GB/T 41304.2-2022 知识管理方法和工具 第2部分：设计理性知识建模

　　ICS 03 . 100 . 40 CCS A 0 1

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 41304 . 2—2022

　　知识管理方法和工具

　　第 2 部分：设计理性知识建模

　　Methodsandtoolsforknowledgemanagement—

　　part2：Designrationaleknowledgemodelling

　　2022-03-09 发布 2022-10-01 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 41304 . 2—2022

　　目 次

　　前言 Ⅰ

　　引言 Ⅱ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4 设计理性知识建模过程 2

　　4 . 1 概述 2

　　4 . 2 识别 2

　　4 . 3 表达 2

　　4 . 4 一致性测试 2

　　5 设计理性知识的基本元素 3

　　5 . 1 问题信息 3

　　5 . 2 设计意图信息 4

　　5 . 3 备选方案信息 5

　　5 . 4 论证信息 5

　　5 . 5 决策信息 6

　　5 . 6 设计方案信息 7

　　6 设计理性知识基本元素的逻辑关系 9

　　附录 A(规范性) 元数据的描述约定 10

　　附录 B(资料性) 设计理性知识示例 12

　　参考文献 15

　　GB/T 41304 . 2—2022

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1 . 1—2020《标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

　　本文件是 GB/T 41304《知识管理方法和工具》的第 2 部分。 GB/T 41304 已经发布了以下部分：

　　— 第 1 部分：工艺知识管理;

　　— 第 2 部分：设计理性知识建模。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。 本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由国家知识产权局提出。

　　本文件由全国知识管理标准化技术委员会(SAC/TC 554)归口 。

　　本文件起草单位：中国标准化研究院、北京航空航天大学、行之知识产权服务集团有限公司、广州开发区知识产权协会、湖北三环锻造有限公司、湖北省标准化与质量研究院、北京信息科技大学、北京中科标准科技集团有限公司。

　　本文件主要起草人：刘继红、岳高峰、侯永柱、焦慧敏、裴飞、王双、王淑敏、宋辉、赖洪川、赵海涛、金春华、李连升、张贾、郑继贵、周江、魏晓楠、鲁曦。

　　Ⅰ

　　GB/T 41304 . 2—2022

　　引 言

　　当代社会正在进入知识经济时代，知识是企业取得竞争优势的关键因素。 近年来，我国制造业企业面临更为严峻的国内外市场竞争环境，生产效率低，能源和资源消耗高，产品附加值低，缺乏有效的产品创新研发能力和市场开拓能力。 我国的企业，尤其是制造业企业，只有实现“从中国制造向中国创造转变，中国速度向中国质量转变、中国产品向中国品牌转变”，才能摆脱当前困境。 为此，我国提出了中国制造 2025 战略和创新驱动发展战略，引导和促进企业的改造、转型和升级。 知识含量、研发设计、产品附加值将成为三个转变的关键要素。

　　研发设计是知识和创新密集性的活动。 研发设计是知识创造的重要环节，也是知识获取、应用的重要领域。 设计是一种从设计需求出发，利用设计人员的知识和经验，在设计标准、制造工艺、成本预算等的约束下，朝着设计目标不断进行权衡、决策的迭代演进过程。 在设计过程中的关键节点，设计人员会反复斟酌思考，也会组织设计团队进行技术研讨，征求相关方的意见或建议，从而产生多种设计方案。进而通过决策选择确定恰当的一种解决方案，作为下一阶段设计进一步研究的对象问题。 设计思考与决策过程以及相关方的意见，无论赞成或反对意见，以及相关意见的理由或依据都应作为设计理性知识予以记录，具有重要的价值。

