概念設計知識管理中的知識流研究

傅柱 曹猛 王曰芬

〔摘 要〕以設計過程為視角，探討概念設計知識管理中知識流的內涵、特征和機理。結合知識流理論和SECI模型，依據概念設計過程分析概念設計中知識流的內容和流動模式；在知識流建模相關研究的基礎上，對概念設計中的知識流節點進行分析和建模；基于角色模型分析角色與工作流、知識流之間的映射過程。根據概念設計過程，分析并揭示了概念設計中需求確認、總體方案設計、總體方案求解、方案評價和決策4個主要步驟的知識流動機制；對概念設計的知識流節點進行建模，按照知識匯集模式將概念設計知識流分為連續知識流、合并知識流、拆分知識流、廣播知識流、循環知識流5類，按照知識傳遞模式將概念設計知識流可分為經驗知識流、協作知識流、援助知識流3類；提出概念設計中基于角色模型的工作流和知識流整合模型，并以反后坐系統概念設計為例進行模型驗證。通過本文分析和建模，能夠在一定程度上揭示概念設計中知識流的內涵和機理。

〔關鍵詞〕概念設計；知識管理；知識流；設計過程；SECI模型；知識流節點；角色模型

DOI：10.3969/j.issn.1008-0821.2018.10.003

〔中圖分類號〕C931 〔文獻標識碼〕A 〔文章編號〕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

大數據背景下，隨著互聯網的高速發展，越來越多的知識在社會活動中快速流動。如何獲得有效知識，如何在知識流動過程中抓住有效知識，如何不斷吸取外部知識來提高自身的發展水平，成為各行各業倍加關注的問題。

隨著制造業競爭的日益加劇，世界各國逐漸重視提高產品的設計水平，以增強產品競爭力。產品設計的根本目的就是要創新產品，而設計知識的應用是產品創新的基礎，重視產品設計知識的管理和應用成為提升產品競爭力的根本途徑?，F代產品設計是以知識為基礎，以新知識獲取為中心，概念設計是現代產品設計中最具創造力的環節，也是知識交互最為活躍的階段。因此，概念設計知識管理也逐漸受到人們的關注。

知識管理的核心在于加快知識的流動和使用，并創造價值。知識流動貫穿于知識管理過程的始終，了解知識的流動過程也就成為知識管理的前提。概念設計知識管理過程中包含了大量的知識流，如何對這些知識流進行深入探索也是目前機械產品設計領域亟待解決的問題之一。

基于此，本文將以概念設計過程為視角，探究概念設計知識管理中的知識流，進而揭示概念設計知識管理中知識流的內涵和機理。該研究將結合知識管理和現代設計的部分理論來共同探究概念設計知識管理中的知識流，不僅能夠為后續的知識管理相關研究提供參考，而且有助于機械設計行業對設計知識流的認知，從而幫助設計主體快速、高效地實現設計意圖。

1 相關研究

本研究主要從設計過程角度研究概念設計知識管理中的知識流。因此，相關研究現狀主要包括概念設計及其知識管理研究、知識流及其建模相關研究、知識管理中的SECI模型概述3部分。

1.1 概念設計及其知識管理相關研究

1.1.1 概念設計的內涵

國內外關于產品設計過程的論述已有很多，其中主流觀點認為設計過程主要包括概念設計（Conceptual Design）和構型設計（Configuration Design）2個步驟[1]。前者是制定出方案，后者是設計出具體構型。

鄒慧君等[1]認為概念設計是根據產品生命周期各個階段的要求，進行產品功能創造、功能分解和功能的結構設計，進行滿足功能和結構要求的工作原理求解，進而實現功能結構的工作原理載體方案的構思系統化設計。概念設計是一個發散思維和創新設計的過程，是一個求解實現功能，滿足各種技術和經濟指標可能存在的各種方案并最終確定綜合最優方案的過程。

