设计科学发展在过去的数十年发展过程中，由于互联网的作用，经历了信息爆炸式增长的过程。设计科学在整体开放、高度

 

设计科学发展在过去的数十年发展过程中，由于互联网的作用，经历了信息爆炸式增长的过程设计科学在整体开放、高度综合、深度交叉的发展过程中不断得到新生和发展，但是，我们对设计科学整体性、历时性的基本认知是模糊的，有碍于我们把握。

设计科学的整体发展走向，也使得我们难于对现实的设计策略体系做出科学解释和预测。简言之，对于设计科学，我们如果不知道“从哪里来”，就不知道“到哪里去”。全文共3677字，阅读预计9分钟。作者简介

徐江上海国际设计创新学院 教授（长聘轨、教学科研型）同济大学设计创意学院教授 副院长 博导设计创意学院“设计工程与计算实验室”主任主持和参与中国工程院创新设计发展战略研究重大咨询项目、重点咨询项目、国家自然科学基金、教育部重点实验室开放基金等项目。

在国内外重要期刊上发表SCI/EI论文20余篇，参与撰写《关于大力发展创新设计的建议》（中工报[2015-23]文）、《中国机械工程技术路线图》、《中国创新设计发展路线图》、《创新设计2015 案例研究》等具有重要行业影响力的著作与报告。

1知识图谱的研究方法“知识图谱”已然成为一个热词，但是至今没有一个黄金标准的定义依据以往学者对“知识地图”等概念的解释，知识图谱可基本定义为对信息及相互关系进行可视化的一种图形形成知识图谱的关键方法包括了对信息的获取，对信息的解释以及可视化的展示。

举个例子，下图就是一个简单的知识图谱，里面包含了基本的实体，以及实体间的关系。

图1 一个简单的知识图谱

信息来源本书将网络数据库中能获取的信息作为知识图谱的信息来源，包括从科学基金共享服务网、Webof Science、中文社会科学引文索引、中国知网、中国科学引文数据库等比如，在中国知网进行高级检索就能从数据库中获取目标文献，并进行计量可视化分析。

图2 中国知网的检索和计量可视化服务

信息解释方法本书使用了文献研究方法和统计分析的方法对信息进行梳理文献研究是对文献表现的特征进行研究，如文献的名称、基金自主、作者、出版信息等是构建设计科学知识图谱的主要方法具体分析时，又用到词频分析、引文分析、共被引分析等分析手段。

比如，对文献的标题、关键词、摘要、内容等进行词频的分析，可以对目标文献重复提及的关键词和内容进行总结，间接反应出目标文献关联的研究方向和聚焦点又比如，对目标文献进行引文分析，可以测定学科的影响和重要性，观察学科领域相互影响模式和关系。

共被引分析是指同时被一篇文献引用的若干文献进行关联分析，比如A文献同时引用了B、C文献，B和C存在共被引关系，通过分析B和C可以解剖两者之间的相同部分，从而揭示相关领域内部存在的共性举个例子，对中国知网“人机交互”文献检索结果进行关键词的词频分析并导出共线网络，可看到这批文献主要聚焦于哪些方向。

 图3  人机交互”文献检索结果的关键词共现分析（https://kns.cnki.net/KVisual/ArticleAnalysis/index?t=1601795481083）文献研究中的某些具体分析使用了统计学方法，比如

多元统计分析、社会网络分析、潜在狄利克雷分布模型分析多元统计分析的内涵在于降低信息关联的维度，对有关联的对象进行相关关系的分析以“降维”为中心思想的前提下，简化、规则化相关文献之间的关联部分以分析它们的联系。

社会网络分析从文献网络的个体属性和整体属性进行分析，在具体分析过程中对应文献的作者，以及作者创作、引用、被引用等行为潜在狄利克雷分布则是提取文献中的隐含语义结构和文档表征，对于文献的聚类有重要作用

可视化展示可视化的展示就是将抽象的信息数据分析结果用如图形等形式展示出来，以利于人们理解信息通过可视化的之后的图形，我们能更清晰、直观地发现信息的关联、规律等隐含的知识，甚至与信息关联的不可见信息（如图3）。

2知识图谱工具本书中，作者主要使用了CiteSpace和Vosviewer进行计量设计科学文献的计量分析近年来，这两款工具几乎成为科学知识图谱最主要的研究工具除此之外，一些大型复杂网络分析工具以及数据统计分析工具也被用于信息数据的分析和制作知识图谱。

3设计科学结构研究遴选了设计领域获得国家自然科学基金资助项目，以中国知网期刊数据库为信息来源，利用知识图谱的研究方法描述设计科学知识体系，借助CiteSpace和Vosviewer进行数据分析和可视化视图生成。

对2000年到2017年间的文献进行分析，总结出设计科学研究文献的分布特征、发文机构分布、各机构发文数量，“作者共被引分析”结果指明了设计科学各个子领域的核心作者研究通过对遴选文献进行词频分析，确定了领域内的研究热点和发展动向。

在设计科学领域中，概念设计、产品设计、人机交互、创新设计、工业设计、设计结构矩阵等关键词在科学文献中出现频率较高，设计科学图谱包含以这些主题为中心的知识群研究利用关键词的共词分析对关键词进行分层聚类，分析其代表的主题结构变化。

