基于效应的概念设计过程模型研究
曹国忠檀润华张瑞红江屏
摘要：阐述了功能模型、功能基和效应的概念，论述了功能、效应与实例的三者之间的关系，提出了FEE（Function-Effect-Example）概念设计过程模型，用于在概念设计阶段产生满足需求功能的原理解，并结合工程实例说明应用。
关键词：功能；效应；概念设计；过程模型
中图分类号：TH122 文献标识码：A
产品设计要解决问题。为了降低解决问题的难度，可将设计分解为明确任务、概念设计、技术设计、详细设计四个容易实现的阶段[1]。概念设计的主要任务是产生满足需求功能的设计方案。概念设计阶段会涉及到不同领域的设计知识和技术以及复杂的设计活动，可能出现至少有一个功能元的原理解不能得到，或需要太长时间的问题。如何对设计概念进行完整的描述和有效的推理，如何协同组织重复的设计过程是概念设计中的关键问题。目前对上述问题还没有一种公认的广泛适用的设计过程模型[2]。
效应（Effect）是发明问题解决理论（TRIZ）[3] 中基于知识的工具。效应是通过专利分析，找出专利中产品所实现的技术功能和用于实现技术功能的科学原理之间的相关性的基础上形成的，它将物理、化学、几何等科学原理与其工程应用有机的结合在一起[4]。大量的专利研究表明：问题的创新解决方案通常是使用问题所在技术领域中很少用到或根本没有用过的效应实现的；对于一个给定的问题，运用物理、化学和几何效应可以使解决方案更理想和简单的实现[5]。但是效应在TRIZ理论的研究中最不成熟，如文献[6-8]中仅介绍了效应的概念、分类及应用，文献中未见效应用于确定概念设计中原理解方法的介绍。
本文在对功能、效应及概念设计过程研究的基础上，提出了FEE（Function-Effect-Example）概念设计过程模型，用于概念设计中产生满足需求功能的原理解。
1 功能模型
概念设计指在确定任务之后，通过抽象化， ?基金项目：国家自然科学基金资助项目（50375045） 拟定功能结构，确定出基本求解途径，得出求解方案的设计过程[1]。功能模型的建立是通过对用户需求的分析确定总功能，将其分解为分功能、功能元的过程。每个功能元与已有部件或子系统对应，或较容易实现。功能模型既描述子功能之间的层次关系以揭示每一层的设计目的，又描述同一层子功能之间的相互作用关系以揭示子功能间的物理和逻辑组合的可能性或可用性。因此，功能模型的建立提供了一种分别处理功能元的具体方法，使抽象的、复杂的设计问题能够实现。
在功能分解过程中,功能元是一模糊概念,分解过程是否结束主要取决于设计者的经验。抽象出一组功能作为功能元集对功能分析具有普遍的指导意义。文献[9]提出了机械设计中的105种功能，文献[10]提出了机械设计的4组功能，TRIZ中抽象出了30种功能，文献[11]提出了功能基(Functional base)的概念。功能基是在价值工程的基础上,并参考以往关于功能的研究成果提出来的一种用于建立功能模型的通用设计语言。文献[11]对功能的有关概念进行了重新定义:
(1)产品功能：以动词-名词形式描述产品
总任务的输入/输出关系；
(2)分功能：以动词-名词形式描述产品分
任务的输入/输出关系；
(3)功能：元件或产品的一个操作。功能用
动词表示，分为类功能和基本功能，见
表1；
(4)流：随时间变化的能量、物料、信号。
流用名词表示，分为类流、基流、子流
和补足物，见表2。流按下面的三个公
式从抽象到具体的表达：类流、基流或子流 + 类流、基流或子流 + 补足物； (5) 功能基：由功能集与流集所组成的设计
语言，该语言用于形成分功能。
由上述定义，功能（总功能和分功能）用动词-名词表示，功能填在动词的位置，流填在名词的位置。功能与流是进行功能分析、建立功能模型的基本元素，这些元素的总体是功能基。经过不同的组合，功能基中的元素可组成1000多个功能元。功能基建立了规范的功能元组，是一种通用设计语言，便于控制功能的分解及设计师之间的交流。
表1 功能的分类
类功能
基本功能 类功能 基本功能分离
转换
转换 精制 储存 分支
分发 供给 输入
供应 吸取 输出 感知 传递 预示 导向
引导
显示 结合 接发 测量 连接
混合 终止 启动
稳定 调节 保护 控制
改变
支撑 定位
表2 流的分类（简表）
类流
基流 类流
基流 人
化学 气体 电 液体 电磁 物料
固体
液压
状态 磁 信号
控制 机械 人
气压 声 辐射 能量
生物
能量 热
2 效应
效应是输入、输出之间的关系[6]，可用将有
关的量联系起来的定律来描述，即按照定律规定的原理将输入量转化为输出量，实现相应的功能。效应的应用指用本领域特别是其它领域的有
关定律解决设计中的问题［
12］
。效应按照所包含的信息可分为物理效应、化学效应、几何效应、生物效应等。
效应是通过专利分析，找出专利中产品所实现的技术功能和用于实现技术功能的原理之间的相关性的基础上形成的，它将物理、数学、化学和几何等科学定律与其工程应用有机的结合在一起，消除了科学与工程应用之间的隔阂。到目前为止，人类已总结出大量的物理、化学和几何效应，每一个效应都可能是一大批问题的解决方案。
3 效应与功能
效应可以实现功能（功能模型中的功能元），功能依靠物理、化学或几何效应而存在。功能可通过下列方式实现：单一效应模式、关联效应模式和制效应模式。 3.1 单一效应模式
图1 单一效应模式
单一效应模式指功能由一个效应实现，是功能的基本实现形式，见图1。同一效应可以实现不同的功能；同一功能可以用不同的效应来实现。
3.2 关联效应模式
关联效应模式将几个效应按输入、输出结合起来以实现一个功能，例如双金属片作用依靠热膨胀效应和胡克效应实现。关联效应模式可由下面四种方式实现，见图2。
(1) 串联效应链：由一系列依次发生的效应
组成；
(2) 并联效应链：由一系列同时发生的效应
组成；
(3) 混联效应链：由一系列依次发生和同时
发生的效应组成； (4) 环形效应链：由一系列具有反馈过程的
效应组成。 在关联效应模式中，前一个效应的输出量应与后一个效应的输入量相同，以保证效应间的相容性。另外，组成效应链的效应数量，原则上可以任意选择。为获得简单的系统，组成效应链的
效应数量应可能的少。
图2 关联效应模式
3.3 控制效应模式
图3 控制效应模式
控制效应模式，通过其他效应的输出量控制一个效应的技术参数，以改变该效应的实现形式，见图3。一个效应中可能由多个参数需要控制，控制参数不同，效应的实现形式不同，每个参数可能有多种控制方法。
4 效应与实例
在人工智能领域，“基于实例推理”（Case-based-reasoning，CBR）[13]和“基于类
比的设计”（analogy-based design，ABD）[14]
可用于支持设计问题的求解。CBR认为：世界上的情况、情节、事件会重复出现；世界的变化是有规律的，相同或类似的行为或处理会有相同或类似的结果；所以，以往成功的设计实例能帮助设计者完成今天的设计；CBR强调采用本领域的设
