现代制造环境下基于认知过程分析的设计型知识工作效率研究

摘要

现代制造环境下，知识工作成为企业产品价值创造的主要来源。市场的复杂多变，客户需求的日益多元化和个性化，使得制造产品价值创造的主要来源和竞争的重点已经从产品价值链中间的加工阶段向产品研发阶段和服务阶段两端转移，加上产品研发在整个产品寿命周期中所起的先导和决定性作用，使得设计型知识工作在制造业中的作用比以往任何时候都更加突出。设计型知识工作效率本质上是设计认知效率，而目前关于设计认知过程及其效率的研究仍然处于探索阶段。
　　 为研究现代制造环境下基于认知的设计型知识工作效率影响因素及其效率优化问题，论文首先从理论上分析了设计型知识工作的认知过程、效率的内涵和性质，并通过实证研究，提炼出设计型知识工作效率的适用维度，分析了维度之间的特性，由此构建设计型知识工作效率度量模型。然后，提出工作模式、心智影像中设计知识单元之间的功能联接，以及认知失误对设计型知识工作效率指标的影响关系的理论假设。然后通过实验和原案数据分析对理论假设进行验证。最后，提出改善设计型知识工作效率的对策和建议，并建立一种效率优化模型。论文取得以下创新性成果：
　　 ①通过实证研究，提炼出度量设计型知识工作效率的适用维度，并提出知识工作效率维度的“非均衡性”，在此基础上建立了设计型知识工作效率度量模型。
　　 ②将原案分析法引入到设计型知识工作效率研究领域，得出工作模式、心智影像中设计知识单元之间的功能联接，以及认知失误对设计型知识工作效率指标(设计时间、设计质量、设计结果的创新性)的影响关系。
　　 1)以交替模式工作的设计型知识工作者，其在设计时间和设计质量这两个指标上的效率表现总体上优于以顺序模式工作的设计型知识工作者。但工作模式的不同对设计型知识工作者在创新性指标上的效率表现没有显著性影响。
　　 2)设计型知识工作者，其心智影像中设计知识节点之间的功能联接越多，则其在设计时间、设计质量、设计结果的创新性这3指标上的效率表现总体上优于功能联接数较少的设计型知识工作者。
　　 3)在设计认知过程中，出现认知失误较少的设计型知识工作者，其在设计时间指标上的效率表现总体上优于认知失误较多的设计型知识工作者。但认知失误的多少对设计型知识工作者在设计质量指标上的效率表现没有显著性影响。这同时也说明，有效利用CAD辅助工具，发挥CAD系统自身的辅助设计功能，可以较好地避免或消除设计过程中可能出现的错误、遗漏和缺失等，获得较稳定的设计质量。
　　 ③提出改善设计型知识工作效率的几点对策与建议，并构建一种设计型知识工作效率优化模型。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪论

1.1论文的选题背景和研究意义

1.1.1选题背景和问题提出

1.1.2研究意义

1.2国内外相关领域研究进展与分析

1.2.1 国内外相关领域研究综述

1.2.2国内外研究现状分析及存在的主要问题

1.3论文的课题来源和研究目的

1.3.1课题来源

1.3.2研究目的

1.4论文的创新点和研究内容

1.4.1 创新点

1.4.2研究内容

1.5研究方法

1.6本章小结

2现代制造环境下设计型知识工作过程及其效率

2.1现代制造环境

2.1.1现代制造环境的描述

2.1.2现代制造环境的特点

2.2现代制造环境下设计型知识工作过程

2.2.1设计型知识工作的含义

2.2.2设计型知识工作过程的特征

2.3现代制造环境下设计型知识工作的认知过程分析

2.3.1 设计型知识工作认知过程的内涵

2.3.2设计型知识工作的认知运作过程

2.4现代制造环境下设计型知识工作效率

2.4.1现代制造环境下设计型知识工作效率的内涵

2.4.2现代制造环境下设计型知识工作效率的性质

2.4.3现代制造环境下设计型知识工作效率的外延

2.5本章小结

3现代制造环境下设计型知识工作效率的度量

3.1设计型知识工作效率维度的调查研究方法

3.1.1测量工具

3.1.2样本采集

3.1.3数据处理方法

3.2效率维度调查研究结果与分析

3.2.1信度分析

3.2.2效度检验

3.2.3效率维度的提炼

3.2.4效率维度“非均衡性”的提出

3.3现代制造环境下设计型知识工作效率的度量模型

3.3.1设计型知识工作效率度量的初始模型

3.3.2初始模型有效性的实验验证

3.3.3初始模型的修正和设计型知识工作效率度量模型的建立

3.4本章小结

4基于认知的设计型知识工作效率影响因素理论假设和概念模型

4.1设计型知识工作效率影响因素理论假设

4.2设计型知识工作效率影响因素概念模型

4.3本章小结

5 面向非结构化任务的设计型知识工作认知过程实验

5.1设计认知过程研究方法概述与比较

5.1.1 设计认知过程研究方法概述

5.1.2设计认知过程研究方法的分析和比较

5.2研究方法

5.2.1实验任务

5.2.2实验对象

5.2.3实验设备及材料

5.2.4实验程序和要求

5.2.5实验变量及衡量方法

5.3实验结果

5.3.1原案数据的可靠性

5.3.2检验假设1

5.3.3检验假设2

5.4分析与讨论

5.4.1 对假设1检验结果的分析和讨论

5.4.2对假设2检验结果的分析和讨论

5.5结论

5.6本章小结

6.1研究方法

6.1.1 实验任务

6.1.2 实验对象

6.1.3试验设备与材料

6.1.4实验程序和要求

6.1.5实验变量和衡量方法

6.2实验结果与分析

6.2.1 检验假设3

6.2.2对假设3检验结果的分析与讨论

6.3结论

6.4本章小结

7设计型知识工作效率影响因素概念模型修正和效率优化

7.1设计型知识工作效率影响因素概念模型的修正

7.2改善设计型知识工作效率的对策与建议

7.3现代制造环境下设计型知识工作效率的优化模型

7.4本章小结

8结论和展望

8.1主要结论

8.2研究展望

致 谢

参考文献

附 录