將適當(dāng)?shù)闹R(shí)推送給設(shè)計(jì)人員，以幫助其提高設(shè)計(jì)水平和設(shè)計(jì)效率。

目前，產(chǎn)品設(shè)計(jì)知識(shí)服務(wù)方面的研究已有很多。文獻(xiàn)［1］提出基于粗糙集的產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)知識(shí)推送方法和知識(shí)推送體系，分析了推送流程；文獻(xiàn)［2］根據(jù)知識(shí)推送系統(tǒng)的架構(gòu)分析了員工、領(lǐng)域、知識(shí)、流程、子流程的概念及其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，探討了推送知識(shí)的匹配方法，并實(shí)現(xiàn)了基于流程驅(qū)動(dòng)的領(lǐng)域知識(shí)主動(dòng)推送系統(tǒng)；文獻(xiàn)［3］提出了基于本體的某機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程的知識(shí)表示和推送技術(shù)；文獻(xiàn)［4］提出了一種基于知識(shí)管理的，以工作流驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)知識(shí)主動(dòng)推送體系結(jié)構(gòu)，分析了其主要層次結(jié)構(gòu)及知識(shí)的組織和管理，提出了以工作流驅(qū)動(dòng)的知識(shí)主動(dòng)推送方式；文獻(xiàn)［5］提出嵌入式知識(shí)服務(wù)的運(yùn)作理念，將企業(yè)外的各級(jí)資源單元無縫地集成到設(shè)計(jì)過程中，并保證設(shè)計(jì)實(shí)體和各級(jí)資源單元的獨(dú)立性。

然而，在這些研究中，缺乏對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中知識(shí)需求的研究。同時(shí)，在對(duì)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行知識(shí)服務(wù)時(shí)，沒有充分考慮到設(shè)計(jì)人員知識(shí)背景、知識(shí)水平的差異，導(dǎo)致他們很難獲取所需知識(shí)。針對(duì)這些不足，本文研究了產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中的知識(shí)需求，包括設(shè)計(jì)人員知識(shí)需求的生成與更新。同時(shí)，提出一種面向產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員的知識(shí)服務(wù)層次模型，并在此模型的基礎(chǔ)上提出了需求驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)知識(shí)服務(wù)運(yùn)行模式，基于該模式的產(chǎn)品設(shè)計(jì)知識(shí)推送方式可使推送的知識(shí)更加符合設(shè)計(jì)人員的需求。

1 知識(shí)服務(wù)相關(guān)概念及其分類

1.1 知識(shí)服務(wù)相關(guān)概念

近幾年，國內(nèi)外有關(guān)知識(shí)服務(wù)的研究較熱，然而知識(shí)服務(wù)的概念并沒有一個(gè)統(tǒng)一的定義。國內(nèi)最早提出知識(shí)服務(wù)概念的是四川大學(xué)的張曉林教授，他認(rèn)為：知識(shí)服務(wù)即以信息知識(shí)的搜尋、組織、分析、重組的知識(shí)和能力為基礎(chǔ)，根據(jù)用戶的問題和環(huán)境，融入用戶解決問題的過程之中，提供能夠有效支持知識(shí)應(yīng)用和知識(shí)創(chuàng)新的服務(wù)［6］。之后很多學(xué)者［7－10］也紛紛提出了各自對(duì)知識(shí)服務(wù)概念的理解，本文將不予贅述。

本文所研究的知識(shí)服務(wù)是面向設(shè)計(jì)人員的知識(shí)服務(wù)，綜合眾多學(xué)者對(duì)知識(shí)服務(wù)的定義以及本文所研究的對(duì)象，給出本文對(duì)知識(shí)服務(wù)的定義：面向產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員的知識(shí)服務(wù)是主動(dòng)為設(shè)計(jì)人員提供知識(shí)的服務(wù)，通過系統(tǒng)與設(shè)計(jì)人員的交互，明確設(shè)計(jì)人員的知識(shí)需求，進(jìn)而將設(shè)計(jì)人員所需的知識(shí)轉(zhuǎn)化為知識(shí)產(chǎn)品，并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間和地點(diǎn)將該知識(shí)產(chǎn)品推送給設(shè)計(jì)人員，以幫助其提高設(shè)計(jì)水平和設(shè)計(jì)效率。

