概念设计知识管理中的知识流研究

傅柱 曹猛 王曰芬

〔摘 要〕以设计过程为视角，探讨概念设计知识管理中知识流的内涵、特征和机理。结合知识流理论和SECI模型，依据概念设计过程分析概念设计中知识流的内容和流动模式；在知识流建模相关研究的基础上，对概念设计中的知识流节点进行分析和建模；基于角色模型分析角色与工作流、知识流之间的映射过程。根据概念设计过程，分析并揭示了概念设计中需求确认、总体方案设计、总体方案求解、方案评价和决策4个主要步骤的知识流动机制；对概念设计的知识流节点进行建模，按照知识汇集模式将概念设计知识流分为连续知识流、合并知识流、拆分知识流、广播知识流、循环知识流5类，按照知识传递模式将概念设计知识流可分为经验知识流、协作知识流、援助知识流3类；提出概念设计中基于角色模型的工作流和知识流整合模型，并以反后坐系统概念设计为例进行模型验证。通过本文分析和建模，能够在一定程度上揭示概念设计中知识流的内涵和机理。

〔关键词〕概念设计；知识管理；知识流；设计过程；SECI模型；知识流节点；角色模型

DOI：10.3969/j.issn.1008-0821.2018.10.003

〔中图分类号〕C931 〔文献标识码〕A 〔文章编号〕1008-0821（2018）10-0016-08

〔Abstract〕Connotation，characteristics and mechanism of knowledge flow（KF）in conceptual design knowledge management were explored from the view of design process.KF theory and SECI model was combined for analysis of main content and flow pattern of knowledge flow in conceptual design（KFiCD）.Analysis and modeling of knowledge node（KN）was conducted on the basis of KF modeling related research.Mapping process between role model and workflow was addressed，as well as role model and KF.KF in four main steps of requirements verification，whole scheme design，whole scheme solving，scheme evaluation and decision in conceptual design were analyzed and reveled in accordance with the conceptual design process.Then，a reference model of KN of conceptual design was proposed，KFiCD was classified into five classes of sequential KF，join KF，division KF，broadcast KF and recursion KF according to pooled mode of KF，and KFiCD also could be divided into three types of experience KF，cooperation KF，and assistant KF according to knowledge transfer mode of KF.Finally，an integrated model of workflow and KF was presented，and conceptual design of recoil system was taken as an example to validate this model.Through our work，the connotation and mechanism of conceptual design knowledge flow could be revealed to some extent.

〔Key words〕conceptual design；knowledge management；knowledge flow；design process；SECI model；knowledge node；role model

大數据背景下，随着互联网的高速发展，越来越多的知识在社会活动中快速流动。如何获得有效知识，如何在知识流动过程中抓住有效知识，如何不断吸取外部知识来提高自身的发展水平，成为各行各业倍加关注的问题。

随着制造业竞争的日益加剧，世界各国逐渐重视提高产品的设计水平，以增强产品竞争力。产品设计的根本目的就是要创新产品，而设计知识的应用是产品创新的基础，重视产品设计知识的管理和应用成为提升产品竞争力的根本途径。现代产品设计是以知识为基础，以新知识获取为中心，概念设计是现代产品设计中最具创造力的环节，也是知识交互最为活跃的阶段。因此，概念设计知识管理也逐渐受到人们的关注。

知识管理的核心在于加快知识的流动和使用，并创造价值。知识流动贯穿于知识管理过程的始终，了解知识的流动过程也就成为知识管理的前提。概念设计知识管理过程中包含了大量的知识流，如何对这些知识流进行深入探索也是目前机械产品设计领域亟待解决的问题之一。

基于此，本文将以概念设计过程为视角，探究概念设计知识管理中的知识流，进而揭示概念设计知识管理中知识流的内涵和机理。该研究将结合知识管理和现代设计的部分理论来共同探究概念设计知识管理中的知识流，不仅能够为后续的知识管理相关研究提供参考，而且有助于机械设计行业对设计知识流的认知，从而帮助设计主体快速、高效地实现设计意图。