　　与设计对象知识描述设计对象是什么不同，设计理性知识解释设计思考以及设计结果为什么如此。蕴含在设计过程中和设计结果背后的设计理性知识，解释了为什么要这样设计，做了哪些设计决策，设计决策的标准和依据是什么，还有哪些备选设计方案，做了哪些权衡。 设计理性知识是研发设计过程“知其然，知其所以然”的关键知识，既是协同设计的基础，也是设计与制造、产品维护、售后支持等不同阶段进行协同的基础。 但是，由于设计理性知识伴随较完整的设计过程，难以获取，其获取还会增加设计人员的工作量，一直以来没有得到足够的重视。

　　设计理性知识通常蕴含在设计人员的头脑中，也可能非正式地记录在个人设计人员的设计笔记中，或记录在设计说明书、产品档案等设计文档中。 设计人员头脑中的隐性设计理性知识会随着设计人员的流动、离职、退休等而流失。 而现有的设计档案、设计说明书往往并没有有意识、正式地突出设计理性知识内容，特别对设计的决策过程、设计备选方案权衡、各方意见等没有相应的要求。 总之，设计理性知识实际上并没有被记录并管理起来。

　　此外，获取和表达设计理性知识是隐性设计知识的显性化过程，设计人员的积极性、主动性至关重要 。设计理性知识的获取、存储和分享，有助于协同创新，知识重用。 同时，对于流动人员高的行业或者企业来说，也是一种重要的知识保护的措施。 可以有效避免或者减少，由于设计人员的离职、退休等原因造成的其他后来的设计人员看不懂以往的设计，对以前的设计知识更不知道如何修改甚至能不能改的情况。

　　知识管理方法和工具旨在确立知识的获取、存储、共享、应用的准则，GB/T 41304 拟由两部分构成。

　　— 第 1 部分：工艺知识管理，目 的在于确立工艺知识的概念、边界和范围、工艺知识的分类及表达。

　　— 第 2 部分：设计理性知识建模，目的在于确立设计理性知识建模的通用方法。

　　Ⅱ

　　GB/T 41304 . 2—2022

　　知识管理方法和工具

　　第 2 部分：设计理性知识建模

　　1 范围

　　本文件规定了设计理性知识建模的通用方法和设计理性知识元数据。

　　本文件适用于产品研发、生产制造、运维服务等环节的设计理性知识的获取、存储、共享和使用，也适用于设计理性知识系统开发等。

　　2 规范性引用文件

　　本文件没有规范性引用文件。

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　设计理性知识 designrationaleknowledge

　　关于产品设计背后的原理、原因、论证过程的知识，描述设计背后的逻辑。

　　注 1 ：产品泛指广义的产品，涵盖软件、硬件、服务、离散型和流程性产品等;涵盖成品和半产品。

　　注 2：通常，设计理性知识包含与设计决策相关的设计理由、设计约束、决策依据或相关标准、其他设计方案、方案论证等相关信息。

　　注 3：设计理性知识，构造设计方法论背后的隐含逻辑。 [ISO 10303-55:2005,(3 . 6 . 1)]

　　3.2

　　元数据 metadata

　　关于数据的数据。

　　[来源：GB/T 19710—2005,4 . 5]

　　3.3

　　元数据元素 metadataelement

　　数据元

　　元数据的基本单元。

　　[来源：GB/T 19710—2005,定义 4 . 6,有修改]

　　3.4

　　元数据实体 metadataentity

　　一组说明数据相同特性的元数据元素。

　　注：可以包括一个或一个以上的元数据实体。

　　[来源：GB/T 19710—2005,定义 4 . 7]