1.2 知識(shí)服務(wù)的分類

根據(jù)知識(shí)服務(wù)所涉及的領(lǐng)域，一般將知識(shí)服務(wù)分成元知識(shí)服務(wù)、領(lǐng)域知識(shí)服務(wù)和通用知識(shí)服務(wù)；根據(jù)知識(shí)服務(wù)提供的方式來分，知識(shí)服務(wù)可分為被動(dòng)式知識(shí)服務(wù)、半主動(dòng)式知識(shí)服務(wù)和主動(dòng)式知識(shí)服務(wù)；根據(jù)知識(shí)服務(wù)的服務(wù)對(duì)象來分，可將知識(shí)服務(wù)分為面向設(shè)計(jì)人員的知識(shí)服務(wù)和面向知識(shí)管理人員的知識(shí)服務(wù)。如圖1所示，一方面是面向設(shè)計(jì)人員的知識(shí)服務(wù)；設(shè)計(jì)人員的知識(shí)需求被傳遞給知識(shí)資源，知識(shí)資源解析相應(yīng)知識(shí)需求，將領(lǐng)域知識(shí)反饋給設(shè)計(jì)人員；另一方面，設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和設(shè)計(jì)文檔資料被保存為知識(shí)資源的過程則是面向管理人員的知識(shí)服務(wù)。

圖1 知識(shí)服務(wù)過程

本文研究的知識(shí)服務(wù)為面向產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員的主動(dòng)式的領(lǐng)域知識(shí)服務(wù)。

2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員的知識(shí)需求

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員對(duì)知識(shí)的需求取決于2個(gè)因素：設(shè)計(jì)人員所從事的具體的設(shè)計(jì)活動(dòng)和設(shè)計(jì)人員本身［11］。設(shè)計(jì)活動(dòng)代表了設(shè)計(jì)人員從事設(shè)計(jì)任務(wù)的環(huán)境，將設(shè)計(jì)活動(dòng)與知識(shí)相結(jié)合，可以達(dá)到充分利用知識(shí)的效果。由于不同的設(shè)計(jì)人員具有不同的知識(shí)背景和興趣偏好，而且對(duì)于某一設(shè)計(jì)人員而言，隨著時(shí)間的變化、從事設(shè)計(jì)活動(dòng)的增加，其知識(shí)背景和個(gè)人偏好也會(huì)不斷變化。因此，設(shè)計(jì)人員的知識(shí)需求還需考慮設(shè)計(jì)人員本身的因素。

2.1 設(shè)計(jì)人員知識(shí)需求的生成

由于設(shè)計(jì)人員對(duì)其興趣偏好的不確定性，所以確立準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)人員模型是比較困難的。大多數(shù)的研究［12－14］通常運(yùn)用概念術(shù)語及其權(quán)重來描述設(shè)計(jì)人員模型。在實(shí)際應(yīng)用中，運(yùn)用設(shè)計(jì)人員知識(shí)熟悉度和知識(shí)術(shù)語間的關(guān)聯(lián)度來描述設(shè)計(jì)人員的個(gè)性化知識(shí)需求。而設(shè)計(jì)任務(wù)知識(shí)需求也同樣用概念術(shù)語來描述［15］。

設(shè)計(jì)人員的知識(shí)需求（Designer Knowledge Demand，簡稱 DKD）可描述為DKD＝ ｛KDT，KDM｝，其中，KDT描述了設(shè)計(jì)任務(wù)（Design Task）知識(shí)需求，KDT＝ ｛t1，t2，t3，…，tn｝表示設(shè)計(jì)任務(wù)的概念術(shù)語集合；KDM描述了根據(jù)設(shè)計(jì)人員模型（Designer Model）所確立的知識(shí)需求，設(shè)計(jì)人員模型采用圖描述為KDM＝ （V，E）。其中，V＝｛（t1，f1），（t2，f2），（t3，f3），…，（tn，fn）｝為圖的頂點(diǎn)，用來描述術(shù)語集合及其熟練度；E＝｛（vi，vj，nvij）｜vi，vj∈V｝為圖的邊，是用來描述術(shù)語間關(guān)聯(lián)度的集合。設(shè)計(jì)任務(wù)（Design Task）可描述為DT＝T／（A，R），其中，T＝ ｛T1，T2，T3，…，Tn｝為設(shè)計(jì)任務(wù)中的任務(wù)集合；A＝ ｛A1，A2，A3，…，An｝為設(shè)計(jì)任務(wù)中設(shè)計(jì)活動(dòng)的集合；R＝｛R1，R2，R3，…，Rn｝為設(shè)計(jì)任務(wù)中角色的集合。