1 相关研究

本研究主要从设计过程角度研究概念设计知识管理中的知识流。因此，相关研究现状主要包括概念设计及其知识管理研究、知识流及其建模相关研究、知识管理中的SECI模型概述3部分。

1.1 概念设计及其知识管理相关研究

1.1.1 概念设计的内涵

国内外关于產品设计过程的论述已有很多，其中主流观点认为设计过程主要包括概念设计（Conceptual Design）和构型设计（Configuration Design）2个步骤[1]。前者是制定出方案，后者是设计出具体构型。

邹慧君等[1]认为概念设计是根据产品生命周期各个阶段的要求，进行产品功能创造、功能分解和功能的结构设计，进行满足功能和结构要求的工作原理求解，进而实现功能结构的工作原理载体方案的构思系统化设计。概念设计是一个发散思维和创新设计的过程，是一个求解实现功能，满足各种技术和经济指标可能存在的各种方案并最终确定综合最优方案的过程。

1.1.2 概念设计知识管理相关研究

目前，相比知识管理与概念设计的研究工作，国内外针对概念设计知识管理的研究相对较少。通过文献检索与调查发现，国外相关研究有：Bohm等[2]开发的Concept Generator系统基于“功能—结构”映射进行知识表示和建模；Chakrabarti等[3]提出了SAPPhIRE方案原理知识表示模型，并将该模型应用于IDEA-INSPIRE系统开发中；Chen等[4]开发的ICCDP系统基于定量化的输入输出转换表达产品功能；Matsokis等[5]将产品生命周期管理的对象用OWL-DL本体语言描述，完成语义集成；Wang等[6]将公理化设计知识用RDF资源表示框架定义。国内相关研究有：王朝霞[7]开发CAISDPK系统依据“功能—效应—原理—结构”表示专利复合功能原理方案；应杭等[8]使用OWL本体语言描述产品功能行为，进行知识共享和推理；胡建等[9]建立了概念设计知识的分类及表达体系，提出了基于本体的PCDKM系统框架，深入研究其中的基于本体的知识建模、基于相似度的知识检索等关键技术；魏轶彬等[10]提出了基于本体的产品特征定义。

综上可知，现有相关研究大多是运用不同的知识表示和知识组织方法对概念设计中的方案原理、设计实例、设计资源等知识对象进行表示和组织，进而构建概念设计知识管理的系统或框架。然而，现有研究中的知识对象大部分是静态、独立的知识片段，对于概念设计知识管理中动态连续的知识对象研究甚少。区别与其他类型的知识，设计知识更为强调其动态性。基于此，本文将以概念设计过程为视角，通过对概念设计知识管理中知识流的描述和刻画来揭示其内涵和运行机制，以期能够丰富概念设计知识管理中动态知识对象的相关研究。

1.2 知识流及其建模相关研究

1.2.1 知识流的内涵

知识流（Knowledge Flow）是不可见的，但其早已存在于人类的实际生产和生活实践中，知识的产生和流动依赖于主体活动而存在，由于其缺乏独立性，所以在以往的研究中未被有效关注。目前，知识流相关研究主要集中在企业知识管理领域。综合现有的研究表述可将知识流描述分为3类[11]：①知识流是在人与人之间、人与知识处理机构之间进行知识传递的过程，将知识流定义在知识传递层面上；②知识流是在知识传递的基础上加上知识处理过程；③知识流是在知识传递的基础上再加上知识应用过程。经过深入分析，以上3类知识流描述的实质仍然是已有静态知识的流动过程。

本文的研究对象是概念设计知识管理中的知识流，也就是设计知识流。关于设计知识流，谢友柏[12]认为现代设计是以知识为基础，以新知识获取为中心。设计过程可以理解为知识在设计的各个节点及其相关资源之间的流动过程。