计实例[13]。ABD认为以往设计中成功的行为可以“传递”给新设计，相同或类似的行为可以有不同的结构[14]；ABD强调采用不同领域的设计实例。概念设计中问题解决的过程要用到以往成功的设计实例。
效应通过确定几何的和物料的特征标志使功能得以实现。只有效应以及几何和物料特征标志所组成的总体，才能表明解的原理，它以最初步的具体化程度表明了对功能的实现方式。通过专利分析可以得到与效应相关的工程设计实例，在实例中包含着实现技术功能结构特征标志，如构成设计的元件、元件的属性及元件之间的相互关系。一个效应可以有多个实现实例，一个实例可以用于多种效应的实现。
5 概念设计过程模型
FEE（Function-Effect-Example ）概念设计过程模型，见图4，提供了利用以往成功的设计知识以及对当前设计问题分析和综合的能力,该模型不仅可用于新产品设计，也可用于产品的改进设计。通常有两种方法可用于概念设计：自顶向下的方法和自底向上的方法。在自顶向下的方法
中，设计从需求功能分析开始，然后进行功能分解，建立功能模型，寻求适当的效应及其组合，进行实现功能模型的实例的构思和系统化设计，得出满足需求功能的原理解（功能→效应→实例）。在自底向上的方法中，设计从已知元件或结构开始以满足需求功能（实例→效应→功能）。由于概念设计的复杂性，在概念设计中常将自顶向下的方法和自底向上的方法综合应用[15]。
图4 FEE 概念设计过程模型
(1) 抽象：概念设计起始于设计问题的抽象。抽
象指忽略特殊的和次要的因素而强调普遍的和本质的因素，抽象的目的是确定总功能。
(2) 分解：功能分解是将复杂的总功能分解为复
杂程度较低的子功能。将子功能有意义地、相容地联结成为总功能，就得到功能模型。各子功能的解可单独确定。
(3) 映射和验证：从功能到效应的映射是对设计
任务的明确描述的过程。要确定每一个子功能的原理解必须选定恰当的效应。一个功能可能存在多种实现实例，从效应到功能的验证是将实例所对应的效应与功能相比较，评价它是否能满足需求功能并确定最优方案。 (4) 合成：按照效应模式将选定的效应结合成为
效应链，可以使子功能以多种创新方式实现。形成效应链的主要问题是确保效应之间的相容性，以形成平稳的物质流、能量流和信息流。
(5) 映射和建模：从效应到实例的映射是效应的
物理实现过程。所选择实例的结构既要实现相关效应又要实现需求功能，并且实例能够按照相关的效应模式结合起来。建模是通过对实例的简化和抽象获得对实例的定性理解及实例所对应的效应。
(6) 合成：实例结合的依据是以建立的功能模
型，该过程反映了功能实现的逻辑和物理可能性及可用性。
(7) 归纳和映射：一个实例可能实现几个功能，
实例到功能的归纳可以从已知的实例发现新的功能，也可用新的实例对已知实例进行改进或替代。功能到实例的映射是查找实现功能的以往成功设计实例的过程。
(8) 归纳：实例是子功能的原理解，并可最终结
合成为功能结构实现总功能。子功能结合的基础是已建立的功能结构，从中可获得系统组成信息并反映其逻辑和物理可能性或子功能的有用联结。
分解
合成
(9) 检验和实现：原理解是功能的实现，应与需
求功能相比较，评价它是否能满足需求功能。原理解既反映实现需求功能的效应又反映其几何和物料特征标志。评价的结果是新设计和技术系统优化的基础。
(10) 收录：经过一系列设计迭代之后，可得到需
要的原理解，并可在后续设计中转换为相应的设计文档。这些文档是后续设计阶段的起点。
设计过程充满了冲突，所获取的知识应有助于冲突的迅速解决，这就要求知识获取工具紧密集成到设计过程中，因此要统一研究知识获取工具与设计系统。TRIZ 分析研究了世界各国250万件专利，确定了功能与效应及实例的内在联系，以及不同效应或实例的可替代关系，使设计者可根据功能要求找到适当的效应及实例。按照功能基所建立的规范的功能元组对效应和实例进行分类，使功能与效应和实例相对应，建立基于FEE 模型的分层结构效应知识库，通过单一效应模式、关联效应模式和控制效应模式确定实现需求功能的原理解，使存在的问题得以解决。在效应知识库中，功能、效应和实例均可作为索引。设计者得到产品的需求功能后，首先检索出相关效应和最佳设计实例，这样可以最迅速接近目标，尝试以最小变动解决冲突，如冲突没有解决则拟作更大变动或扩大研究对象范围，最后得出最优结果。基于该模型的CAI 软件InventionTool 2.0[16]中的效应模块已在国内开发成功，并已用于解决工程问题。
6 工程实例
建模归纳
实现
效 应映射
抽象
功 能
实 例文档
映射原理解
收录
检验
验证
归纳 映射
任务
合成
图5 快速切断阀结构示意图
快速切断阀是高炉煤气余压回收透平发电装置(TRT)中的关键配套设备，见图5。当TRT 系统发生故障时完成阀口的紧急关闭动作，确保透平机组的安全。
6.1 功能分析
利用反向鱼骨图[17]建立快速切断阀系统功能模型，见图6。图6从系统功能的角度描述TRT 系统中快速切断阀存在的问题，如有害作用：电机和液控箱消耗大量电能，灰尘污染液压油；有用不足作用：滤油器和管路阻碍液压油流动，动力弹簧驱动活塞的动力不足，完善这些功能的实现是后续改进设计的出发点。 6.2 确定效应链
“移动固体”功能相关的效应[16]，见表3。为使驱动系统结构简单，操作方便，降低成本，可选用磁场力效应，并通过螺线管磁场效应、欧姆效应和螺线管长度决定磁场强度效应对磁场力效应的输入量和控制参数进行控制，使铁芯在磁场力的作用下运动。驱动系统效应链，见图7。 6.3 确定原理解
当电流通过线圈时，线圈内部会产生磁场。控制线圈中电流的大小可以产生不同的磁场，并与动力弹簧配合使线圈内部的铁芯以不同的速度向不同的方向运动，驱动阀板实现慢开、慢关、快开、游动动作，见图8。
图6 快速切断阀系统功能模型
阀杆
底座
蝶板阀体
液动装置
有用标准作用 元件 超系统元件 制品
有用不足作用 有用过剩作用 有害作用
表3 效应知识库中的相关效应举例
弹簧形变 热膨胀 惯性 气能积累 化学能 电流变效应马格努斯效应磁流变效应电致伸缩 磁致伸缩 牛顿第二定律磁场 电场 反压电效应帕斯卡定律 溶解 安培定则
受迫振动
阿基米德原理
磁场力效应
图7 驱动系统效应链
图8 快速切断阀驱动系统原理解
7 结论
概念设计的主要任务是产生满足需求功能的设计方案。论述了功能、效应、实例三者的关系，提出了FEE 概念设计过程模型用于概念设计阶段元理解的确定。该模型提供了利用以往成功的设计知识以及对当前设计问题分析和综合的能力,既适用于新一代产品的概念创新，也适用于产品的改进设计。快速切断阀驱动系统改进设计的过程表明所提出的概念设计过程模型是可行的。
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下的现有产品功能模型建立．工程设计学报，
2003.10（4）：197～201.