　　3.5

　　问题 issue

　　产品设计中遇到的难点、关键点，是产品设计相关方共同关注的焦点。

　　1

　　GB/T 41304 . 2—2022

　　3.6

　　设计意图 designintent

　　设计人员解决设计问题时的目的和意图。

　　注：ISO 10303-108 : 2005 中 3 . 7 . 10 将设计意图定义为“模型的设计者关于如何实例化或修改模型的意图”。

　　3.7

　　论证 argumentation

　　在产品设计过程中，对产品设计方案进行协调、讨论、决策并确定最终方案的过程。

　　3.8

　　立场 position

　　论证过程中，产品设计相关方对设计方案所持的态度。

　　示例：赞成、反对、弃权、未知等。

　　3.9

　　备选方案 alternatives

　　设计选项 options

　　备选的其他设计方案。

　　3 . 10

　　依据 justification

　　对设计方案所持立场的理由、准则、规范或标准。

　　3 . 1 1

　　决策 decision-making

　　对不同的备选方案进行综合权衡，确定产品技术方案的过程。

　　注：决策是论证的一个环节。

　　4 设计理性知识建模过程

　　4 . 1 概述

　　设计理性知识来源于设计人员和设计文档，设计理性知识的逻辑关系复杂。 设计理性知识的显性化需要对设计理性知识进行识别和表达，并通过一致性测试来保证知识质量。

　　4 . 2 识别

　　设计理性知识识别宜考虑：

　　a) 由总设计师确定设计理性知识获取的关键业务环节;

　　b ) 汇聚和分析设计、生产、销售、支持等相关方的设计理性知识需求;

　　c) 制定设计理性知识判定规则，为设计理性知识的识别和获取提供判定依据。

　　4 . 3 表达

　　设计理性知识模型由设计理性知识建模的基本元素和它们之间的逻辑关系构成。 图 1 所示为设计理性知识的元数据表达，是设计理性知识的基本元素，第 5 章规定了设计理性知识的元数据实体和数据元，相关元数据描述约定按附录 A。 第 6 章规定了设计理性知识基本元素的逻辑关系。 附录 B 是设计理性知识的示例。