1.1.2 概念設計知識管理相關研究

目前，相比知識管理與概念設計的研究工作，國內外針對概念設計知識管理的研究相對較少。通過文獻檢索與調查發現，國外相關研究有：Bohm等[2]開發的Concept Generator系統基于“功能—結構”映射進行知識表示和建模；Chakrabarti等[3]提出了SAPPhIRE方案原理知識表示模型，并將該模型應用于IDEA-INSPIRE系統開發中；Chen等[4]開發的ICCDP系統基于定量化的輸入輸出轉換表達產品功能；Matsokis等[5]將產品生命周期管理的對象用OWL-DL本體語言描述，完成語義集成；Wang等[6]將公理化設計知識用RDF資源表示框架定義。國內相關研究有：王朝霞[7]開發CAISDPK系統依據“功能—效應—原理—結構”表示專利復合功能原理方案；應杭等[8]使用OWL本體語言描述產品功能行為，進行知識共享和推理；胡建等[9]建立了概念設計知識的分類及表達體系，提出了基于本體的PCDKM系統框架，深入研究其中的基于本體的知識建模、基于相似度的知識檢索等關鍵技術；魏軼彬等[10]提出了基于本體的產品特征定義。

綜上可知，現有相關研究大多是運用不同的知識表示和知識組織方法對概念設計中的方案原理、設計實例、設計資源等知識對象進行表示和組織，進而構建概念設計知識管理的系統或框架。然而，現有研究中的知識對象大部分是靜態、獨立的知識片段，對于概念設計知識管理中動態連續的知識對象研究甚少。區別與其他類型的知識，設計知識更為強調其動態性。基于此，本文將以概念設計過程為視角，通過對概念設計知識管理中知識流的描述和刻畫來揭示其內涵和運行機制，以期能夠豐富概念設計知識管理中動態知識對象的相關研究。

1.2 知識流及其建模相關研究

1.2.1 知識流的內涵

知識流（Knowledge Flow）是不可見的，但其早已存在于人類的實際生產和生活實踐中，知識的產生和流動依賴于主體活動而存在，由于其缺乏獨立性，所以在以往的研究中未被有效關注。目前，知識流相關研究主要集中在企業知識管理領域。綜合現有的研究表述可將知識流描述分為3類[11]：①知識流是在人與人之間、人與知識處理機構之間進行知識傳遞的過程，將知識流定義在知識傳遞層面上；②知識流是在知識傳遞的基礎上加上知識處理過程；③知識流是在知識傳遞的基礎上再加上知識應用過程。經過深入分析，以上3類知識流描述的實質仍然是已有靜態知識的流動過程。

本文的研究對象是概念設計知識管理中的知識流，也就是設計知識流。關于設計知識流，謝友柏[12]認為現代設計是以知識為基礎，以新知識獲取為中心。設計過程可以理解為知識在設計的各個節點及其相關資源之間的流動過程。

綜合以上分析，本文從設計過程角度對概念設計知識管理中的知識流進行定義：組織機構概念設計中持續、動態的知識流動過程或知識處理及應用機制。知識流動是一個復雜的過程，知識需求或知識落差決定知識流動的方向和影響要素。知識流的動態性包括流動過程的動態性和知識本身的動態性兩個方面：知識流動過程的動態性包含知識的運動機制、知識獲取、流動控制等內容，知識本身的動態性包括知識的分類、動態特征、知識的轉化等內容[11]。

1.2.2 知識流建模相關研究

目前，關于知識流建模相關研究主要有基于Petri網的知識流建模[13]、現代設計知識流建模[12，14]和基于工作流的知識流建模[15-16]。本文重點介紹現代設計知識流建模和基于工作流的知識流建模。

