基于设计元素特征的产品生态系统进化解决方法与流程

本发明涉及产品生态系统领域，具体地，涉及一种基于设计元素特征的产品生态系统进化解决方法。

背景技术：

现代工业产品日益向集成化与智能化方向发展。产品设计是一个为实现特定目标的一系列具有约束的抽象与实现过程。传统的设计过程分为需求分析、概念设计、详细设计、制作、交付运营的过程。在产品的不断改进提升过程，出现了多种技术。其中，如设计重用技术，利用设计知识的模块重用，降低设计的迭代过程。模块化设计技术，采用模块化的设计，满足个性化的需求，降低成本。基于实例推理的技术，利用别的领域实例推理，改进现有产品的缺陷。总体而言，以上解决产品缺陷来进化产品的技术应用的对象是单一产品。针对大型复杂的集成化和智能化产品系统的缺陷进化较为缺乏。

产品生态系统是一个众多产品与服务相关利益方协同共创，提供相关产品与服务，实现用户、产品、服务、使用环境的和谐交互，持续满足用户的多样化需求的系统。产品与服务在用户体验水平不高时，需要不断改进和提升。这时需要针对性的对产品与服务的设计元素特征进行改进。需要相应的技术实现这一目的。

传统的解决方案是针对产品这一载体进行改进，而针对性改进服务设计元素的技术缺乏。发明问题解决理论(Theory of inventive problem solving，TRIZ)是一套面向产品创新问题解决的理论,大量专利分析的基础上，提供一系列工具与方法，帮助冲突问题的解决。TRIZ中解决产品进化的方案主要有：

(1)矛盾矩阵

产品一直处于进化之中，解决矛盾是其进化的推动力。TRIZ认为创造性问题至少包含一个矛盾，当技术系统某个特征或参数得到改善时，常常会引起另外的特征或参数劣化，该矛盾称为“技术矛盾”。解决技术矛盾的工具为矛盾矩阵。该矩阵为39*39的矩阵，纵向列表示改善的技术参数，横向为恶化的技术参数。每个问题可以描述为39个参数中任意两个之间的矛盾。而这些参数两两组合就构成了矛盾矩阵。矩阵中每一个矛盾对对应了一系列的数字，这些数字表示解决该矛盾对推荐采用原理序号。这些原理从大量的专利分析中得出，推荐最适合解决该类型矛盾对所需进行的措施。

(2)分离原理

物理矛盾是当一个技术系统的工程参数具有相反的需求，就出现了物理矛盾。比如说，要求系统的某个参数由于某种需求既要长，但由于另一种需求又要短。

解决物理矛盾的方法有：

空间分离：矛盾需求在一个工程系统不同的地点，将矛盾双方在不同的空间分离开来；

时间分离：矛盾需求体现在不同的时间，将矛盾双方在不同的时间进行分离；

基于关系分离：矛盾需求所需的是超系统的不同组件，超系统是把当前技术系统当成其中一个组件的系统。根据把矛盾双方按照不同的对象进行分离。

系统级别的分离：对物理矛盾的要求是在子系统或超系统的矛盾，对矛盾双方按照系统级别分离。

(3)进化趋势

产品及其技术的发展总是遵循一定的客观规律，而且同一条规律往往在不同的产品技术领域被反复应用。即任何领域的产品改进、技术的变革过程，是有规律可循的。

总体而言，上述解决进化的方法主要适用对象是产品技术系统。当前，针对产品生态系统的进化问题解决的研究非常缺乏。产品生态系统是一个众多产品与服务相关利益方协同共创的系统，包含大量的产品与服务，在产品生态系统的演化发展中，会不断伴随产品或服务的系统进化，需要针对性的解决技术。传统的适用于产品的进化方法并不能照搬到产品生态系统的设计过程中。需要发展和形成专门针对产品生态系统的进化解决方法。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于设计元素特征的产品生态系统进化解决方法。