Study on conceptual design process model based on effects Cao Guozhong (Hebei University of Technology, Tianjin, China) Tan Runhua Zhang Ruihong Jiang Ping
Abstract: The concept of functional model, functional base and effects are set forth, the relation of effect to function and the relation of effect to example are discussed, and the FEE（Function-Effect-Example）conceptual design process model is put forward. The improved design for the quick stop valve proves that the FEE model is feasible.
Key words: function effect conceptual design process model
作者简介：
曹国忠，男，1974年生。河北工业大学机械工程学院博士研究生（School of Mechanical Engineering, Hebei University of Technology，天津300130）。研究方向为产品创新设计理论及应用。发表论文11篇。
檀润华，男，1958年生。河北工业大学副校长、教授、博导。研究方向为设计工程、软件工程、车辆乘坐动力学。获国家科技攻关重大成果奖、机械工业部重大成果奖、天津市自然科学三等奖各1项，专利4项；发表论文100多篇，著作2部。
张瑞红，女，1974年生。河北工业大学机械工程学院博士研究生。研究方向为产品创新及设计理论应用。发表论文20多篇。
江屏，男，1977年生。河北工业大学机械工程学院博士研究生，主要研究方向为公理设计和产品平台技术。发表论文8篇。
【关键字】设计、方法、条件、动力、增长、计划、问题、系统、网络、理想、要素、工程、项目、重点、检验、分析、规划、管理、优化、中心 数学建模常用模型方法总结 无约束优化 线性规划连续优化 非线性规划 整数规划离散优化 组合优化 数学规划模型多目标规划 目标规划 动态规划从其他角度分类 网络规划 多层规划等… 运筹学模型 （优化模型） 图论模型存 储论模型排 队论模型博 弈论模型 可靠性理论模型等… 运筹学应用重点:①市场销售②生产计划③库存管理④运输问题⑤财政和会计⑥人事管理⑦设备维修、更新和可靠度、项目选择和评价⑧工程的最佳化设计⑨计算器和讯息系统⑩城市管理 优化模型四要素：①目标函数②决策变量③约束条件 ④求解方法(MATLAB--通用软件LINGO--专业软件) 聚类分析、 主成分分析 因子分析 多元分析模型判别分析 典型相关性分析 对应分析 多维标度法 概率论与数理统计模型 假设检验模型 相关分析 回归分析 方差分析 贝叶斯统计模型 时间序列分析模型 决策树 逻辑回归
传染病模型马尔萨斯人口预测模型微分方程模型人口预 测控制模型 经济增长模型Logistic 人口预测模型 战争模型等等。。 灰色预测模型 回归分析预测模型 预测分析模型差分方程模型 马尔可夫预测模型 时间序列模型 插值拟合模型 神经网络模型 系统动力学模型(SD) 模糊综合评判法模型 数据包络分析 综合评价与决策方法灰色关联度 主成分分析 秩和比综合评价法 理想解读法等 旅行商(TSP)问题模型 背包问题模型车辆路 径问题模型 物流中心选址问题模型 经典NP问题模型路径规划问题模型 着色图问题模型多目 标优化问题模型 车间生产调度问题模型 最优树问题模型二次分 配问题模型 模拟退火算法(SA) 遗传算法(GA) 智能算法 蚁群算法(ACA) (启发式) 常用算法模型神经网络算法 蒙特卡罗算法元 胞自动机算法穷 举搜索算法小波 分析算法 确定性数学模型 三类数学模型随机性数学模型 模糊性数学模型
向产品创新的概念设计技术研究
内容提要：分别阐述了产品概念设计领域的研究现状；指出前者的根本缺陷在于缺乏设计方法学的支持，未能从产品创新着眼、体现整个设计过程，后者往往局限于设计的 理论层次，仅从设计艺术的角度进行研究，缺乏可实现性和操作性。本文针对上述不足，总结了概念设计过程中五个方面的产品创新，提出了遵循设计思维、面向产品创新 的概念设计的基本思路、支撑技术和实现方法，并进一步研制了实验系统加以验证。（作者：包恩伟 孙守迁 潘云鹤）
0．引言 产品概念设计是设计过程的初始阶段，其目标是获得产品的基本形式或形状。广义上的概念设计（如图 1 所示）是指从产品的需求分析之后，到详细设计之前这一阶段的设计过程。 它主要包括功能设计、原理设计、布局设计、形状设计和初步的结构设计等五部分。这几个部分虽存在一定的阶段性和相互独立性，但在实际的设计过程中，由于设计类型的不同，往 往具有侧重性，而且互相依赖，相互影响。 概念设计是产品整个设计过程中一个非常重要的阶段。这一阶段的工作高度地体现了设计的艺术性、创造性、综合性以及设计师的经验性。实践表明，一旦概念设计被确定，产品 设计的 60％－70％也就被确定了；然而，概念设计阶段所花费的成本和时间在总的开发成本和设计周期中占的比例通常都在 20％以下。 当前，由于工业产品由传统的机械产品向机电一体化产品、电子产品方向发展，市场竞争日趋激烈，消费观念不断变化，从而导致一个产品的功能已不再是消费者决定购买的最主 要因素。产品的创新性、外观造型、宜人性等因素愈来愈受到重视，在竞争中占据着突出地位。这种趋势促使企业在着手进行新产品开发时把面向产品的创新性、外观造型、人机工程 学的设计提到一个新的高度，从而也迫切要求对产品概念设计的研究能有进一步的突破，以提高产品的设计水平和市场竞争力。