1）現代設計知識流建模。從設計過程中知識流動要完成的任務及其特征看，知識流可以分成4類[12]：第1類是在主設計過程和子過程中，知識從設計任務流動到解決方案，并在流動過程中途徑設計的主要決策節點；第2類是設計的決策節點所需知識來源于分布式智力資源單元，知識及其獲取都是資源依賴的。這類知識流從智力資源單元中獲取知識，并匯集到設計決策節點的過程，其中還包括知識服務請求和響應的相關信息。第3類是智力資源單元內部為響應外部的知識請求，獲取并加工所需知識用以支撐設計的一系列活動，這類知識流主要是請求驅動的非意愿知識流動過程；第4類是不同的智力資源單元根據需要從外部環境中采集信息或知識的過程。

2）基于工作流的知識流建模。Zhuge[15]認為知識流節點（Knowledge Node，KN）是知識流的站點（發送站點或接收站點）。它對應著團隊成員（或角色），反映團隊成員任務實現過程的知識產生和知識需求。知識節點的輸出依賴于團隊成員的認知能力和知識輸入流。對知識流過程進行建模，可將知識流按照連接類型分為順序連接知識流、合并連接知識流、分解連接知識流、廣播連接知識流4類。

張曉剛等[16]認為在明確知識需求的前提下，可建立知識源、知識、知識接收者三者之間的關聯關系，形成由知識源到知識接受者的知識流。并將知識流定義為一個5元組KF={S，R，K，D，A}，其中S是知識源，R是知識需求，K表示傳遞的知識，D表示知識的接受者，A是知識源與知識、知識與知識接受者的方向集合。為更詳細地描述知識流組成元素之間的邏輯關系，作者抽象出知識流單元作為知識流的基本組成模塊，并將知識流單元劃分為經驗知識流單元、預訂式知識流單元、基于協作的知識流單元、基于援助的知識流單元、空知識流單元5類。

1.3 知識管理中的SECI模型概述

在知識管理的基礎理論研究中，Nonaka等[17]提出了知識轉化和創造的SECI模型，將知識創造過程分為社會化（Socialization）、外化（Externalization）、組合化（Combination）和內化（Internalization）4個呈螺旋前進的不同階段。

從知識的層次來看，知識可分為個體知識、團隊知識、組織知識。組織機構的知識轉化和創造都是在知識流動中來實現，知識流動的最終目標是知識創造，知識轉化是實現這一目標的必要手段。知識在流動過程中，通過知識的共享、利用和轉化產生新知識。因此，SECI模型的4個知識轉化階段也同樣是組織機構知識流的主要內容，可認為組織機構中的知識流是通過社會化、外化、組合化、內化4個階段在不同層次知識主體上的知識流動過程[11，18]。

2 概念設計過程中的知識流研究

2.1 知識流分析

概念設計過程一般包括以下6個步驟[19]：需求確認、總體方案設計、總體任務分解、子任務求解、方案合成、方案評價和決策，如圖1所示。經分析可以得出，概念設計階段中的各個步驟都存在來自組織內外的知識流動。在實際的概念設計開展過程中，總體任務分解、子任務求解、方案合成這3個步驟相互交叉糅合、難以分割，因此本文將這3個步驟進行整合并統稱為總體方案求解。那么概念設計過程又可分為需求確認、總體方案設計、總體方案求解、方案評價和決策4大步驟，具體分析如下：

2.1.1 需求確認

在需求確認步驟中，一般將用戶需求分為兩種：一種是功能需求明確型需求；另外一種是用戶目的明確但功能不明確型的需求。對于功能明確型需求，仍然需要設計人員和用戶共同明確用戶對功能的實現程度及其保持性期望等需求知識。對于功能不明確型需求，用戶往往對產品具體功能需求是模糊的，有時用戶提出的可能是針對約束條件方面的需求。在現代設計領域中，獲取明確的用戶需求知識是所設計產品能被用戶接受的前提，也是整個產品設計過程的基礎和根源所在。