综合以上分析，本文从设计过程角度对概念设计知识管理中的知识流进行定义：组织机构概念设计中持续、动态的知识流动过程或知识处理及应用机制。知识流动是一个复杂的过程，知识需求或知识落差决定知识流动的方向和影响要素。知识流的动态性包括流动过程的动态性和知识本身的动态性两个方面：知识流动过程的动态性包含知识的运动机制、知识获取、流动控制等内容，知识本身的动态性包括知识的分类、动态特征、知识的转化等内容[11]。

1.2.2 知识流建模相关研究

目前，关于知识流建模相关研究主要有基于Petri网的知识流建模[13]、现代设计知识流建模[12，14]和基于工作流的知识流建模[15-16]。本文重点介绍现代设计知识流建模和基于工作流的知识流建模。

1）现代设计知识流建模。从设计过程中知识流动要完成的任务及其特征看，知识流可以分成4类[12]：第1类是在主设计过程和子过程中，知识从设计任务流动到解决方案，并在流动过程中途径设计的主要决策节点；第2类是设计的决策节点所需知识来源于分布式智力资源单元，知识及其获取都是资源依赖的。这类知识流从智力资源单元中获取知识，并汇集到设计决策节点的过程，其中还包括知识服务请求和响应的相关信息。第3类是智力资源单元内部为响应外部的知识请求，获取并加工所需知识用以支撑设计的一系列活动，这类知识流主要是请求驱动的非意愿知识流动过程；第4类是不同的智力资源单元根据需要从外部环境中采集信息或知识的过程。

2）基于工作流的知识流建模。Zhuge[15]认为知识流节点（Knowledge Node，KN）是知识流的站点（发送站点或接收站点）。它对应着团队成员（或角色），反映团队成员任务实现过程的知识产生和知识需求。知识节点的输出依赖于团队成员的认知能力和知识输入流。对知识流过程进行建模，可将知识流按照连接类型分为顺序连接知识流、合并连接知识流、分解连接知识流、广播连接知识流4类。

张晓刚等[16]认为在明确知识需求的前提下，可建立知识源、知识、知识接收者三者之间的关联关系，形成由知识源到知识接受者的知识流。并将知识流定义为一个5元组KF={S，R，K，D，A}，其中S是知识源，R是知识需求，K表示传递的知识，D表示知识的接受者，A是知识源与知识、知识与知识接受者的方向集合。为更详细地描述知识流组成元素之间的逻辑关系，作者抽象出知识流单元作为知识流的基本组成模块，并将知识流单元划分为经验知识流单元、预订式知识流单元、基于协作的知识流单元、基于援助的知识流单元、空知识流单元5类。

1.3 知识管理中的SECI模型概述

在知识管理的基础理论研究中，Nonaka等[17]提出了知识转化和创造的SECI模型，将知识创造过程分为社会化（Socialization）、外化（Externalization）、组合化（Combination）和内化（Internalization）4个呈螺旋前进的不同阶段。

从知识的层次来看，知识可分为个体知识、团队知识、组织知识。组织机构的知识转化和创造都是在知识流动中来实现，知识流动的最终目标是知识创造，知识转化是实现这一目标的必要手段。知识在流动过程中，通过知识的共享、利用和转化产生新知识。因此，SECI模型的4个知识转化阶段也同样是组织机构知识流的主要内容，可认为组织机构中的知识流是通过社会化、外化、组合化、内化4个阶段在不同层次知识主体上的知识流动过程[11，18]。

2 概念设计过程中的知识流研究

2.1 知识流分析

概念设计过程一般包括以下6个步骤[19]：需求确认、总体方案设计、总体任务分解、子任务求解、方案合成、方案评价和决策，如图1所示。经分析可以得出，概念设计阶段中的各个步骤都存在来自组织内外的知识流动。在实际的概念设计开展过程中，总体任务分解、子任务求解、方案合成这3个步骤相互交叉糅合、难以分割，因此本文将这3个步骤进行整合并统称为总体方案求解。那么概念设计过程又可分为需求确认、总体方案设计、总体方案求解、方案评价和决策4大步骤，具体分析如下：