图 1 概念设计的定义 1．概念设计的研究现状 概念设计在产品的整个设计开发过程有着无可替代的作用。因而，对这一过程的研究一直以来都是 CAD／CAM、CIMS 等领域的热点。特别是近年来，随着计算机图形学、虚拟现实、 敏捷设计、多媒体等技术的发展和 CAD／CAM 应用的深入，产品概念设计的研究也有了新的进展。 从工程设计的研究角度，概念设计包括了产品的功能设计、原理设计、方案设计及初步的结构设计等内容。不少学者从工程设计学出发，提出了层次概念设计模型、工程设计概念 模型、基于功率键图的概念设计等概念设计建模方法。 从工业设计的研究角度，概念设计主要是指考虑功能、结构、人机工程以及制造等因素在内的产品外观形态的设计。不少学者从产品设计方法学出发，提出了造型文法、色彩文法、 形状文法等产品概念设计原理、原则与方法。 另外，从技术的应用角度，有学者从智能辅助的角度提出了基于多层推理机制的概念设计、概念设计专家系统等概念设计方法和机制；也有学者从虚拟现实的应用角度提出了基于 虚拟界面的概念形状设计、基于多通道用户界面的概念设计等等。 从上述现状可看到：对概念设计的认识和研究目前还处于一个分离的局面。从工程设计角度进行的研究往往以产品的功能原理为出发点，将概念设计看成是功能原理方案的草图实 现过程，而计算机辅助概念设计（Computer Aided Conceptual Design，以下简称 CACD）则是提供一个产品的草图绘制和三维重建工具。因而很少从概念设计本身和设计思维的角度进 行研究；从工业设计角度进行研究的学者则往往从产品的外观造型出发，他们擅长设计理论，但不了解计算机的辅助能力。因而其理论很难通过程序形式加以实现。 另外，当前一些大型 CAD／CAM／CAE 商品化软件系统如 EDS Unigraphics、Pro/Engineer 等也提供了概念设计／工业设计模块，其设计结果能直接传递给系统中其他模块进行后续 设计。但根本的问题在于： ① 这些模块提供的基本上是一个在设计方案基本定型之后的概念化／草图化绘图工具而非设计工具。它缺乏设计方法学的支持； ② 整个模块基本上没有体现概念设计的设计过程，设计流程没能从概念设计师的角度出发，与设计思维不能很好融合；
动画精度模型制作与探究 Animation precision model manufacture and inquisition 前言 写作目的：三维动画的制作，首要是制作模型，模型的制作会直接影响到整个动画的最终效果。可以看出精度模型与动画的现状是随着电脑技术的不断发展而不断提高。动画模型走精度化只是时间问题，故精度模型需要研究和探索。 现实意义：动画需要精度模型，它会让动画画面更唯美和华丽。游戏需要精度模型，它会让角色更富个性和激情。广告需要精度模型，它会让物体更真实和吸引。场景需要精度模型，它会让空间更加开阔和雄伟。 研究问题的认识：做好精度模型并不是草草的用基础的初等模型进行加工和细化，对肌肉骨骼，纹理肌理，头发毛发，道具机械等的制作更是需要研究。在制作中对于层、蒙版和空间等概念的理解和深化，及模型拓扑知识与解剖学的链接。模型做的精，做的细，做的和理，还要做的艺术化。所以精度模型的制作与研究是很必要的。 论文的中心论点：对三维动画中精度模型的制作流程，操作方法，实践技巧，概念认知等方向进行论述。 本论 序言：本设计主要应用软件为Zbrsuh4.0。其中人物设计和故事背景都是以全面的讲述日本卡通人设的矩阵组合概念。从模型的基础模型包括整体无分隔方体建模法，Z球浮球及传统Z球建模法（对称模型制作。非对称模型制作），分肢体组合建模法（奇美拉，合成兽），shadow box 建模和机械建模探索。道具模型制作，纹理贴图制作，多次用到ZBURSH的插件，层概念，及笔刷运用技巧。目录： 1 角色构想与场景创作 一初步设计：角色特色，形态，衣装，个性矩阵取样及构想角色的背景 二角色愿望与欲望。材料采集。部件及相关资料收集 三整体构图和各种种类基本创作 2 基本模型拓扑探究和大体模型建制 3 精度模型大致建模方法 一整体无分隔方体建模法 二Z球浮球及传统Z球建模法（对称模型制作。非对称模型制作） 三分肢体组合建模法（奇美拉，合成兽） 四shadow box 建模探索和机械建模 4 制作过程体会与经验：精度细节表现和笔刷研究 5 解剖学，雕塑在数码建模的应用和体现（质量感。重量感。风感。飘逸感）
、新建概念数据模型 1）选择File-->New,弹出如图所示对话框，选择CDM模型（即概念数据模型）建立模型。 2）完成概念数据模型的创建。以下图示，对当前的工作空间进行简单介绍。（以后再更详细说明）.
3）选择新增的CDM模型，右击，在弹出的菜单中选择“Properties ”属性项，弹出如图所示对话框。在“General ”标签里可以输入所建模型的名称、代码、描述、创建者、版本以及默认的图表等等信息。在 “Notes ”标签里可以输入相关描述及说明信息。当然再有更多的标签，可以点击 按钮，这里就不再进行详细解释。？牯?尾 二、创建新实体 1 ）在CDM的图形窗口中，单击工具选项版上的Entity工具，再单击图形窗口的空白处，在单击的位置 就出现一个实体符号。点击Pointer工具或右击鼠标，释放Entitiy 工具。如图所示
2）双击刚创建的实体符号，打开下列图标窗口，在此窗口“General ”标签中可以输入实体的名称、代码、描述等信 、添加实体属性 1 ）在上述窗口的“ Attribute ”选项标签上可以添加属性，如下图所示
迴扌 ftitity Propertr 已s - Entity 2 (Entity ?) 注意： 数据项中的“添加属性”和“重用已有数据项”这两项功能与模型中 Data Item 的Unique code 和Allow reuse 选项有关。 P 列表示该属性是否为主标识符 ；D 列表示该属性是否在图形窗口中显示 ；M 列表示该属性是否为强制的, 即该列是否为空值。 如果一个实体属性为强制的，那么， 这个属性在每条记录中都必须被赋值，不能为空。 2）在上图所示窗口中，点击插入属性按钮，弹岀属性对话框，如下图所示 General Attributes | Idenhfiers ] Notes 1 Rules 表示是否为主标识符 ami \ Code Data 7ype Donwiri M 建立标识符 b 尸单于…』 二、二如馨；二 __ 1 = …— 一追力 q“属性 描入属性 衣示该属性为融' 制不能为空值广 T 厂厂 厂厂*r r'匚厂 r 厂广亡看 rr 厂厂F 广厂厂厂厂厂「厂广厂厂 □K | 匚 anew A.PF.M | Help 袤示是否在图形窗口中 II H'+'lll-oRIIH- ?laii' + 'IIB'-'HII' 一上丄 J-：'- ■ ：
深度剖析人物角色模型设计方法 前言 人物角色模型，在20实际90年代，是可用性研究提出来的概念和方法，特别是在外企中尤其适用的较多。 好的人物角色模型，可以让每个人感到满意，他为团队、为公司提供一个有效、易于理解的方式，来描述用户需求，让受众在讨论中有共同语言。有了人物角色，就可以避免团队站在自己的立场去描诉需求，让我们从多维度来描述需求，在评估需求方案时，更有说服力。 今天主要分为四个部分来讲： 1、人物角色模型的创建 2、人物角色模型包含内容 3、定性、定量人物角色模型 4、人物角色模型与敏捷开发 一个交互设计师，在拿到需求时，应该通过以下6步开启设计： 本次我们着重讲解的是“调研归纳”。人物角色，就是属于这个部分。