由此可見，無論功能需求明確與否，都需要進一步獲取用戶需求知識，明確用戶的活動意圖。需求確認是用戶與設計人員之間往復交流和反饋的過程，期間用戶需求逐漸明確，在此過程中用戶的隱性需求知識流向設計人員，并由設計人員和用戶共同確認并顯性化為設計任務書。從SECI模型角度進行解釋，設計人員與用戶雙方的交流是隱性知識的流動和轉化過程，也就是社會化階段；而用戶需求明確后形成設計任務書的過程則是隱性知識的外化階段，所以說需求確認是用戶知識的社會化和外化過程。需求確認中的知識流動和轉化如圖2所示。

2.1.2 總體方案設計

總體方案設計是產品設計的總體規劃，其目的是確定設計任務、設計要求和條件，在此基礎上尋求解決問題的方法，實現方案的構思，并對方案進行技術經濟評價，為決策提供詳盡的科學依據?？傮w方案設計是整個產品設計的依據，也是概念設計階段中的一項重要任務，具體包括可行性論證、產品使用范圍和工藝方法的確定、各部件的結構初選、總體布局、可靠性論證等多個方面。本文將總體方案設計過程抽象為目標分析、創新構思、方案擬定、方案評價、方案決策5個步驟，其知識流動過程如圖3所示。

總體方案設計是設計參與人員根據設計目標確定設計方案的一系列設計活動總和，其主要內容是設計參與人員之間的信息、知識和智力的交流和融匯。依據SECI模型理論，本文認為總體方案設計主要是知識的社會化和外化兩個階段反復迭代的過程。設計參與人員在設計過程中發生隱性知識的交互與融合（社會化），在大腦中形成意識形態的設計方案，并初步物化為總體設計方案實體（外化）；再經過方案評價、方案反饋、方案決策的反復迭代，最終形成總體方案示意圖、總體方案設計計算說明書等階段性設計成果（社會化和外化）。

2.1.3 總體方案求解

總體方案求解是分散知識集成并物化為解決方案的過程，包含總體任務分解、子任務求解、方案合成這3個步驟。從SECI模型角度來看，這3個步驟主要涉及知識的社會化、內化和組合化。

為了提高設計效率，組織機構通常采用并行設計方法，項目負責人（設計總師）按照設計準則對總體設計任務進行分解，將總體任務分配給專業的設計人員或知識服務商，在分配過程中同時向子任務設計人員傳遞總體方案設計中的部分構思、子任務的設計目標和要求（社會化、內化）；子任務設計人員接受任務后，對子任務進行求解，在滿足設計要求的情況下，設計人員發揮自己的創造力完成設計任務。在任務求解過程中，設計人員可能需要查找相關設計資料（內化），并與其他設計人員進行溝通、交流（社會化），以便實時協調雙方的設計任務；方案合成是將所有子任務對應的子方案進行有效地集成和融合（組合化），便于開展總體方案的評價和決策。這3個步驟的總體流程如圖4所示。

2.1.4 方案評價和決策

方案評價和決策是產品概念設計質量的保障。方案評價包括總體方案評價和子方案評價。子方案評價是對子任務設計結果的評價，主要考察子方案是否滿足子任務設計要求?？傮w方案評價是對子方案合成后的總體方案評價，主要包括總體方案的總體布局、機構布置、各項指標滿足程度、經濟性等方面。除了指標測算之外，方案評價通常有經驗豐富的設計總師主導，相關設計人員參與共同開展。經過方案評價，設計總師對產品概念設計方案進行判斷和決策，若是總體方案不符合設計指標或預期構想，需要對子任務或總體任務再求解。經過循環往復，最終得到當前最優的產品概念設計方案。從SECI模型角度來看，方案的評價和決策是設計主要負責人經驗知識的交流和驗證，是知識的社會化過程。

2.2 知識流建模

2.2.1 知識流節點構成要素及參考模型

部分學者[14]認為任意設計任務、設計過程的實現都可以描述成根據上游設計節點給定的輸入知識，設計主體在設計目標驅動下采取相應的設計行為產生輸出知識的知識流動的過程。若經過評估，輸出知識能夠滿足設計目標則將輸出知識傳遞給下游節點，反之則需要進行知識獲取來提高設計主體設計知識的完整度，直至輸出知識能夠滿足設計目標為止。