為了描述活動(dòng)或者角色的變化，令F＝A×A×C或F＝R×R×C，F(xiàn)描述了當(dāng)條件C的結(jié)果為真時(shí)，活動(dòng)或角色發(fā)生變化，C中的元素c均為布爾類型的表達(dá)式。

設(shè)計(jì)人員知識(shí)需求生成的基本思路是：知識(shí)需求由產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù)中活動(dòng)或角色的變化觸發(fā)產(chǎn)生，通過對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)的描述來確定設(shè)計(jì)任務(wù)知識(shí)需求，然后將設(shè)計(jì)任務(wù)知識(shí)需求與設(shè)計(jì)人員模型進(jìn)行融合，形成設(shè)計(jì)人員的知識(shí)需求。

2.2 設(shè)計(jì)人員知識(shí)需求的更新

設(shè)計(jì)人員通過查閱推送的知識(shí)，完成相應(yīng)的設(shè)計(jì)任務(wù)，其知識(shí)水平會(huì)隨之變化。因此，需要對(duì)設(shè)計(jì)人員的模型進(jìn)行更新。其更新的原則如下：

（1）設(shè)計(jì)人員對(duì)主動(dòng)推送的知識(shí)，有閱讀和不閱讀2種處理方式。由于為設(shè)計(jì)人員提供的知識(shí)是完成設(shè)計(jì)活動(dòng)所必備的知識(shí)。若設(shè)計(jì)人員閱讀了知識(shí)，則任務(wù)完成后相應(yīng)知識(shí)的熟悉度就會(huì)增加；若不閱讀，則表示設(shè)計(jì)人員對(duì)該知識(shí)源已足夠熟悉，則將相應(yīng)的知識(shí)術(shù)語熟悉度設(shè)為最低值。

（2）設(shè)計(jì)人員在完成某一設(shè)計(jì)活動(dòng)后，其所完成活動(dòng)的知識(shí)術(shù)語和所閱讀的知識(shí)源的知識(shí)術(shù)語，將被加到設(shè)計(jì)人員模型中，對(duì)新增的知識(shí)術(shù)語，其熟悉度被設(shè)置為熟悉度初始值。

（3）設(shè)計(jì)人員完成設(shè)計(jì)任務(wù)后，在業(yè)務(wù)活動(dòng)知識(shí)需求和其所閱知識(shí)源中同時(shí)出現(xiàn)的知識(shí)術(shù)語間的關(guān)聯(lián)度將增加。

3 基于概念語義擴(kuò)展的設(shè)計(jì)知識(shí)檢索

3.1 概念語義擴(kuò)展

作為領(lǐng)域知識(shí)概念化的系統(tǒng)描述，領(lǐng)域本體定義了概念術(shù)語，描述了概念間的關(guān)聯(lián)，并提供了語義推理所需的邏輯規(guī)則［16］。語義推理包括同義擴(kuò)展、語義蘊(yùn)含、外延擴(kuò)展及語義相關(guān)聯(lián)想等類型。在推理的過程中，由于缺乏統(tǒng)一的量化標(biāo)準(zhǔn)，因此難以根據(jù)相關(guān)度進(jìn)行有序排列，造成擴(kuò)展概念術(shù)語集散落聚集。根據(jù)這種無序擴(kuò)展概念術(shù)語集檢索出來的設(shè)計(jì)知識(shí)，系統(tǒng)也無法衡量它們與設(shè)計(jì)人員知識(shí)需求的關(guān)聯(lián)程度。因此，在對(duì)設(shè)計(jì)人員的知識(shí)需求進(jìn)行基于概念術(shù)語的描述時(shí)，引入一個(gè)量化標(biāo)準(zhǔn)來度量擴(kuò)展后的概念術(shù)語與原概念術(shù)語之間的關(guān)聯(lián)程度，這種量化標(biāo)準(zhǔn)就是語義擴(kuò)展度。