2.1.1 需求确认

在需求确认步骤中，一般将用户需求分为两种：一种是功能需求明确型需求；另外一种是用户目的明确但功能不明确型的需求。对于功能明确型需求，仍然需要设计人员和用户共同明确用户对功能的实现程度及其保持性期望等需求知识。对于功能不明确型需求，用户往往对产品具体功能需求是模糊的，有时用户提出的可能是针对约束条件方面的需求。在现代设计领域中，获取明确的用户需求知识是所设计产品能被用户接受的前提，也是整个产品设计过程的基础和根源所在。

由此可见，无论功能需求明确与否，都需要进一步获取用户需求知识，明确用户的活动意图。需求确认是用户与设计人员之间往复交流和反馈的过程，期间用户需求逐渐明确，在此过程中用户的隐性需求知识流向设计人员，并由设计人员和用户共同确认并显性化为设计任务书。从SECI模型角度进行解释，设计人员与用户双方的交流是隐性知识的流动和转化过程，也就是社会化阶段；而用户需求明确后形成设计任务书的过程则是隐性知识的外化阶段，所以說需求确认是用户知识的社会化和外化过程。需求确认中的知识流动和转化如图2所示。

2.1.2 总体方案设计

总体方案设计是产品设计的总体规划，其目的是确定设计任务、设计要求和条件，在此基础上寻求解决问题的方法，实现方案的构思，并对方案进行技术经济评价，为决策提供详尽的科学依据。总体方案设计是整个产品设计的依据，也是概念设计阶段中的一项重要任务，具体包括可行性论证、产品使用范围和工艺方法的确定、各部件的结构初选、总体布局、可靠性论证等多个方面。本文将总体方案设计过程抽象为目标分析、创新构思、方案拟定、方案评价、方案决策5个步骤，其知识流动过程如图3所示。

总体方案设计是设计参与人员根据设计目标确定设计方案的一系列设计活动总和，其主要内容是设计参与人员之间的信息、知识和智力的交流和融汇。依据SECI模型理论，本文认为总体方案设计主要是知识的社会化和外化两个阶段反复迭代的过程。设计参与人员在设计过程中发生隐性知识的交互与融合（社会化），在大脑中形成意识形态的设计方案，并初步物化为总体设计方案实体（外化）；再经过方案评价、方案反馈、方案决策的反复迭代，最终形成总体方案示意图、总体方案设计计算说明书等阶段性设计成果（社会化和外化）。

2.1.3 总体方案求解

总体方案求解是分散知识集成并物化为解决方案的过程，包含总体任务分解、子任务求解、方案合成这3个步骤。从SECI模型角度来看，这3个步骤主要涉及知识的社会化、内化和组合化。

为了提高设计效率，组织机构通常采用并行设计方法，项目负责人（设计总师）按照设计准则对总体设计任务进行分解，将总体任务分配给专业的设计人员或知识服务商，在分配过程中同时向子任务设计人员传递总体方案设计中的部分构思、子任务的设计目标和要求（社会化、内化）；子任务设计人员接受任务后，对子任务进行求解，在满足设计要求的情况下，设计人员发挥自己的创造力完成设计任务。在任务求解过程中，设计人员可能需要查找相关设计资料（内化），并与其他设计人员进行沟通、交流（社会化），以便实时协调双方的设计任务；方案合成是将所有子任务对应的子方案进行有效地集成和融合（组合化），便于开展总体方案的评价和决策。这3个步骤的总体流程如图4所示。

2.1.4 方案评价和决策

方案评价和决策是产品概念设计质量的保障。方案评价包括总体方案评价和子方案评价。子方案评价是对子任务设计结果的评价，主要考察子方案是否满足子任务设计要求。总体方案评价是对子方案合成后的总体方案评价，主要包括总体方案的总体布局、机构布置、各项指标满足程度、经济性等方面。除了指标测算之外，方案评价通常有经验丰富的设计总师主导，相关设计人员参与共同开展。经过方案评价，设计总师对产品概念设计方案进行判断和决策，若是总体方案不符合设计指标或预期构想，需要对子任务或总体任务再求解。经过循环往复，最终得到当前最优的产品概念设计方案。从SECI模型角度来看，方案的评价和决策是设计主要负责人经验知识的交流和验证，是知识的社会化过程。