概念設計過程中的知識流是諸多設計活動中知識流動過程的抽象。結合現有的知識流建模相關研究[12，14-16]，本文提出概念設計知識流節點的參考模型，如圖5所示?，F代設計是以知識為基礎，以新知識獲取為中心。因此，本文認為概念設計知識流節點應主要包括以下5個要素：知識源、知識（包括輸入知識、輸出知識）、知識接收者、知識需求、知識獲取。在知識流節點中，設計人員和設計活動既可以是知識源也可以是知識接收者，知識接收者在下一知識流節點中可以作為知識源提供輸入知識。

在概念設計過程中，知識流的運行需依托概念設計活動，概念設計是設計人員根據輸入知識在設計目標驅動下采取相應的設計行為產生輸出知識的過程。從知識層面看，概念設計知識流節點的實質是：

設計目標觸發知識需求，設計知識在知識需求的驅動下，從知識源流向知識接收者，設計人員采取設計行為，對輸入知識和設計人員自身具有的經驗知識進行處理、加工和創造，產生輸出知識。若是輸入知識以及設計人員自身的知識存量之和無法滿足知識需求，則再次產生知識需求，在新知識需求的驅動下通過知識獲取來提高設計人員的設計知識完整度，直至輸出知識能夠滿足設計目標為止。

2.2.2 基于知識流匯集的知識流建模

從知識流中知識的匯集模式來看，概念設計知識流模型包括連續知識流、合并知識流、拆分知識流、廣播知識流、循環知識流5類，如圖6所示。

1）連續知識流（Sequential KF）。連續知識流指的是兩個知識流之間是順序連接的，如圖6（a）中，輸入知識流經過設計活動后直接轉化為輸出知識流，此時輸入知識流與輸出知識流之間是順序連接關系。

2）合并知識流（Join KF）。合并知識流指的是兩個或以上的知識流轉化為一個知識流。如圖6（b），兩個或以上輸入知識流通過設計行為加工處理，合并轉化形成一個輸出知識流。

3）拆分知識流（Division KF）。拆分知識流指的是一個知識流被拆分成兩個或以上的知識流。如圖6（c），輸入知識流經過設計行為后產生轉變，形成兩個輸出知識流，再應用于其他的設計活動中。

4）廣播知識流（Broadcast KF）。廣播知識流指的是一個知識流被復制成多個知識流進行廣播擴散。如圖6（d），輸入知識流在特定情況下，如可靠性的多方面評價，首先需要將輸入知識流復制成多份分別評價，再對評價結果進行綜合匯總。

5）循環知識流（Recursion KF）。循環知識流指的是知識在設計活動中被不斷地使用。如圖6（e），在設計活動中，當輸入知識流無法滿足設計活動的完成，需要在設計過程中不斷獲取知識并應用于設計活動，直到滿足設計目標形成輸出知識流。

2.2.3 基于知識傳遞的知識流建模

從知識流中知識的傳遞模式來看，概念設計知識流模型包括經驗知識流、協作知識流、援助知識流3類，如圖7所示。

1）經驗知識流（Experience KF）。經驗知識流表示從知識源提供的知識能夠滿足（或部分滿足）完成設計活動所具備的知識需求，如圖7（a）所示。在概念設計過程中，設計人員開展設計任務時，無需獲取外部知識，僅憑個人或企業內儲備的知識就可以實現設計目標。該類知識流對知識重用具有重要意義，能夠促進有價值知識的及時傳遞和重用。

2）協作知識流（Cooperation KF）。協作知識流表示在設計任務開展過程中，設計參與者共同協作完成一項設計任務（或同類設計任務），他們具有相同或類似的知識需求，知識在相關人員的協作過程中產生并被吸收，如圖7（b）所示。在概念設計過程中，設計人員遇到某類設計問題無法解決時，發起討論組針對該問題開展合作，共同探討解決方案。該類知識流一方面能夠描述協同設計過程中不同設計參與者的知識儲備和組織學習情況；另一方面設計參與者協作產生和吸收的知識能夠在同類設計任務中得到重用，促進知識的傳播和共享。