在调研归纳中，我们有很多方法，比如用户观察、用户访谈、问卷调研、焦点小组等等，这些方法通过碎片化阅读都可以了解很多。人物角色能够被创建出来，被团队、客户所接受，并且投入到使用中，很重要的前提，就是整个团队都要非常认可以用户为中心的设计。 人物角色模型被创建出来后，能否真正发挥其价值，也是要看团队能否形成这样一个UED的流程，是否愿意把其运用到设计的方方面面。 以用户为中心的设计 以用户为中心的产品设计，强调的是通过场景去分析用户的行为，进而产生目标导向性设计。在对用户群进行分析的时候，都会将用户群按照一定的角色进行细分，有的时候是为了在不同的产品阶段考虑不同角色用户的需求，而更多时候，则是为了找准主流用户的需求。 我们设计当中的每一个流程，都是以围绕用户为中心而进行。 使用人物角色目的
1、带来专注 人物角色的第一信条是“不可能建立一个适合所有人的网站”。成功的商业模式通常只针对特定的群体。一个团队再怎么强势，资源终究是有限的，要保证好钢用在刀刃上~ 之前我所在的团队，进行设计一款旅游产品时，我们的产品经理认为产品应该为公司的战略方向，以中老年群体为目标用户来推这个产品。然而通过用户调研后，发现目前线上产品的用户，分为另外四类，中老年群体比较少。最后，我们UE D部门内部，创建了四个人物角色模型，通过这个人物角色模型和产品沟通，和产品达成一致想法，以目前真实的用户群体来确认需求。 2、引起共鸣 感同身受，是产品设计的秘诀之一 3、促成意见统一 帮助团队内部确立适当地期望值和目标，一起去创造一个精确的共享版本。人物角色帮助大家心往一处想，力往一处使，用理解代替无意义的PK~ 4、创造效率 让每个人都优先考虑有关目标用户和功能的问题。确保从开始就是正确的，因为没有什么比无需求的产品更浪费资源和打击士气了。 5、带来更好的决策 与传统的市场细分不同，人物角色关注的是用户的目标、行为和观点。 人物角色模型创建 1、了解用户：这也是做互联网任何一个产品需要做到的第一步；
有关基于模型的设计（MBD）一些概念和理解 先胡乱问几个大问题： 1.什么叫基于模型的设计？ 2.为什么要基于模型的设计？ 3.基于模型的设计过程中，需要做什么事情？ 再问几个小问题： 1.模型验证是否必要？ 2.模型验证有哪些工作可以做？ 3.模型验证是否一定需要被控对象模型？ 4.代码生成效率如何？ 5.底层驱动是否要建模？ 6.Embedded Coder（以前的RTW Embedded Coder）支持哪些芯片？ https://www.doczj.com/doc/1017981235.html,、SIL、PIL、HIL的目的和实现方式？ 8.如何定点化？ 9.如何做代码集成？ 什么叫基于模型的设计？ 这是一个很大的话题，因为本人能力所限，仅讨论使用Simulink模型开发嵌入式软件的设计过程。也就是说，我只能聊基于模型的嵌入式软件设计。 我的理解是，通过对算法建模进行软件设计的过程，都可以叫基于模型的设计。当然，如果仅限于算法建模，把Simulink/Stateflow当做Visio使用，而不去进行其他环节的工作，这样的基于模型设计是不完整的，可能对你的开发效率不会有很大的提升。 如果想通过基于模型的设计提升软件开发团队的开发效率，提高软件品质，我觉得至少有如下几点可以考虑： 1.算法建模 2.算法模型的验证 3.文档自动化 4.代码生成 5. 代码和模型的等效性验证 传统的开发过程中，我们有一个环节，需求捕获，也即，从系统需求分解出软件需求。在基于模型的设计过程中，我们同样可以通过分析系统需求，获得软件需求。当然，根据系统需求的详细程度，我们可以考虑是否要写专门的软件需求。 在基于模型的软件设计中，我们主要关心的是系统的功能需求，或者说可以通过软件实现的功能需求。如果这部分需求在系统需求文档里已经有非常清楚的定义，那么我们可以以系统需求文档作为依据建立模型。 当然，如果系统需求不是足够清楚，那我们有必要编写专门的软件需求文档。如果不考虑Simulink/Stateflow的应用上的问题，也就是说，如果我们都是熟练的Simulink/Stateflow用户，那么建模过程的主要工作是需求分析，通俗点讲，
第1章绪论 1.1 产品创新的核心——产品概念设计 中国已经成为工业生产的大国，但还不是工业生产的强国。我国的产品大多以OEM贴牌加工的方式变成了外国的货品，而即使是我们自有品牌的出口，也因为设计的粗陋使得中国制造的产品成了低质低价的代名词，过于注重模仿与引进，不注重自主知识产权和产品创新设计是我国多数产品的通病。一个非常着名的提法是，中国要成为世界产品的“生产车间”，但与那些跨国企业生产的造型新颖、工艺考究的产品赚取的成倍利润相比，这个生产车间为自己创造的利润只有1%~2%。 惟有创新，才能令中国企业走上自强之路；惟有重视设计，才能令中国由“制造大国”走向“制造强国”。 中国工程院院士、浙江大学校长潘云鹤教授在谈到产品创新时说，创新有两类：第一类是原理上的改变，如从无到有的创新，比如科技发明；第二类创新是在第一类的基础上进行改进，这类改进更符合使用者的行为习惯和个性需求。在产品设计过程中，能集中体现这两类创新的工作就是产品概念设计。 产品概念设计作为设计过程的早期阶段，其核心就在于产品创新。一旦概念设计被确定，产品设计的60%~70%也就确定了，而概念设计阶段所花费的成本和时间在总的开发成本和设计周期中占的比例通常都在60%以下，并且很难或不能在详细设计阶段纠正产品设计的缺陷。因此产品概念设计质量与效率不仅对产品的创新性、功能的合理性、使用的宜人性和外观造型的美观性等起着决定性的作用，同时也直
接影响到整个产品的开发周期、上市时间、生产成本等重要因素。 1.1.1 产品设计发展历程与趋势 纵观产品设计过程的发展历程和趋势，大致可分成如图1-1所示的4个发展时期。 1．第一时期（20世纪六七十年代） 这一阶段把设计过程划分为功能设计（阐明任务书）、原理设计（方案设计）和技术设计（结构设计）三大阶段。在这个阶段，计算机辅助技术主要局限于工程设计绘图的层次，并没有打破传统的设计过程划分。制造过程也主要是基于传统的“制造装配→实样试验→批量生产”的流程。