本研究一共得到了六大主要的设计科学知识群——设计理论与设计方法知识群、概念设计知识群、情感设计知识群、智能设计知识群、交互设计知识群、人机工程知识群通过引文分析，研究发现设计科学这六大知识群在不同的时期研究所集中的重点，前期集中在概念设计领域，中期集中在公理化设计领域，后期集中在情感设计领域。

图4 设计科学高频词（拍摄于本书）4设计科学知识图谱对六大知识群分别构建知识图谱，对这六个设计科学子领域进行微观探究每部分的知识图谱包括基本的概述，从主题分析、共词与聚类分析、研究趋势分析、研究成果统计等方法入手，了解该领域已有研究规律和分布，分类和热点，以及未来的发展趋势。

设计理论与方法知识图谱在该领域内，核心作者研究方向主要集中在设计理论方法，包括公理化设计理论、通用设计、个性化设计、发明问题解决理论、数字化设计、绿色设计等方法通过分析和可视化发现，绿色设计、公理化设计、设计结构矩阵、优化设计、遗传算法是设计理论与方法研究中的热点主题。

图5 设计理论与方法领域高频词（拍摄于本书）

概念设计知识图谱概念设计领域内核心作者研究方向主要集中在设计过程和设计方法的研究，包括概念设计方法与内涵、概念设计过程模型、产品信息建模、概念设计推理技术、计算机辅助设计等范畴。

图6 概念设计领域高频词（拍摄于本书）

智能设计知识图谱20世纪60年代以来，人工智能技术的发展为设计数据与信息的分析提供了有效的分析手段，为复杂的设计分析、综合与角色活动提供有效支撑，智能设计通过设计技术、设计工具的形式附加在设计过程中智能设计领域的代表研究主要借鉴设计知识、生成设计、进化设计、设计计算，主要方向为设计知识建模、设计知识重用、产品族基因表达与进化等。

图7 智能设计领域高频词（拍摄于本书）

情感设计知识图谱情感设计研究的目的是协助设计师辨别和发掘用户的感性需求，建立量化用户在物理层、心理层、体验层的情感信息处理与认知模型在该领域内，研究主要集中于感性工学、感性设计定位，又包含感性测量、意象形态要素辨识、感性意象等方向。

图8 情感设计领域高频词（拍摄于本书）

交互设计知识图谱“交互设计”的诞生源自于计算机引发的“人机交互”研究，在该领域，学者们的研究涵盖多通道交互、手持移动设备交互、普适计算、虚拟三维交互等内容研究热点主要集中在人机交互、笔式用户界面、交互产品设计、手势识别、虚拟现实、增强现实等。

图9 交互设计领域高频词（拍摄于本书）

人机工程知识图谱作为一门交叉学科，人机工程是为了解决系统中人的效能问题、健康问题提供理论和方法，研究人与机器之间的合理关系，保证人在使用产品时的安全、健康、舒适该领域内的主要研究包括人类功效学、人因工程学、人体测量学等内容。

从热点分析结果来看，人机工程学、人因工程、工业设计、生物力学、工效学、仿真分析、舒适性、人体测量是研究较为集中的子领域

图10 人机工程领域高频词（拍摄于本书）5思考《设计科学知识图谱》以“设计研究”为对象，利用结构化、可视化的展示方法解释了设计研究本身内在的特点和规律，利用历时、系统性的梳理对设计科学研究进行了谱系式的综述。

对于揭示设计科学的内在逻辑结构，展现学科研究前沿热点、丰富设计科学研究体系有着直观的作用在本书知识图谱研究方法的基础上，未来设计科学研究或许能有更多一窥究竟的契机：

1知识图谱的内容是与时俱进的，需要不断地更新迭代，扩展现有的知识和增加新的知识。因此，研究设计科学最新动态和预测发展方向，需要基于实时信息进行分析并构建图谱。

2在设计科学的实践环节，由于缺乏稳定、公开、权威的信息来源，我们对这部分的知识结构缺乏一定了解设计研究有理论与方法的知识图谱等六大知识群，但或许这只是“设计”这一现实现象的冰山一角在实践领域（如产业界），设计的内在结构和关联方式是怎样的，和设计研究存在怎样的异同，或许是我们未来要一窥究竟的。

31965年，赫伯特·西蒙初次提出设计科学的概念，西方在设计研究和实践的时间上领先于国内《设计科学知识图谱》客观形象地展示了我国国内设计科学研究的宏观和微观特征在本书提供的方法基础上，我们也有机会清晰直观地了解国外设计研究的热点和发展方向，比较异同，看看是否“山川异域，设计同天”。

4最后，知识图谱作为一种研究方法、工具，所能提供的是一种信息的展示方式，但是信息并非等同于知识知识图谱受制于信息来源、信息解释方法（技术）等条件限制，最终结果或许有别于事实，或仅是冰山一角在完善这种研究方法的同时，研究者的智慧显得犹然重要，体现在洞察图谱隐藏的知识和继续探索中。

同样是山，有人看山是山，有人看山不是山，有人看山非山又还是山，你细品本篇推文仅代表个人意见，恐有亵渎之处，望原书作者徐江老师和各位读者见谅更多详细内容，请购买正版书籍进行阅读：徐江.设计科学知识图谱[M].

北京：中国科学技术出版社，2019.

文案编辑 | 张瑞佛图文排版 | 苏伟鸿责任编辑 | 张   蓓主       编 | 戴宁一

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