3）援助知識流（Assistant KF）。援助知識流表示完成設計任務所需的知識全部來源于具有相關經驗或能力的援助者，如圖7（c）所示。在概念設計過程中，設計人員遇到無法解決的設計難題時，請求設計專家參與指導，此時專家就是援助者。區別于協作知識流，援助者不參與相同或類似設計任務，也就是沒有相應的知識需求，在知識流動過程中僅充當知識源的角色。協作知識流和援助知識流是現代產品設計中知識產生的重要形式，描述了現代設計中隱性知識傳遞和轉化的途徑。

2.3 基于角色模型的工作流和知識流整合建模

根據不同的設計角色，概念設計人員主要可分為設計總師、主設計人、設計人3類。其中，設計總師統籌整個設計過程，負責論證、篩選并決定產品總體設計的最終方案；主設計人負責產品分系統或分模塊的設計方案；設計人負責具體的子系統或部件設計任務。在設計角色模型中，團隊成員之間存在層級和平級兩類關系。從職責角度看，成員之間是責任和權利對等的層級關系；從知識流角度看，成員之間是具有知識節點功能的平等關系。在項目實施過程中，不同層級上的角色可實現活動參與和知識共享。

在概念設計中，設計活動工作流與知識流進行緊密交互才能實現設計工作的有效運轉。借鑒現有研究[15，20]中提出的工作流和知識流映射模型，本文構建了概念設計過程中基于角色模型的工作流和知識流整合模型，如圖8所示。

團隊成員是工作流與知識流的實際操作者和決定因素，因此，工作流與知識流可以通過參與的人員或角色進行集成。通過角色，團隊成員可以參加工作流中的一個或多個設計活動，也可以在知識流中的一個或多個知識節點中貢獻知識。

如圖8所示，工作流與知識流的整合模型考慮了3層結構：知識流層、組織結構層、工作流層。整合模型反映了團隊的組織架構，可通過3個映射建立知識流層、組織結構層（團隊成員、角色）、工作流層之間的關系：

映射1：將角色分配給工作流層中的活動節點；

映射2：將角色分配給知識流層中的知識節點；

映射3：將角色分配給組織結構中的團隊成員，以便成員發揮職能。

其中，映射3是為團隊成員安排角色并分配相應的職責和任務得到過程，其工作內容較為簡單，但卻是任何團隊活動必不可少的步驟之一。并且，映射1和映射2在實際開展過程中也均默認包含映射3。在映射3的基礎上，本文將重點對映射1和映射2的內容和機理進行深入探討。

映射1中角色模型和工作流的映射過程如圖9所示：

工作流是概念設計開展的基礎，概念設計中的各種流（數據流、控制流、知識流等）都依托于工作流進行流動。概念設計中的工作流一般是層級結構：總體設計任務按照自頂向下逐層分解形成子任務，子任務求解完成后通過自底向上逐層合并最終形成總體設計方案，不同層級中的設計活動按照線性方式并行求解或者協同求解。

在工作流中，同一層級設計活動節點之間的關系是數據依賴或者執行控制依賴，不同層次之間節點關系是分解和合并關系，這些可以進行預先設定。在設計任務的分解、指派、求解、合并等過程中，大部分的團隊成員對應一個角色，一個角色對應一個設計任務（活動節點）。因此，在工作流與角色模型的映射中，主要以工作流為基準，不同的角色對應工作流中不同的活動節點，角色之間的關系按照活動節點之間的依賴關系進行一一映射。

映射2中角色模型與知識流的映射過程如圖10所示：

在產品概念設計過程中，依托于實際的工作流，知識在設計部門的不同角色之間進行流動和轉化。區別于工作流，概念設計知識流中知識的產生、轉化以及知識點之間的關系都較為復雜，而且無法預先設定。