　　4 . 4 -致性测试

　　为确保设计理性知识获取、存储、共享和使用过程中的数据质量，应对获取的设计理性知识进行过

　　2

　　GB/T 41304 . 2—2022

　　程控制，开展一致性测试。

　　图 1 设计理性知识的元数据表达

　　UML符号如图 2 所示：

　　图 2 UML符号及说明

　　表示该元数据实体是必选的，且至少出现一次，可出现多次。

　　5 设计理性知识的基本元素

　　5 . 1 问题信息

　　5 . 1 . 1 问题

　　英文名称：Issue

　　缩 写 名：Issue

　　数据类型：复合型

　　说 明：该设计方案需要解决的问题、讨论和关注的焦点。

　　约束/条件：M

　　5 . 1 . 2 问题描述

　　英文名称：Issue description

　　缩 写 名：issueDescription

　　说 明：对问题的描述说明。 根据设计方案的复杂性，可以进行详细说明，或者简要描述。

　　3

　　GB/T 41304 . 2—2022

　　数据类型：字符型

　　表 示：C..ul

　　约束/条件：M

　　5 . 1 . 3 提出方

　　英文名称：Proposing department

　　缩 写 名：proposingDepartment

　　说 明：设计问题、设计需求的提出方;可以是客户、设计人员、检测部门、合作伙伴等。

　　数据类型：字符型

　　表 示：C. . 20

　　约束/条件：O

　　5 . 2 设计意图信息

　　5 . 2 . 1 设计意图

　　英文名称：Design intent

　　缩 写 名：DesignIntent

　　数据类型：复合型

　　说 明：设计团队在设计过程中考虑的相关内容，包括设计目的、设计思路和考虑的设计约束条件等。

　　约束/条件：M

　　5 . 2 . 2 设计目标

　　英文名称：Design goals

　　缩 写 名：designGoals

　　说 明：针对拟解决的问题，通过创造性思考、科学原则和数学计算，需要实现的功能、行为、可靠性等意图、目标。

　　数据类型：字符型

　　表 示：C. . 1000

　　约束/条件：M

　　5 . 2 . 3 设计原理

　　英文名称：design principle

　　缩 写 名：designPrinciple

　　说 明：实现设计目标所依靠的物理或化学原理、技术路线、机械装置。

　　数据类型：字符型

　　表 示：C. . 100

　　约束/条件：O

　　5 . 2 . 4 前序条件

　　英文名称：Precondition

　　缩 写 名：preCondition

　　说 明：实现设计目标应满足的前序设计方案，为该设计方案的输入节点。

　　4

　　GB/T 41304 . 2—2022

　　数据类型：字符型

　　表 示：C. . 100

　　约束/条件：M

　　5 . 2 . 5 后序影响

　　英文名称：Subsequent impact

　　缩 写 名：subsequentImpact

　　说 明：修改该设计方案所影响的后序设计方案，为该设计方案的输出节点。

　　数据类型：字符型

　　表 示：C. . 100

　　约束/条件：O

　　5 . 3 备选方案信息

　　5 . 3 . 1 备选方案

　　英文名称：Alternative solution

　　缩 写 名：AlterSolution

　　数据类型：复合型

　　说 明：备选的设计方案、设计思路、设计选项或者可供参考的其他单位或部门设计方案。

　　约束/条件：M

　　5 . 3 . 2 备选方案描述

　　英文名称：Descripition of alternative soluton

　　缩 写 名：alterDescription

　　说 明：备选设计方案的简要描述，可以包括功能、性能、结构原理及优缺点等相关内容。

　　数据类型：字符型

　　表 示：C. . 1000

　　约束/条件：M

　　5 . 3 . 3 备选方案设计者

　　英文名称：designer of alternatives

　　缩 写 名：alterDesigner

　　说 明：备选方案的提出方，可以是机构、部门或者设计人员。

　　数据类型：字符型

　　表 示：C. . 100

　　约束/条件：M

　　5 . 4 论证信息

　　5 . 4 . 1 论证

　　英文名称：Argumentation

　　缩 写 名：argumentation

　　数据类型：复合型

　　说 明：设计方案的立项、批准、征求意见、论证、设计团队讨论等过程中的相关关键信息。

　　5

　　GB/T 41304 . 2—2022

　　约束/条件：O

　　5 . 4 . 2 论证时间

　　英文名称：Argument time

　　缩 写 名：argumentTime

　　说 明：方案论证的时间。

　　数据类型：日期时间型

　　表 示：YYYY-MM-DD

　　约束/条件：O

　　5 . 4 . 3 相关方意见

　　英文名称：Comments from design stakeholders

　　缩 写 名：interestComments

　　说 明：来自相关方对备选方案的意见，包括相关方、相关方立场(赞成、反对、弃权、未知)及所持立场依据的描述，可以包括对备选方案优缺点信息的描述。

　　数据类型：字符型

　　表 示：C..ul

　　约束/条件：O

　　5 . 5 决策信息