2.2 知识流建模

2.2.1 知识流节点构成要素及参考模型

部分学者[14]认为任意设计任务、设计过程的实现都可以描述成根据上游设计节点给定的输入知识，设计主体在设计目标驱动下采取相应的设计行为产生输出知识的知识流动的过程。若经过评估，输出知识能够满足设计目标则将输出知识传递给下游节点，反之则需要进行知识获取来提高设计主体设计知识的完整度，直至输出知识能够满足设计目标为止。

概念设计过程中的知识流是诸多设计活动中知识流动过程的抽象。结合现有的知识流建模相关研究[12，14-16]，本文提出概念设计知识流节点的参考模型，如图5所示。现代设计是以知识为基础，以新知识获取为中心。因此，本文认为概念设计知识流节点应主要包括以下5个要素：知识源、知识（包括输入知识、输出知识）、知识接收者、知识需求、知识获取。在知识流节点中，设计人员和设计活动既可以是知识源也可以是知识接收者，知识接收者在下一知识流节点中可以作为知识源提供输入知识。

在概念设计过程中，知识流的运行需依托概念设计活动，概念设计是设计人员根据输入知识在设计目标驱动下采取相应的设计行为产生输出知识的过程。从知识层面看，概念设计知识流节点的实质是：

设计目标触发知识需求，设计知识在知识需求的驱动下，从知识源流向知识接收者，设计人员采取设计行为，对输入知识和设计人员自身具有的经验知识进行处理、加工和创造，产生输出知识。若是输入知识以及设计人员自身的知识存量之和无法满足知识需求，则再次产生知识需求，在新知识需求的驱动下通过知识获取来提高设计人员的设计知识完整度，直至输出知识能够满足设计目标为止。

2.2.2 基于知识流汇集的知识流建模

从知识流中知识的汇集模式来看，概念设计知识流模型包括连续知识流、合并知识流、拆分知识流、广播知识流、循环知识流5类，如图6所示。

1）连续知识流（Sequential KF）。连续知识流指的是两个知识流之间是顺序连接的，如图6（a）中，输入知识流经过设计活动后直接转化为输出知识流，此时输入知识流与输出知识流之间是顺序连接关系。

2）合并知识流（Join KF）。合并知识流指的是两个或以上的知识流转化为一个知识流。如图6（b），两个或以上输入知识流通过设计行为加工处理，合并转化形成一个输出知识流。

3）拆分知识流（Division KF）。拆分知识流指的是一个知识流被拆分成两个或以上的知识流。如图6（c），输入知识流经过设计行为后产生转变，形成两个输出知识流，再应用于其他的设计活动中。

4）广播知识流（Broadcast KF）。广播知识流指的是一个知识流被复制成多个知识流进行广播扩散。如图6（d），输入知识流在特定情况下，如可靠性的多方面评价，首先需要将输入知识流复制成多份分别评价，再对评价结果进行综合汇总。

5）循環知识流（Recursion KF）。循环知识流指的是知识在设计活动中被不断地使用。如图6（e），在设计活动中，当输入知识流无法满足设计活动的完成，需要在设计过程中不断获取知识并应用于设计活动，直到满足设计目标形成输出知识流。

2.2.3 基于知识传递的知识流建模

从知识流中知识的传递模式来看，概念设计知识流模型包括经验知识流、协作知识流、援助知识流3类，如图7所示。

1）经验知识流（Experience KF）。经验知识流表示从知识源提供的知识能够满足（或部分满足）完成设计活动所具备的知识需求，如图7（a）所示。在概念设计过程中，设计人员开展设计任务时，无需获取外部知识，仅凭个人或企业内储备的知识就可以实现设计目标。该类知识流对知识重用具有重要意义，能够促进有价值知识的及时传递和重用。