数学建模常用模型方法总结 无约束优化 线性规划连续优化 非线性规划 整数规划离散优化 组合优化 数学规划模型多目标规划 目标规划 动态规划从其他角度分类 网络规划 多层规划等… 运筹学模型 （优化模型） 图论模型存 储论模型排 队论模型博 弈论模型 可靠性理论模型等… 运筹学应用重点:①市场销售②生产计划③库存管理④运输问题⑤财政和会计⑥人事管理⑦设备维修、更新和可靠度、项目选择和评价⑧工程的最佳化设计⑨计算器和讯息系统⑩城市管理 优化模型四要素：①目标函数②决策变量③约束条件 ④求解方法(MATLAB--通用软件LINGO--专业软件) 聚类分析、 主成分分析 因子分析 多元分析模型判别分析 典型相关性分 析 对应分析 多维标度法 概率论与数理统计模型 假设检验模型 相关分析 回归分析 方差分析 贝叶斯统计模型 时间序列分析模型 决策树 逻辑回归
传染病模型马尔萨斯人口预测模型微分方程模型人口预 测控制模型 经济增长模型Logistic 人口预测模型 战争模型等等。。 灰色预测模型 回归分析预测模型 预测分析模型差分方程模型 马尔可夫预测 模型 时间序列模型 插值拟合模型 神经网络模型 系统动力学模型(SD) 模糊综合评判法模型 数据包络分析 综合评价与决策方法灰色关联度 主成分分析 秩和比综合评价法 理想解读法等 旅行商(TSP)问题模型 背包问题模型车辆路 径问题模型 物流中心选址问题模型 经典NP问题模型路径规划问题模型 着色图问题模型多目 标优化问题模型 车间生产调度问题模型 最优树问题模型二次分 配问题模型 模拟退火算法(SA) 遗传算法(GA) 智能算法 蚁群算法(ACA) (启发式) 常用算法模型神经网络算法 蒙特卡罗算法元 胞自动机算法穷 举搜索算法小波 分析算法 确定性数学模型 三类数学模型随机性数学模型
2015-2016第二学期 数据库 工业工程2014 作业整理 概念设计ER图到关系模型简约做法 一、为学生考勤建立数据库-----概念模型设计（ER图） 问题：由班长为班级的每门课程建立考勤 **自行完成关系模型 二、学生社团活动问题： 学生参与社团的资格审查和会员登记；会员参与活动记录。 **自行完成关系模型 概念设计ER图到关系模型完整做法 根据业务调查，设计数据库的概念模型（E-R图），并将E-R图转换为关系图。 一、关于运动比赛 1.1业务调查： *记录运动员的姓名性别所属队 *记录项目、比赛时间和比赛场地 *成绩统计 1.2找出业务发生过程中相互作用的实体：运动员、院系、项目 1.3将实体之间的作用关系转化为联系： 运动员属于院系 运动员参与项目 院系参与(团体)项目 1.4找出实体之间的作用（联系）发生时的数量关系是1:1、或者1:n还是n:m 1.5按照业务发生时的意义选择每个实体的属性： 运动员：学号、性别、姓名 院系：名称、编号 项目：编号、名称、时间、组别、场地 1.6找出联系的属性。如果实体之间发生作用时产生了不属于两个实体中的任何一个的数据，就应将其设为当前联系的属性。 个人参与：分组、成绩 团体参与：分组、成绩 1.7检查有没有重复的属性，如有则将多余的删除。 1.8模型检验：上述ER图所表达 *记录运动员的姓名性别所属队——可以满足 *记录项目、比赛时间和比赛场地——可以满足 *成绩统计——可以满足 1.9将E-R模型转换为关系模型 *首先将实体转换为关系 运动员（学号、性别、姓名，院系.编号） 院系（编号、名称） 项目（编号、名称、时间、组别、场地）
概念E R模型与关系模型 设计作业 Revised by BLUE on the afternoon of December 12,2020.
2015-2016第二学期 数据库 工业工程2014 作业整理 概念设计ER图到关系模型简约做法 一、为学生考勤建立数据库-----概念模型设计（ER图） 问题：由班长为班级的每门课程建立考勤 **自行完成关系模型 二、学生社团活动问题： 学生参与社团的资格审查和会员登记；会员参与活动记录。 **自行完成关系模型 概念设计ER图到关系模型完整做法 根据业务调查，设计数据库的概念模型（E-R图），并将E-R图转换为关系图。 一、关于运动比赛 1.1业务调查： *记录运动员的姓名性别所属队 *记录项目、比赛时间和比赛场地 *成绩统计 1.2找出业务发生过程中相互作用的实体：运动员、院系、项目 1.3将实体之间的作用关系转化为联系： 运动员属于院系 运动员参与项目 院系参与(团体)项目 1.4找出实体之间的作用（联系）发生时的数量关系是1:1、或者1:n还是n:m 1.5按照业务发生时的意义选择每个实体的属性： 运动员：学号、性别、姓名 院系：名称、编号 项目：编号、名称、时间、组别、场地 1.6找出联系的属性。如果实体之间发生作用时产生了不属于两个实体中的任何一个的数据，就应将其设为当前联系的属性。 个人参与：分组、成绩 团体参与：分组、成绩 1.7检查有没有重复的属性，如有则将多余的删除。 1.8模型检验：上述ER图所表达 *记录运动员的姓名性别所属队——可以满足 *记录项目、比赛时间和比赛场地——可以满足 *成绩统计——可以满足 1.9将E-R模型转换为关系模型 *首先将实体转换为关系
概念数据模型设计与逻辑数据模型设计、物理数据模型设计是数据库及数据仓库模型设计的三个主要步骤。 在数据仓库领域有一个概念叫conceptual data model，中文一般翻译为“概念数据模型”。 概念数据模型是最终用户对数据存储的看法，反映了最终用户综合性的信息需求，它以数据类的方式描述企业级的数据需求，数据类代表了在业务环境中自然聚集成的几个主要类别数据。 概念数据模型的内容包括重要的实体及实体之间的关系。在概念数据模型中不包括实体的属性，也不用定义实体的主键。这是概念数据模型和逻辑数据模型的主要区别。 概念数据模型的目标是统一业务概念，作为业务人员和技术人员之间沟通的桥梁，确定不同实体之间的最高层次的关系。 在有些数据模型的设计过程中，概念数据模型是和逻辑数据模型合在一起进行设计的。 在数据仓库领域有一个概念叫logical data model，中文一般翻译为“逻辑数据模型”。 逻辑数据模型反映的是系统分析设计人员对数据存储的观点，是对概念数据模型进一步的分解和细化。逻辑数据模型是根据业务规则确定的，关于业务对象、业务对象的数据项及业务对象之间关系的基本蓝图。 逻辑数据模型的内容包括所有的实体和关系，确定每个实体的属性，定义每个实体的主键，指定实体的外键，需要进行范式化处理。 逻辑数据模型的目标是尽可能详细的描述数据，但并不考虑数据在物理上如何来实现。 逻辑数据建模不仅会影响数据库设计的方向，还间接影响最终数据库的性能和管理。如果在实现逻辑数据模型时投入得足够多，那么在物理数据模型设计时就可以有许多可供选择的方法。 在数据仓库领域有一个概念叫physical data model，中文一般翻译为“物理数据模型”。 物理数据模型是在逻辑数据模型的基础上，考虑各种具体的技术实现因素，进行数据库体系结构设计，真正实现数据在数据库中的存放。 物理数据模型的内容包括确定所有的表和列，定义外键用于确定表之间的关系，基于用户的需求可能进行发范式化等内容。在物理实现上的考虑，可能会导致物理数据模型和逻辑数据模型有较大的不同。