　　5 . 5 . 1 决策

　　英文名称：Decision

　　缩 写 名：Decision

　　数据类型：复合型

　　说 明：设计方案的决策信息。

　　约束/条件：O

　　5 . 5 . 2 决策者

　　英文名称：Decision maker

　　缩 写 名：decisionMaker

　　说 明：对设计方案作出决策的人员、会议或者组织。

　　数据类型：字符型

　　表 示：C. . 100

　　约束/条件：O

　　5 . 5 . 3 决策方式

　　英文名称：Decision mode

　　缩 写 名：decisionMode

　　说 明：作出设计决策的形式，例如会议评审、审批、设计人员 自主决策等。

　　数据类型：字符型

　　表 示：C. . 100

　　约束/条件：O

　　6

　　GB/T 41304 . 2—2022

　　5 . 5 . 4 决策时间

　　英文名称：Decision time

　　缩 写 名：decisionTime

　　说 明：作出设计决策的时间。

　　数据类型：日期时间型

　　表 示：YYYY-MM-DD

　　约束/条件：O

　　5 . 5 . 5 决策依据

　　英文名称：Justifications of decision

　　缩 写 名：decisionJustification

　　说 明：综合考虑各种备选方案的相关方意见，确定最终产品设计方案的理由、准则、规范或标准。

　　数据类型：字符型

　　表 示：C. . 500

　　约束/条件：M

　　5 . 5 . 6 决策结论

　　英文名称：Conclusion of decision

　　缩 写 名：decisionConclusion

　　说 明：决定的最终设计方案。

　　数据类型：字符型

　　表 示：C. . 500

　　约束/条件：M

　　5 . 6 设计方案信息

　　5 . 6 . 1 设计方案

　　英文名称：Design solution

　　缩 写 名：DesignSolution

　　数据类型：复合型

　　说 明：设计者设计提交的解决方案的简要说明。 根据不同的行业领域，可以有不同的表现形式 。例如，概要设计方案、详细说明书、技术说明书等。

　　约束/条件：M

　　5 . 6 . 2 设计对象

　　英文名称：Design object

　　缩 写 名：designObject

　　说 明：设计的主体或对象，可以是一个产品、零部件、方法、程序、服务、工艺过程等。

　　数据类型：字符型

　　表 示：C. . 100

　　约束/条件：M

　　7

　　GB/T 41304 . 2—2022

　　5 . 6 . 3 重要性等级

　　英文名称：Levelof importance

　　缩 写 名：levelImportance

　　说 明：该设计方案的重要性程度，可以分为关键、重要、一般。 对于重要性程度较高的设计方案，宜获取设计理性知识。

　　数据类型：字符型

　　表 示：C. . 10

　　约束/条件：M

　　5 . 6 . 4 功能描述

　　英文名称：Function

　　缩 写 名：function

　　说 明：该设计方案提供的功能及其相关性能指标的描述。 例如手机通话功能;性能，例如可靠性、经济性、便于维护等。

　　数据类型：字符型

　　表 示：C. . 500

　　约束/条件：M

　　5 . 6 . 5 行为描述

　　英文名称：Behaviour

　　缩 写 名：behaviour

　　说 明：该设计方案具有的工作原理、过程、活动等相关行为操作的说明。

　　数据类型：字符型

　　表 示：C. . 500

　　约束/条件：O

　　5 . 6 . 6 结构描述

　　英文名称：Structure

　　缩 写 名：structure

　　说 明：该设计方案方案的内部组成、逻辑关系、结构等相关说明。

　　数据类型：字符型

　　表 示：C. . 500

　　约束/条件：O

　　5 . 6 . 7 设计要求

　　英文名称：Design specification

　　缩 写 名：designSpec

　　说 明：设计方案应满足的总体设计要求、设计标准和规范。

　　数据类型：字符型

　　表 示：C. . 300

　　约束/条件：O

　　8

　　GB/T 41304 . 2—2022

　　5 . 6 . 8 设计者

　　英文名称：Designer

　　缩 写 名：designer

　　说 明：该设计方案的设计单位、设计部门、设计人员。

　　数据类型：字符型

　　表 示：C. . 300

　　约束/条件：O

　　6 设计理性知识基本元素的逻辑关系

　　设计理性知识基本元素之间的逻辑关系，可包含：

　　a) 聚合关系，也称为整体与部分关系，对设计意图、设计方案、设计问题等进一步分解为若干个组成部分;

　　b ) 支持/反对关系，设计方案优/缺点信息或者支持/反对设计方案的相关考虑与设计方案之间的关系;

　　c) 决策依据关系，设计方案与设计方案决策因素之间的关系;

　　d) 因果/条件关系，设计方案 A是设计方案 B 的条件;设计方案 B受设计方案 A 的直接影响;

　　e) 实现关系，设计方案实现设计意图;

　　f) 迁移关系，适用于设计意图或设计方案。 从一种设计意图(或设计对象)转移到另一种设计意图(或设计对象);

　　g) 融合关系，指若干设计意图(或设计方案)融合到另外的设计意图(或设计方案)。

　　9