2）协作知识流（Cooperation KF）。协作知识流表示在设计任务开展过程中，设计参与者共同协作完成一项设计任务（或同类设计任务），他们具有相同或类似的知识需求，知识在相关人员的协作过程中产生并被吸收，如图7（b）所示。在概念设计过程中，设计人员遇到某类设计问题无法解决时，发起讨论组针对该问题开展合作，共同探讨解决方案。该类知识流一方面能够描述协同设计过程中不同设计参与者的知识储备和组织学习情况；另一方面设计参与者协作产生和吸收的知识能够在同类设计任务中得到重用，促进知识的传播和共享。

3）援助知识流（Assistant KF）。援助知识流表示完成设计任务所需的知识全部来源于具有相关经验或能力的援助者，如图7（c）所示。在概念设计过程中，设计人员遇到无法解决的设计难题时，请求设计专家参与指导，此时专家就是援助者。区别于协作知识流，援助者不参与相同或类似设计任务，也就是没有相应的知识需求，在知识流动过程中仅充当知识源的角色。协作知识流和援助知识流是现代产品设计中知识产生的重要形式，描述了现代设计中隐性知识传递和转化的途径。

2.3 基于角色模型的工作流和知识流整合建模

根据不同的设计角色，概念设计人员主要可分为设计总师、主设计人、设计人3类。其中，设计总师统筹整个设计过程，负责论证、筛选并决定产品总体设计的最终方案；主设计人负责产品分系统或分模块的设计方案；设计人负责具体的子系统或部件设计任务。在设计角色模型中，团队成员之间存在层级和平级两类关系。从职责角度看，成员之间是责任和权利对等的层级关系；从知识流角度看，成员之间是具有知识节点功能的平等关系。在项目实施过程中，不同层级上的角色可实现活动参与和知识共享。

在概念设计中，设计活动工作流与知识流进行紧密交互才能实现设计工作的有效运转。借鉴现有研究[15，20]中提出的工作流和知识流映射模型，本文构建了概念设计过程中基于角色模型的工作流和知识流整合模型，如图8所示。

团队成员是工作流与知识流的实际操作者和决定因素，因此，工作流与知识流可以通过参与的人员或角色进行集成。通过角色，团队成员可以参加工作流中的一个或多个设计活动，也可以在知识流中的一个或多个知识节点中贡献知识。

如图8所示，工作流与知识流的整合模型考虑了3层结构：知识流层、组织结构层、工作流层。整合模型反映了团队的组织架构，可通过3个映射建立知识流层、组织结构层（团队成员、角色）、工作流层之间的关系：

映射1：将角色分配给工作流层中的活动节点；

映射2：将角色分配给知识流层中的知识节点；

映射3：将角色分配给组织结构中的团队成员，以便成员发挥职能。

其中，映射3是为团队成员安排角色并分配相应的职责和任务得到过程，其工作内容较为简单，但却是任何团队活动必不可少的步骤之一。并且，映射1和映射2在实际开展过程中也均默认包含映射3。在映射3的基础上，本文将重点对映射1和映射2的内容和机理进行深入探讨。

映射1中角色模型和工作流的映射过程如图9所示：

工作流是概念设计开展的基础，概念设计中的各种流（数据流、控制流、知识流等）都依托于工作流进行流动。概念设计中的工作流一般是层级结构：总体设计任务按照自顶向下逐层分解形成子任务，子任务求解完成后通过自底向上逐层合并最终形成总体设计方案，不同层级中的设计活动按照线性方式并行求解或者协同求解。

在工作流中，同一层级设计活动节点之间的关系是数据依赖或者执行控制依赖，不同层次之间节点关系是分解和合并关系，这些可以进行预先设定。在设计任务的分解、指派、求解、合并等过程中，大部分的团队成员对应一个角色，一个角色对应一个设计任务（活动节点）。因此，在工作流与角色模型的映射中，主要以工作流为基准，不同的角色对应工作流中不同的活动节点，角色之间的关系按照活动节点之间的依赖关系进行一一映射。