企业数据模型设计方法论探讨
企业级数据模型设计方法论探讨 1引言 数据模型设计是一个老生常谈的话题，在以往的数据仓库BI项目中，数据模型的方法论、概念通常大多围绕如何设计和建设数据仓库，而应用系统（OLTP 系统）模型设计却缺乏方法论的指导，加之各应用系统通常都是由不同厂商在不同时期自行设计开发，彼此之间缺乏沟通，导致数据分散重复、口径不一致和数据兼容性差。由于数据仓库在企业整体信息化规划中属于下游系统，只能被动接收由各应用系统产生的数据，数据入仓之后，由于口径不一致、兼容性差，给数据整合带来极大困难。企业在投入大量的人力、物力和资金推进信息化建设，仍然出现大量的“信息孤岛”现象。 本文认为，企业信息化建设的成功很大程度上取决于系统模型的合理性和不同系统间概念的一致性，而企业级数据模型是企业信息化的核心问题，通过企业级数据模型定义整个企业信息化体系的数据标准，逐步统一企业内部数据标准，指导各应用系统数据模型统一设计，可以从根本上保证系统之间数据的兼容性和一致性，消除由于各应用系统自行设计开发而导致的数据分散重复、口径不一致和信息孤岛现象，推动企业内各类应用系统的整合和数据的共享，全面提升经营决策、运营管理、业务拓展和客户服务等方面的支撑能力。 本文将首先阐述企业级数据模型的定义和结构，分析其业务价值。通过描述企业级数据模型与应用系统模型间关系，划分两者之间的概念边界和区别，从而更好的理解企业级数据模型的真正内涵。其次，阐述了企业级数据模型设计的基本方法和关键要点，使读者能够掌握企业级数据模型设计的整体思路，以便对后续工作提供借鉴和指导作用。最后，总结了多个项目的经验教训，分享企业级数据模型建模过程中的心得体会，希望对大家能有所帮助。 2企业级数据模型定义 2.1模型基本定义 企业级数据模型不能等同于数据仓库模型，企业级数据模型是站在整个企
财务模型设计技术及方法概述
会计模型，如预算和现金流量，能根据用户的要求进行建立，这就导致了： ●有更详细的信息用于决策制定； ●使在较低层次的决策制定成为可能； ●对特定环节的检验或其他替代方法之 间具有灵活性。 1995年，微软在Apple Macintosh引入了Excel并在20世纪80年代后期将它扩展到个人电脑上。Windows3.0版本引入包含了Excel的Office95，随着它的快速增长，Excel成为了工作表操作软件中的领头羊，被大多数个人电脑用户所使用。在成功开发Office97和Office2000后，微软在这一领域的占有率又被大大增强。 1.3、工作表的功能 Excel包含于微软工具包之中说明它现在是一种公认的标准，就如同人们把Word作为文字处理的标准格式一样。伴随着以下功能的加入，它的工作表的功能不断的加强： ●专业的函数； ●大量使得工作表自动化的宏程序的使 用，或者说用编码进行公式编辑功能的使
用； ●工作簿技术的使用，省去了单个工作表 之间的联系的建立； ●对Visual Basic的使用提供了一种与微 软其他应用程序之间通用的语言； ●同其他应用软件之间的数据交换功能； ●添加例如关于目标区和最优化问题的 规划求解模型； ●三部分分析包，如财务CAD ,@RISK or Crystal Ball。 今天对这种复杂分析软件包使用的结果是使得那些非专业程序员也能设计并建立起一套专业的解决商业问题的应用程序。 Excel也是这样一种分析软件包。大部分人在他们需要解决一个商业问题的时候都会使用它。作者曾经有一个这样的经历，需要对一个项目的租赁可盈利性进行研究，并要编写一个模型来考察不同的基金组合决策。在耗费了大量的时间和精力后，这个模型终于成功运行并给出了一个答案。但是，这个答案很不清楚而且也不方便其他人去理解。这里并没有模型设计的方法论，而模型真的就那样“蹦出来了”。
一、新建概念数据模型 1）选择File-->New,弹出如图所示对话框，选择CDM模型（即概念数据模型）建立模型。 2）完成概念数据模型的创建。以下图示，对当前的工作空间进行简单介绍。（以后再更详细说明）．
3）选择新增的CDM模型，右击，在弹出的菜单中选择“Properties”属性项，弹出如图所示对话框。在“General”标签里可以输入所建模型的名称、代码、描述、创建者、版本以及默认的图表等等信息。在“Notes”标签里可以输入相关描述及说明信息。当然再有更多的标签，可以点击 按钮，这里就不再进行详细解释。?牯?尾 二、创建新实体 1）在CDM的图形窗口中，单击工具选项版上的Entity工具，再单击图形窗口的空白处，在单击的位置就出现一个实体符号。点击Pointer工具或右击鼠标，释放Entitiy工具。如图所示
2）双击刚创建的实体符号，打开下列图标窗口，在此窗口“General”标签中可以输入实体的名称、代码、描述等信 息。． 三、添加实体属性 1）在上述窗口的“Attribute”选项标签上可以添加属性，如下图所示。
注意： 数据项中的“添加属性”和“重用已有数据项”这两项功能与模型中Data Item的Unique code 和Allow reuse选项有关。 P列表示该属性是否为主标识符;D列表示该属性是否在图形窗口中显示;M列表示该属性是否为强制的，即该列是否为空值。 如果一个实体属性为强制的，那么，这个属性在每条记录中都必须被赋值，不能为空。 2）在上图所示窗口中，点击插入属性按钮，弹出属性对话框，如下图所示。
FDM 3D打印模型设计要求 1.结构设计 3D打印模型的结构设计直接关系到模型能不能打印、模型结构强度和后期安装等一系列核心问题，故必须重视。3D打印模型的结构和一般模型有很大区别，一般来说主要体现在分块、结构加强和连接设计上。 1.1模型分块 由于打印机的打印尺寸限制，大型模型一般必须要分块处理。在哪里分块、分成什么形状是根据结构强度要求、安装顺序和在打印机上的放置位置决定的。其中首先考虑安装顺序，即分块形成的零件在安装时必须要可以安装，建议在图上画出来各个零件的安装顺序，这在复杂模型中非常有用；其次考虑结构强度要求，即分块处一般要避开受力和形变较大处；最后考虑在打印机上的放置位置，好的块设计可以显著地节省材料和加工时间，以及加强打印时的稳定性（该处在4详细描述）。 如图为挂车牵引车分块示意图，该挂车车头分为19个零件。 1.2壁厚 由于FDM 3D打印机采用层叠加的加工方式，故相对于注塑件其结构强度要低，再加上打印机精度限制，不能参考一般注塑件的壁厚。