量化擴(kuò)展后的概念術(shù)語與原概念術(shù)語之間的符合程度，涉及語義相似度和語義相關(guān)度2個(gè)因素。語義相似度是指2個(gè)不同概念術(shù)語在特定領(lǐng)域內(nèi)可以互換且不改變?cè)人磉_(dá)的含義的程度。語義相關(guān)度是指特定領(lǐng)域內(nèi)2個(gè)不同概念術(shù)語在本體語義上存在的直接或者間接聯(lián)系的相對(duì)強(qiáng)度。

通過對(duì)領(lǐng)域本體中概念術(shù)語間語義相似度和相關(guān)度計(jì)算的研究分析，下面給出概念術(shù)語的語義擴(kuò)展度的計(jì)算公式。概念術(shù)語P相對(duì)于概念術(shù)語Q的語義擴(kuò)展度計(jì)算公式為：

3.2 設(shè)計(jì)知識(shí)檢索

本文的設(shè)計(jì)知識(shí)檢索建立在概念語義擴(kuò)展的基礎(chǔ)上，通過概念語義擴(kuò)展提高設(shè)計(jì)知識(shí)檢索的查全率和查準(zhǔn)率。同時(shí)，本文的檢索過程和傳統(tǒng)的檢索過程也是不一樣的，傳統(tǒng)的檢索過程是需要用戶去輸入檢索式，而本文的檢索是系統(tǒng)主動(dòng)地根據(jù)設(shè)計(jì)人員的知識(shí)需求檢索相關(guān)知識(shí)，然后推送給設(shè)計(jì)人員。

本文的設(shè)計(jì)知識(shí)匹配采用基于向量空間模型的匹配方式。通過對(duì)設(shè)計(jì)知識(shí)源文檔的特征向量與設(shè)計(jì)人員的知識(shí)需求的特征向量之間進(jìn)行相似度計(jì)算，來檢索得到相似度高的設(shè)計(jì)知識(shí)源文檔。

（1）設(shè)計(jì)知識(shí)源文檔的特征向量表示。設(shè)計(jì)知識(shí)源文檔中的概念詞可能出現(xiàn)在文檔中的不同描述區(qū)間中，如知識(shí)源題目、關(guān)鍵詞、摘要、內(nèi)容等。在不同的描述區(qū)間中，概念詞相對(duì)于文檔的重要程度可能不一樣，因此，需要對(duì)每個(gè)描述區(qū)間的重要程度進(jìn)行設(shè)定，以提高查準(zhǔn)率。

設(shè)計(jì)知識(shí)源文檔中不同描述區(qū)間的重要因素集合為W＝ ｛Wx｜x∈ ｛SK，CK，AK，KW，…｝｝，其中，Wx表示描述區(qū)間x的重要程度。由于設(shè)計(jì)知識(shí)源中的概念可能存在于多個(gè)描述區(qū)間中，因此，當(dāng)出現(xiàn)此情況時(shí)，設(shè)定概念的描述區(qū)間權(quán)重Wxi＝max｛Wx｝，其中，Wx為概念所出現(xiàn)的描述區(qū)間的權(quán)重集。

設(shè)計(jì)知識(shí)源文檔可最終轉(zhuǎn)換成向量Vks，即

其中，Wdi為文檔中概念ki的特征權(quán)重；Wxi為概念ki的描述區(qū)間權(quán)重。概念相對(duì)于設(shè)計(jì)知識(shí)源文檔的特征權(quán)重計(jì)算方法如下：

其中，W（t，d）為概念詞t在設(shè)計(jì)知識(shí)源文檔d中的特征權(quán)重；tf（t，d）為t在d中出現(xiàn)的頻率；nt，d表示t在d中出現(xiàn)的次數(shù)；idf（t，d）為反文檔頻率；N為設(shè)計(jì)知識(shí)源文檔集的個(gè)數(shù)；Nt，d為出現(xiàn)概念詞t的文檔個(gè)數(shù)。

由于構(gòu)成設(shè)計(jì)知識(shí)源文檔的詞匯數(shù)量可能很大，導(dǎo)致表示知識(shí)源文檔的向量空間的維數(shù)也可能很大，因此，需要進(jìn)行維數(shù)壓縮。通過設(shè)定閾值Ω，當(dāng)文檔中某一概念的權(quán)重WdiWxi低于Ω時(shí)，從特征向量中去掉該概念及其權(quán)重，最后得到維數(shù)為m的表征設(shè)計(jì)知識(shí)源文檔的特征向量。