映射2中角色模型与知识流的映射过程如图10所示：

在产品概念设计过程中，依托于实际的工作流，知识在设计部门的不同角色之间进行流动和转化。区别于工作流，概念设计知识流中知识的产生、转化以及知识点之间的关系都较为复杂，而且无法预先设定。

在组织机构中，知识分布于各项不同设计资源和设计参与人员的大脑中，知识流中的知识是由设计人员携带并处理。概念设计过程是一个知识密集型过程，知识从底层开始，历经个人、小组、组织等不同知识层次之间进行相互流动。从团队角度看，每个设计参与人员或设计资源是一个单独的知识点，因设计活动或设计任务的关系相互联系起来。从组织角度看，每一个团队相对于组织而言又成为一个知识点，这个知识点由团队内每个成员构成，团队的知识流是团队中各个知识点中知识流的“合流”。这些“合流”最终流向设计项目的负责人——设计总师，设计总师经过方案评价和决策后，知识流再次汇聚并外显形成概念设计方案。

3 实例验证

本文以自行火炮的反后坐系统概念设计为例，对基于角色模型的工作流和知识流整合模型进行解释和验证。反后坐系统主要由复进机和驻退机两部件组成，因此反后坐方案设计中的主要角色分为反后坐系统设计师、复进机设计师、驻退机设计师。

根据自行火炮总体设计任务要求，系统设计师负责制定系统设计目标并开展反后坐系统的总体设计，其中初步选定复进机类型为单筒液压式复进机，驻退机类型为节制杆式驻退机，并将两部件的设计要求传递给部件设计师，部件设计师根据设计要求开展部件设计。反后坐系统概念设计的工作流与角色映射如图11所示。

反后坐系统设计过程中，设计师将知识应用于设计流程中，实现工作流与知识流的融合，如图12所示。部件概念设计中存在大量的参数取值操作，如在设计活动“单筒液压式复进机设计”中需要使用“导轨摩擦系数μ”的经验取值（0.16≤μ≤0.2）才能计算出复进初力。在部件设计过程中，可能产生多种设计方案，此部件设计师需要根据经验和知识对部件设计方案进行评价和决策，系统设计师根据将不同结构的部件设计方案进行集成并评价，形成系统设计方案。

在部件设计过程中，系统设计师需要与部件设计师定时沟通想法，使得部件设计结果不产生较大偏差。考虑到复进机和驻退机之间的动力学耦合效应，部件设计师之间需要进行数据的传递和共享。通过结构和空间上的布局匹配，将两部件设计方案进行合成，形成反后坐系统的设计方案。若系统设计方案无法满足设计要求则需要再次设计，经过多次迭代直至满足设计要求为止。反后坐系统设计过程中，不仅有各级人员的隐性知识流动，还包括各层级设计活动或设计步骤之间的知识流动，这两类知识流构成了反后坐系统概念设计的整个知识流。设计目标使得设计中的知识流动具有方向性，知识在流动中知识含量自底向上逐层累积，并最终汇集到系统设计方案中，其方案承载了设计过程中所有设计活动或设计步骤的知识。

本文在之前的项目中设计并实现了反后坐系统概念设计的知识流应用，其示例界面如图13所示。

4 总 结

针对概念设计知识管理，如何在知识流动过程中抓住有效知识，不断吸取外部知识来提高自身的发展水平，探究现代概念设计中的知识流。首先，结合知识流理论和SECI模型，根据概念设计过程的主要步驟分析概念设计中知识流的内容和流动模式。其次，结合已有知识流建模相关研究，提出概念设计知识流节点的构成要素及其参考模型。按照知识流节点的汇集模式，将概念设计知识流模型分为连续知识流、合并知识流、拆分知识流、广播知识流、循环知识流5类；按照知识流中知识的传递模式，将概念设计知识流模型分为经验知识流、协作知识流、援助知识流3类。最后，提出概念设计中基于角色模型的工作流和知识流整合模型，在此基础上分别分析了角色模型与工作流、角色模型与知识流的映射过程，并进一步以反后坐系统概念设计为例对整合模型进行案例分析。

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（责任编辑：郭沫含）