在組織機構中，知識分布于各項不同設計資源和設計參與人員的大腦中，知識流中的知識是由設計人員攜帶并處理。概念設計過程是一個知識密集型過程，知識從底層開始，歷經個人、小組、組織等不同知識層次之間進行相互流動。從團隊角度看，每個設計參與人員或設計資源是一個單獨的知識點，因設計活動或設計任務的關系相互聯系起來。從組織角度看，每一個團隊相對于組織而言又成為一個知識點，這個知識點由團隊內每個成員構成，團隊的知識流是團隊中各個知識點中知識流的“合流”。這些“合流”最終流向設計項目的負責人——設計總師，設計總師經過方案評價和決策后，知識流再次匯聚并外顯形成概念設計方案。

3 實例驗證

本文以自行火炮的反后坐系統概念設計為例，對基于角色模型的工作流和知識流整合模型進行解釋和驗證。反后坐系統主要由復進機和駐退機兩部件組成，因此反后坐方案設計中的主要角色分為反后坐系統設計師、復進機設計師、駐退機設計師。

根據自行火炮總體設計任務要求，系統設計師負責制定系統設計目標并開展反后坐系統的總體設計，其中初步選定復進機類型為單筒液壓式復進機，駐退機類型為節制桿式駐退機，并將兩部件的設計要求傳遞給部件設計師，部件設計師根據設計要求開展部件設計。反后坐系統概念設計的工作流與角色映射如圖11所示。

反后坐系統設計過程中，設計師將知識應用于設計流程中，實現工作流與知識流的融合，如圖12所示。部件概念設計中存在大量的參數取值操作，如在設計活動“單筒液壓式復進機設計”中需要使用“導軌摩擦系數μ”的經驗取值（0.16≤μ≤0.2）才能計算出復進初力。在部件設計過程中，可能產生多種設計方案，此部件設計師需要根據經驗和知識對部件設計方案進行評價和決策，系統設計師根據將不同結構的部件設計方案進行集成并評價，形成系統設計方案。

在部件設計過程中，系統設計師需要與部件設計師定時溝通想法，使得部件設計結果不產生較大偏差?？紤]到復進機和駐退機之間的動力學耦合效應，部件設計師之間需要進行數據的傳遞和共享。通過結構和空間上的布局匹配，將兩部件設計方案進行合成，形成反后坐系統的設計方案。若系統設計方案無法滿足設計要求則需要再次設計，經過多次迭代直至滿足設計要求為止。反后坐系統設計過程中，不僅有各級人員的隱性知識流動，還包括各層級設計活動或設計步驟之間的知識流動，這兩類知識流構成了反后坐系統概念設計的整個知識流。設計目標使得設計中的知識流動具有方向性，知識在流動中知識含量自底向上逐層累積，并最終匯集到系統設計方案中，其方案承載了設計過程中所有設計活動或設計步驟的知識。

本文在之前的項目中設計并實現了反后坐系統概念設計的知識流應用，其示例界面如圖13所示。

4 總 結

針對概念設計知識管理，如何在知識流動過程中抓住有效知識，不斷吸取外部知識來提高自身的發展水平，探究現代概念設計中的知識流。首先，結合知識流理論和SECI模型，根據概念設計過程的主要步驟分析概念設計中知識流的內容和流動模式。其次，結合已有知識流建模相關研究，提出概念設計知識流節點的構成要素及其參考模型。按照知識流節點的匯集模式，將概念設計知識流模型分為連續知識流、合并知識流、拆分知識流、廣播知識流、循環知識流5類；按照知識流中知識的傳遞模式，將概念設計知識流模型分為經驗知識流、協作知識流、援助知識流3類。最后，提出概念設計中基于角色模型的工作流和知識流整合模型，在此基礎上分別分析了角色模型與工作流、角色模型與知識流的映射過程，并進一步以反后坐系統概念設計為例對整合模型進行案例分析。

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（責任編輯：郭沫含）