（2）設(shè)計(jì)人員知識(shí)需求的特征向量表示。設(shè)計(jì)人員知識(shí)需求的特征向量表示為：Vkd＝｛（k1，Wk1），（k2，Wk2），…，（ki，Wki），…（kn，Wkn）｝，其中，ki為擴(kuò)展后概念術(shù)語集中的概念術(shù)語，即包括擴(kuò)展概念術(shù)語集和原概念術(shù)語集中的概念術(shù)語。對(duì)于原概念術(shù)語集中的概念術(shù)語，Wki＝1；對(duì)于擴(kuò)展概念術(shù)語集中的概念術(shù)語，Wki＝SED（ki）。

（3）相似度計(jì)算。計(jì)算設(shè)計(jì)知識(shí)源文檔的特征向量Vks和設(shè)計(jì)人員知識(shí)需求的特征向量Vkd的余弦值，得出設(shè)計(jì)知識(shí)源文檔和設(shè)計(jì)人員知識(shí)需求間的相似度sim（Vks，Vkd），若sim（Vks，Vkd）大于閾值δ，則匹配成功。在計(jì)算sim（Vks，Vkd）時(shí)，特征向量Vks和Vkd的維度很少會(huì)一致，因此需要對(duì)其維度進(jìn)行合并，本文取其交集，從而使2個(gè)特征向量的維數(shù)保持一致。相似度計(jì)算公式如下：

4 面向產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員知識(shí)服務(wù)層次模型

面向產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員的知識(shí)服務(wù)要求設(shè)計(jì)人員與知識(shí)之間要形成一個(gè)統(tǒng)一協(xié)調(diào)的有機(jī)體，以使設(shè)計(jì)人員能充分有效地利用已有的設(shè)計(jì)知識(shí)分析客戶的需求，從而設(shè)計(jì)出具有市場競爭力的產(chǎn)品。為此，本文擬從目標(biāo)層、方法層、技術(shù)層和資源層4個(gè)層面建立面向產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員的知識(shí)服務(wù)層次模型，如圖2所示。

（1）目標(biāo)層描述了研究面向產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員的知識(shí)服務(wù)的目的，即實(shí)現(xiàn)知識(shí)服務(wù)支持系統(tǒng)能夠自動(dòng)理解設(shè)計(jì)人員的知識(shí)需求，將知識(shí)推送給設(shè)計(jì)人員，以協(xié)助其提高設(shè)計(jì)效率。

（2）方法層描述了面向產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員的知識(shí)服務(wù)的實(shí)施思路。針對(duì)某一設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)的某一設(shè)計(jì)角色而產(chǎn)生的業(yè)務(wù)知識(shí)需求，在與設(shè)計(jì)人員模型進(jìn)行融合后，形成設(shè)計(jì)人員針對(duì)該角色、該任務(wù)的知識(shí)需求。系統(tǒng)對(duì)設(shè)計(jì)人員的知識(shí)需求與知識(shí)源進(jìn)行匹配，檢索到相應(yīng)的知識(shí)并推送給設(shè)計(jì)人員，完成知識(shí)服務(wù)過程。另外，根據(jù)設(shè)計(jì)人員對(duì)所推送的知識(shí)的使用情況，系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)設(shè)計(jì)人員模型進(jìn)行更新，進(jìn)一步提高知識(shí)需求獲取的準(zhǔn)確率。

圖2 面向產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員的知識(shí)服務(wù)層次模型

（3）技術(shù)層描述了實(shí)現(xiàn)面向產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員的知識(shí)服務(wù)所依賴的關(guān)鍵技術(shù)。① 設(shè)計(jì)人員是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的主體，建立合適的設(shè)計(jì)人員模型對(duì)理解設(shè)計(jì)人員的個(gè)性化需求，進(jìn)而將準(zhǔn)確的知識(shí)及時(shí)地推送給設(shè)計(jì)人員至關(guān)重要；② 知識(shí)需求來源于特定設(shè)計(jì)任務(wù)下特定角色的設(shè)計(jì)人員，建立合適的知識(shí)需求模型，是檢索到正確知識(shí)的前提；③ 知識(shí)可能分布在不同的知識(shí)源中，知識(shí)存在形式多種多樣，知識(shí)匹配是依據(jù)知識(shí)需求準(zhǔn)確定位到正確知識(shí)的保證；④ 由于產(chǎn)品設(shè)計(jì)知識(shí)的存在形式有結(jié)構(gòu)化的和非結(jié)構(gòu)化的，這些知識(shí)在語義上存在異構(gòu)現(xiàn)象，運(yùn)用本體技術(shù)可以有效解決這種語義異構(gòu)問題。