根据本发明提供的基于设计元素特征的产品生态系统进化解决方法，包括如下步骤：

步骤1：对产品生态系统进行层次结构划分；

步骤2：构建产品与服务设计元素特征的层次结构；

步骤3：实现产品与服务设计元素特征的进化。

优选地，所述步骤1包括：将产品生态系统划分为三个层次，包括：产品与服务层、设计元素组合层、设计元素特征层；

所述产品与服务层，用于满足用户在生态系统中多个关联体验活动中的需求，所述产品与服务是物理产品载体和服务流程载体，能够被用户体验和感知；

所述设计元素组合层，包括产品与服务的多个设计元素组合；

所述设计元素特征层，用于驱动产品生态系统的进化。

优选地，所述步骤2包括：将产品特性分为功能项、形式项以及语义项，其中：功能项决定了产品与服务执行的特定功能，形式项是功能具体的实现，语义项表示产品与服务的象征性含义。

优选地，所述步骤3包括：

剪裁步骤：选择一个设计元素/设计元素特征项，识别新的设计元素载体，执行被剪裁设计元素目的/目标，生成剪裁的关键问题，执行剪裁的策略，并生成相关的剪裁方案；

替换步骤：选择一个设计元素/设计元素特征项，识别设计元素/设计元素特征项的主要目的/目标，替换缺陷设计元素/设计元素特征项；

拼接步骤：识别缺陷设计元素/设计元素特征项的主要目的/目标，寻找备选系统，将备选系统新特征移入到缺陷系统中；

变异进化步骤：从产品生态系统功能提升和成本两个方面，将产品与服务设计元素分为初始、发展、成熟、衰退四个阶段的生命周期，根据不同的生命阶段执行不同的优化目标。

优选地，所述剪裁步骤包括：

步骤A1：进行设计元素层剪裁；若设计元素目的/目标不再需要，则该设计元素能够被剪裁；若设计元素目的/目标由其它设计元素执行，则该设计元素能够被剪裁；设计元素特征项剪裁，若设计元素特征项目的/目标不再需要，则该设计元素特征项能够被剪裁；若设计元素特征项目的/目标由其它设计元素特征项执行，则该设计元素特征项能够被剪裁；

步骤A2：识别新的设计元素载体执行被剪裁设计元素目的/目标，设计元素载体能够执行原有设计元素/设计元素特征项的目的/目标，新的载体来自以下载体：

与被剪裁的设计元素/设计元素特征项具有物理上的接触关联；

与被剪裁的设计元素/设计元素特征项执行了类似目的/目标；

与被剪裁的设计元素/设计元素特征项具有物质、能量、信息的顺序关联；

具有执行被剪裁设计元素/设计元素特征项所需的物质、能量、信息；

步骤A3：生成剪裁的关键问题，即如何让新的设计元素载体执行被剪裁设计元素目的/目标；

步骤A4：为所有的备选剪裁设计元素，执行剪裁的策略，并生成相关的剪裁方案。

优选地，所述替换步骤包括：

步骤B1：选择的一个设计元素/设计元素特征项，识别设计元素/设计元素特征项的主要目的/目标；

步骤B2：将缺陷设计元素/设计元素特征项的具体主要目的/目标找寻能够执行的设计元素/设计元素特征项来解决；

步骤B3：替换缺陷设计元素/设计元素特征项。

优选地，所述拼接步骤包括：

步骤C1：识别缺陷设计元素/设计元素特征项的主要目的/目标；

步骤C2：寻找备选系统，备选系统能执行缺陷设计元素/设计元素特征项所需目的/目标；

步骤C3：识别备选系统中能够消除缺陷的设计元素/设计元素特征项特征；

步骤C4：描述将选定系统新特征移入到缺陷系统中。

优选地，所述变异进化步骤中的在不同的生命阶段执行不同的优化目标，具体地：

初始阶段：功能提升并且成本降低；

发展阶段：快速提升功能但允许成本的提升，或提升功能而保持成本不变；

成熟阶段：功能保持不变而降低成本；

衰退阶段：降低功能并且快速降低成本。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明利用产品生态系统的演化发展遵循S曲线(即包含初生期、成长期、成熟期、衰退期)的原理，将产品服务的变化等效为在一个S曲线内的发展，因此适用于生态系统的产品与服务的设计元素特征改进，将产品与服务的分为功能、形式、语义特征项，这些分类对适用于有形产品和无形服务的进化问题解决，能够方便方案的实施和应用。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为产品生态系统的层级结构示意图；

