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开放式设计是一种基于互联网的大众参与式的产品创新设计模式。在开放式设计环境下,大量具有不同知识背景的参与者借助开放式的网络社区共同参与到产品的创新设计过程。因此,相比于传统的封闭式的产品设计模式,开放式设计极大地拓宽了产品创新的渠道。同时,开放式设计在实现技术创新、加速创意转化、节约创新成本、提高用户满意度等方面也表现出了突出优势。然而,开放式设计基础理论研究的不足严重制约了开放式设计思想在复杂产品系统研发中的应用。为此,本文从社区资源的组织协调和优化配置角度出发,对开放式设计环境下参与者大规模群体协作的组织模式以及开放式设计过程中的决策优化问题展开了研究。主要研究内容总结如下:1、对开放式设计环境下参与者大规模群体协作的组织模式和实施方法进行了研究。首先,讨论了开放式设计环境下设计平台对于外部创新资源的利用模式,指出参与者大规模群体协作是开放式设计的核心,并进一步提出了开放式设计的具体实施框架。然后,通过在FBS模型基础上引入需求和资源信息,提出了一种拓展的RFBSR模型,实现了开放式设计项目需求-功能-行为-结构-资源之间的映射。最后,基于复杂网络的概念,提出了一种支持开放式设计大规模群体协作的知识协作网络模型,将RFBSR模型构成元素及其映射关系抽象为网络中的节点和连边,并从知识和效率角度给出了知识协作网络模型的评价指标,进而通过对知识协作网络拓扑结构的优化实现开放设计过程中社区资源的组织和协调。2、对开放式设计环境下参与者大规模群体协作活动的鲁棒性问题进行了研究。首先,从网络的鲁棒性角度出发,讨论了资源节点失效对知识协作网络鲁棒性的影响,并提出利用知识协作网络的鲁棒性评价指标对开放式设计环境下参与者大规模群体协作活动的鲁棒性进行评价。然后,从知识和效率角度进一步定义了知识协作网络的鲁棒性评价指标,包括知识容量损失、知识富集度损失、经验损失和协作效率损失。最后,为了保证开放式设计环境下参与者大规模群体协作活动能够持续稳定开展,在基于知识协作网络的社区资源组织协调过程中引入了网络的鲁棒性指标,并进一步讨论了不同网络节点失效策略对于知识协作网络鲁棒性的影响,提出了对应的网络鲁棒性优化策略。3、对开放式设计环境下设计方案的快速筛选和评价问题进行了研究。首先,指出开放式设计过程中产品设计方案的筛选和评价问题是一个典型的不确定性多指标决策问题,且具有方案数量多、方案指标不确定、决策信息不完备、决策实时性要求高等特点。考虑到上述特点,提出采用随机多指标方案可接受度分析方法（SMAA）解决上述决策问题,并给出了基于SMAA的多指标决策问题求解原理。然后,从提高决策指标的可靠性、提高决策效率、降低计算复杂度等多个角度对SMAA模型进行了改进,提出了一种改进的迭代型随机多目标可接受度分析方法—ISMAA,实现了决策者决策信息缺失以及决策评价指标不确定条件下设计方案的快速筛选和评价。此外,还提出了序敏感度概念,分析了方案指标的不确定水平对于方案最终排序结果的影响,并据此对基于I-SMAA的决策实施流程进行了改进,进一步提高了决策结果的可靠性。最后,结合实际案例验证了所提方法的可行性和有效性。4、对开放式设计信息不完备条件下决策者偏好信息的提取以及设计方案的最终决策问题进行了研究。首先,考虑到在开放式设计环境下,很难完整、准确地获取决策者的偏好信息,提出将方案决策指标之间的成对比较关系视为一种粗糙集决策规则,通过随机多指标可接受度分析（SMAA）模型与考虑优势关系的变精度粗糙集（DB-VPRS）模型的结合实现上述决策规则的重要度评估。然后,基于决策规则的重要度实现了对偏好信息的优化提取以及对冗余偏好信息的剔除。最后,结合实际案例对所提方法的可行性和有效性进行了验证。5、开发了面向开放式设计的群体协作平台原型系统。首先,讨论了面向开放式设计的群体协作平台的整体系统架构和功能组成;然后,借助QT Webengine完成了面向开放式设计的群体协作平台原型系统的开发;最后,结合工程实例对上述知识协作平台原型系统的功能进行了演示和说明。