綜上所述，技術(shù)層實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)包括設(shè)計(jì)人員建模技術(shù)、設(shè)計(jì)知識(shí)需求獲取技術(shù)、知識(shí)需求更新技術(shù)、知識(shí)匹配技術(shù)和設(shè)計(jì)知識(shí)本體建模等技術(shù)。

（4）資源層描述了支持面向產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員的知識(shí)服務(wù)的各種數(shù)據(jù)庫，包括設(shè)計(jì)知識(shí)庫、產(chǎn)品模型庫以及設(shè)計(jì)知識(shí)本體庫等。

5 需求驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)知識(shí)服務(wù)運(yùn)行模式

面向產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員的知識(shí)服務(wù)的核心是設(shè)計(jì)人員。知識(shí)服務(wù)系統(tǒng)提供哪些知識(shí)，其依據(jù)是設(shè)計(jì)人員有哪些知識(shí)需求，面向設(shè)計(jì)人員的知識(shí)服務(wù)的運(yùn)行是由知識(shí)需求驅(qū)動(dòng)的，如圖3所示。

圖3 需求驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)知識(shí)服務(wù)運(yùn)行模式

設(shè)計(jì)人員的知識(shí)需求取決于其所要完成的設(shè)計(jì)任務(wù)和在此任務(wù)中擔(dān)當(dāng)?shù)慕巧?。設(shè)計(jì)人員的知識(shí)需求通過設(shè)計(jì)活動(dòng)的啟動(dòng)來觸發(fā)。設(shè)計(jì)任務(wù)知識(shí)需求和設(shè)計(jì)人員模型共同構(gòu)成設(shè)計(jì)人員的知識(shí)需求，然后經(jīng)過概念語義擴(kuò)展和知識(shí)檢索與知識(shí)匹配，生成設(shè)計(jì)知識(shí)源列表，并將其推送給設(shè)計(jì)人員。另外，還要根據(jù)設(shè)計(jì)人員對(duì)推送的知識(shí)的使用情況更新設(shè)計(jì)人員模型。

其運(yùn)行模式為：針對(duì)某一設(shè)計(jì)人員，當(dāng)某項(xiàng)設(shè)計(jì)活動(dòng)啟動(dòng)后，系統(tǒng)根據(jù)該設(shè)計(jì)任務(wù)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)人員在該任務(wù)中的角色，通過術(shù)語描述的方式生成相應(yīng)的任務(wù)知識(shí)需求，同時(shí)從設(shè)計(jì)人員模型中提取出同樣通過術(shù)語描述生成的該設(shè)計(jì)人員的個(gè)性化知識(shí)需求，將這2種需求進(jìn)行融合形成設(shè)計(jì)人員的知識(shí)需求，然后對(duì)設(shè)計(jì)人員的知識(shí)需求術(shù)語集進(jìn)行概念語義擴(kuò)展，將擴(kuò)展后的需求術(shù)語集與設(shè)計(jì)知識(shí)本體庫進(jìn)行匹配，然后從設(shè)計(jì)知識(shí)庫中檢索出所需要的設(shè)計(jì)知識(shí)，最后將檢索出的知識(shí)推送給設(shè)計(jì)人員。另外，系統(tǒng)還會(huì)根據(jù)設(shè)計(jì)人員對(duì)所推送的知識(shí)的利用情況來更新設(shè)計(jì)人員模型。

6 應(yīng)用示例

某汽車生產(chǎn)企業(yè)作為我國自主創(chuàng)新品牌的代表，在多年的設(shè)計(jì)實(shí)踐中積累了大量的設(shè)計(jì)知識(shí)，如何有效地利用已有的設(shè)計(jì)知識(shí)，提高設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)水平，已經(jīng)成為該企業(yè)面臨的主要問題之一。本文將以該企業(yè)汽車內(nèi)飾設(shè)計(jì)為例，將面向產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員的知識(shí)推送服務(wù)應(yīng)用于該企業(yè)的設(shè)計(jì)過程，以驗(yàn)證其實(shí)用性和有效性。