图2为产品设计元素特征通用结构示意图；

图3为服务设计元素特征通用结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

根据本发明提供的基于设计元素特征的产品生态系统进化解决方法，包括如下步骤：

步骤S1：对产品生态系统进行层次结构划分；

如图1所示，包括三个层次：产品与服务层、设计元素组合层、设计元素特征层；

所述产品与服务层，用于满足用户在生态系统中一系列关联体验活动中的需求，所述产品与服务是物理产品载体和服务流程载体，能够被用户体验和感知；

所述设计元素组合层，包括产品与服务的多个设计元素组合；

所述设计元素特征层，用于驱动产品生态系统的进化；

具体地，所述层级结构自顶向下看，在产品生态系统中一系列体验活动，用户体验所感知的是表现层的产品与服务载体，是具体的产品和服务流程。产品与服务分解为产品与服务设计元素的组合、子组合、设计元素。用户体验水平较高的产品与服务特征得以保留和继承，体验水平较低的产品与服务特征被改进和提升。

所述层级结构由底向上看，多个设计元素构成了产品及服务，被用户在体验活动中体验和感知。由此，随着设计元素及其特征的进化发展，驱动生态系统中产品与服务的进化，推动用户体验的提升。

步骤S2：构建产品与服务设计元素特征的层次结构；

将产品特性分为功能项、形式项以及语义项，构建功能项决定了产品与服务执行的特定功能，形式项是功能具体的实现，语义项表示产品与服务的象征性含义；

具体地，如图2所示，产品与服务设计元素特征项包含不同的特征选项，例如材料特征项包含金属、塑料、合金等不同的特征选项实例。通过选取不同的选项载体实例，就组成了特定的产品与服务的信息载体，构成某一具体的产品与服务。

更进一步地，如图3所示，功能类别是产品执行特定功能信息，例如冰箱执行了冷冻食品和保鲜食品的功能类别。功能作用是执行功能作用的对象，是功能性能类别的实现目标，如冰箱的冷冻功能类别是通过低沸点制冷剂在蒸发器中蒸发。功能原理是功能实现的物理效应、几何和物料特征。例如，冰箱的制冷原理采用制冷剂在系统循环中物态的周期性吸热和放热来实现。

产品的形式特征项包含造型、材料、色彩、表面加工和显示交互项，这些特征项是功能类特征项实现的载体，特定的造型不仅可以实现功能原理的几何效应，也可以承担相应的功能。

语义特征项是产品与服务设计元素的象征性含义，产品或服务的标志、品牌、文化等内涵象征，如产品的LOGO，品牌符合，个性化象征等。

步骤S3：实现产品与服务设计元素特征的进化；

具体地，产品与服务设计元素特征的进化包括：剪裁、替换、拼接以及变异策略；

剪裁是将某一缺陷设计元素或设计元素特征项剪裁，而将其设计目的传递给系统内的其它设计元素或设计元素特征项，这样设计将更简洁并能够有效去除缺陷。

替换是将某一缺陷设计元素或特征项采用其它设计元素或特征项替换，实现原有设计目的。

拼接是对缺陷设计元素拼接来自其它产品与服务的设计元素或设计元素特征项，实现初始所不具备的设计目的。

变异进化是在根据潜在的进化趋势进行变异，实现更好的目标。潜在的进化趋势指进化后的设计特征在设计理想度方面的提升。理想度＝功能水平/功能所需成本。例如功能提升并且成本降低、快速提升功能但允许成本的提升，或提升功能而保持成本不变、功能保持不变而降低成本、降低功能并且快速降低成本。

所示步骤S3包括：

剪裁步骤：选择一个设计元素或者设计元素特征项，识别新的设计元素载体，执行被剪裁设计元素目的或目标，生成剪裁的关键问题，执行剪裁的策略，并生成相关的剪裁方案。

替换步骤：选择一个设计元素或者设计元素特征项，识别其主要目的或目标，替换缺陷设计元素或者设计元素特征项。

拼接步骤：识别缺陷设计元素/设计元素特征项的主要目的/目标，寻找备选系统，将备选系统新特征移入到缺陷系统中。

变异进化步骤：从产品生态系统功能提升和成本两个方面，将产品与服务设计元素分为初始、发展、成熟、衰退四个阶段的生命周期，根据不同的生命阶段执行不同的优化目标。

具体地，所述剪裁步骤包括：

步骤A1：进行设计元素层剪裁；若设计元素目的/目标不再需要，则该设计元素可以被剪裁；若设计元素目的/目标由其它设计元素执行，则该设计元素可以被剪裁；设计元素特征项剪裁，若设计元素特征项目的/目标不再需要，则该设计元素特征项可以被剪裁；若设计元素特征项目的/目标由其它设计元素特征项执行，则该设计元素特征项可以被剪裁。

步骤A2：识别新的设计元素载体执行被剪裁设计元素目的/目标，设计元素载体可以执行原有设计元素/设计元素特征项的目的/目标，新的载体可来自以下载体：

与被剪裁的设计元素/设计元素特征项具有物理上的接触关联；

与被剪裁的设计元素/设计元素特征项执行了类似目的/目标；

与被剪裁的设计元素/设计元素特征项具有物质、能量、信息的顺序关联；

具有执行被剪裁设计元素/设计元素特征项所需的物质、能量、信息。

步骤A3：生成剪裁的关键问题，即如何让新的设计元素载体执行被剪裁设计元素目的/目标。

步骤A4：为所有的备选剪裁设计元素，执行剪裁的策略，并生成相关的剪裁方案；

步骤A5：重复执行剪裁步骤A1至步骤A4，选择其它的设计元素或设计元素特征进行剪裁，生成解决方案。

具体地，所述替换步骤包括：

步骤B1：选择的一个设计元素/设计元素特征项，识别其主要目的/目标(采用动词+名称描述，如“移动+某组件”、“提供+肉类服务”)。

步骤B2：将缺陷设计元素/设计元素特征项的具体主要目的/目标一般化处理(“移动+某组件”一般化为“移动+物质”，“提供+肉类服务”一般化为“提供+美食服务”)寻找更可行的设计元素/设计元素特征项来解决问题。

步骤B3：识别执行与一般化处理类似目的/目标的设计元素/设计元素特征项，这些设计元素/设计元素特征项的领域来自更先进的标杆性的产品与服务领域，方案更具可行性。

步骤B4：替换缺陷设计元素/设计元素特征项。

步骤B5：为所有的备选替换设计元素/设计元素特征项，执行替换步骤B1至步骤B4，生成解决方案。

具体地，所述拼接步骤包括：

步骤C1：识别缺陷设计元素/设计元素特征项的主要目的/目标。

步骤C2：寻找备选系统，备选系统能更好执行缺陷设计元素/设计元素特征项所需目的/目标。

步骤C3：识别备选系统中可以消除缺陷的设计元素/设计元素特征项特征。

步骤C4：描述将选定系统新特征移入到缺陷系统中。

步骤C5：为所有的备选设计元素，执行拼接步骤1-4，生成解决方案。

所述变异进化步骤中的在不同的生命阶段执行不同的优化目标，具体地：

初始阶段：功能提升并且成本降低；

发展阶段：快速提升功能但允许成本的提升，或提升功能而保持成本不变；

成熟阶段：功能保持不变而降低成本；

衰退阶段：降低功能并且快速降低成本。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。