假定設(shè)計(jì)人員甲需要完成某項(xiàng)設(shè)計(jì)任務(wù)T，其任務(wù)描述為：“XX型號(hào)汽車內(nèi)飾總體設(shè)計(jì)”。該設(shè)計(jì)人員模型KDM可用表1展示。

表1 設(shè)計(jì)人員甲的模型

表1中第1行中數(shù)字表示相應(yīng)術(shù)語熟悉度，表格內(nèi)數(shù)字表示術(shù)語間關(guān)聯(lián)度。在KDM中，各概念術(shù)語依次為：儀表板、噴涂、車門內(nèi)飾、車頂內(nèi)飾、玻璃鋼、植絨布、剎車踏板、塑料ABS、注塑、PU發(fā)泡。抽取的設(shè)計(jì)任務(wù)知識(shí)需求集合TKD＝｛t3，t4｝，考慮設(shè)計(jì)人員模型，根據(jù)設(shè)計(jì)人員知識(shí)需求生成方法（限于篇幅，算法從略）計(jì)算得出設(shè)計(jì)人員甲的知識(shí)需求術(shù)語集合為DKD＝｛t1，t3，t4｝。根據(jù)各概念術(shù)語間的關(guān)系，得到擴(kuò)展后的知識(shí)需求術(shù)語 集DKD′＝ ｛t1，t3，t4，t6｝。經(jīng) 過 進(jìn) 一 步 計(jì)算，最終確定設(shè)計(jì)人員甲的特征向量表示V′kd＝｛（t1，1），（t3，1），（t4，1），（t6，0.6）｝。

本文從該企業(yè)已有的設(shè)計(jì)知識(shí)源文檔中篩選出30份具有代表性的文檔，并計(jì)算出每篇文檔的特征向量V′ks＝｛Vks（i）｜i∈N＋，1≤i≤30｝（限于篇幅，不再贅述），由（3）式分別計(jì)算V′kd與每個(gè)Vks（i）的相似度sim（V′kd，Vks（i）），設(shè)定閾值δ＝0.1，系統(tǒng)最終將滿足條件的設(shè)計(jì)知識(shí)源文檔推送給設(shè)計(jì)人員甲，如圖4所示。

圖4 設(shè)計(jì)知識(shí)推送示例

7 結(jié)束語

本文研究了面向產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員的知識(shí)推送服務(wù)，提出了面向產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員的知識(shí)服務(wù)層次模型和需求驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)知識(shí)服務(wù)運(yùn)行模式。但仍有許多問題研究得不夠深入，如在對(duì)設(shè)計(jì)人員的知識(shí)需求進(jìn)行基于概念術(shù)語的描述中，使用的方法過于簡單，這在一定程度上影響了知識(shí)匹配的準(zhǔn)確度。另外，在對(duì)設(shè)計(jì)知識(shí)本體的構(gòu)建上也有許多待研究的問題。

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Research on knowledge push service for product designer

JIANG Cui－qing1，2， GAO Jia－fei1， LI Bin－sheng1
（1.School of Management，Hefei University of Technology，Hefei 230009，China；2.Key Lab of Process Optimization and Intelligent Decision of Ministry of Education，Hefei University of Technology，Hefei 230009，China）

The knowledge push service for product designers provides an effective solution to improve their ability of knowledge reuse.This paper firstly discusses the concept and classification of knowledge service.Then it describes the knowledge demand of product designers including its generation method and updating principle，and introduces the method of design knowledge search based on concept semantic extension.The level model of knowledge service for product designers and the running mode of demand－driven product design knowledge service are also given.Finally by the realization and test with an example，the system is proved to be effective in improving the efficiency of designers’knowledge acquirement.

designer；knowledge service；knowledge demand；concept semantic extension

TP182

A

1003－5060（2012）03－0392－06

10.3969／j.issn.1003－5060.2012.03.024

2011－05－18；

2011－06－10

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（70871034）；安徽省高校自然科學(xué)研究重點(diǎn)資助項(xiàng)目（KJ2010A259）和教育部人文社會(huì)科學(xué)基金資助項(xiàng)目（09YJC630055）

蔣翠清（1965－），男，安徽無為人，博士，合肥工業(yè)大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師.

（責(zé)任編輯 張 镅）