经验：一般外壳注塑件壁厚为0.8mm 至2mm，要达到同样强度，3D打印壳体模型的壁厚至少在2.5mm，一般建议3mm。 此外，在连接处等部位，为保证强度，必须加强壁厚，使之达到5mm以上。 1.3结构加强件 结构加强在塑料件设计中是很常见的，一般体现在圆角过渡以消除应力、在形变处设计加强筋、倒角设计上。这其中，加强筋和倒角是最常见的。结构加强件属于额外的设计，故一定要考虑配合干涉问题。 加强筋的设计一般运用在受力较大或形变较大的部位，例如通孔的四周、垂直壁面、完整的平面等处。加强筋的设计在塑料件注塑/冲压件设计中有国家标准，但3D打印没有必要遵守，可以参考也可以自己控制。保证尺寸不要过小，以起到应有的效果。 倒角一般用于不适合安防加强筋的垂直壁面。相对于加强筋，倒角起到的加强作用不高，一般用于控制形变而不是增加强度。倒角直角边长一般在5mm到10mm左右。 圆角过渡使用情况比较复杂，使用不多，一般用在孔柱配合固定等有大应力的情况。 圆角过渡相对于倒角，优点是可以避免应力集中，缺点是圆角半径过小会失效。
渤海大学自动化办公聊天室系统 系统概念模型（E-R图） 张佳佳（10060140）渤海大学信息科学与技术学院
将需求分析得到的用户需求抽象为信息结构即概念模型的过程就是概念结构设计。它是整个数据库设计的关键。概念结构是独立于计算机硬件结构、独立于支持数据库的DBMS。概念结构设计的方法有： 1）自顶向下：首先定义全局概念结构的框架，然后逐步细化。 2）自底向上：首先定义各局部应用的概念结构，然后将它们集成起来，得到全局概念结构。 3）逐步扩张：首先定义最重要的核心概念结构，然后向外扩充。 4）混合策略：即将自顶向下和自底向上相结合，用自顶向下策略设计一个全局概念结构的框架，以它为骨架集成由自底向上策略中设计的各局部概念结构。 在对本系统数据库的具体设计过程中，所采用的是自底向上的设计方法，即自顶向下地进行需求分析，得到每一集体的应用需求，然后反过来根据每一子需求，采用自底向上法分步设计每一局部E-R模型，综合各局部E-R模型，逐层向上回到顶端，最终产生全局E-R模型。 1.局部概念模型设计 根据需求分析得出，在登录系统中有一下实体。 用户（教师、学生、管理员） E—R图如下所示： 用户（user）E－R图 头像 姓名 账号 电子邮件 密码性别 用户 个人介绍状态 籍贯
教师E－R图：学生E－R图： 用户user 教师学生系统管 理员 学生 学号 姓名 性别 入学年 入学 年份 学院 专业 教师 姓名 性别 学院 教工 号 教龄 密码 密码
系统管理员E－R图： 2.用户信息表中有以下实体（学院专业） 学院E－R图系统管理员 账号密码 学院 学院ID 学院名称
数据模型设计要点
目录 1.数据模型设计的输入4 2.数据模型设计必须的几个阶段4 2.1.概念数据模型设计（Conceptual Data Model） (5) 2.2.逻辑数据模型设计（Logical Data Model） (6) 2.2.1.设计范式要求 7 2.2.1.1.第一范式 7 2.2.1.2.第二范式 7 2.2.1. 3.第三范式 8 2.2.1.4.逆第三范式 9 2.2.2.其他要求 10 2.2.2.1.数据类型定义 10 2.2.2.2.实体名称定义 10 2.2.2. 3.主键定义 10 2.2.2.4.实体关系定义 10 2.2.2.5.数据量估算 11 2.2.2.6.索引定义 11 2.3.物理数据模型（Physical Data Model） (12) 2.3.1.物理库设计 12 2.3.1.1.数据库Server设计 12 2.3.1.2.表空间设计 12 2.3.1.3.用户及权限设计 13 2.3.2.物理表设计 13
2.3.2.1.数据类型设计 13 2.3.2.2.存储设计 13 2.3.2.3.主外键设计 13 2.3.2.4.索引设计 14 2.3.2.5.生成建表语句 14 3.数据模型设计相关工具软件14 4.数据模型设计的产出及规格要求14 4.1.概念数据模型设计阶段 (14) 4.2.逻辑数据模型设计阶段 (15) 4.3.物理数据模型设计阶段 (15)
1.数据模型设计的输入 传统的瀑布型的开发模型下，其特点是需求驱动。相应的，数据模型设计的必要输入为需求分析阶段的产出，包括需求规格说明书（需求分析说明书）、数据字典。 分析型应用由于其需求不易迅速全面予以明确，所以适合用螺旋式开发模型，逐步迭代。但由于分析型应用是数据驱动，所以数据模型的设计要求更高，需要根据业务和数据的实际情况，进行快速全面分析，并有充分的管理思维，才能设计出比较理想的数据模型。其输入就不仅限于传统的瀑布开发模型下的需求规格说明书和数据字典，而是要从业务层面分析各个现有业务实体，以管理思维的角度，进行必要的抽象、归纳和挖掘，结合未来管理需要，明确潜在业务实体，以及各业务实体之间的关系，最终予以设计实现。 2.数据模型设计必须的几个阶段 无论是瀑布模型还是螺旋模型，数据模型的设计都必须经历概念数据模型设计、逻辑数据模型设计和物理数据模型设计三个阶段。 其中，概念数据模型设计的主要工作是提取概念实体并分析其关系，这是最关键的工作，直接影响后续工作的质量；逻辑数据模型设计的主要工作是设计各逻辑实体的属性、主键、索引以及各实体之间的关系，此部分与物理数据库无关；物理数据模型设计的主要工作是结合具体的物理数据库平台进行存储设计。 这三个阶段并不是完全单向的，而是可以反向调整。假设后面的阶段发现有问题，可以转到上一阶段进行必要的修改后继续进行。但一定不能不管前一阶段的结果，放任自流地进行后面阶段的工作。 2.1.概念数据模型设计（Conceptual Data Model） 本阶段的任务是对业务领域的各概念实体进行归纳和总结的过程。该过程以分析概念实体以及它们之间的关系为目标，而不是以细化概念实体的各项属性为目标。 该阶段工作非常重要，是进行其他阶段工作的基础。
产品整体概念 什么是产品整体概念? 人们通常理解的产品是指具有某种特定物质形状和用途的物品，是看得见、摸得着的东西。这是一种狭义的定义。而市场营销学认为，广义的产品是指人们通过购买而获得的能够满足某种需求和欲望的物品的总和，它既包括具有物质形态的产品实体，又包括非物质形态的利益，这就是"产品的整体概念"。 产品整体概念的内容 现代市场营销理论认为，产品整体概念包含核心产品、有形产品、附加产品和心理产品四个层次。 核心产品也称实质产品，是指消费者购买某种产品时所追求的利益，是顾客真正要买的东西，因而在产品整体概念中也是最基本、最主要的部分。消费者购买某种产品，并不是为了占有或获得产品本身，而是为了获得能满足某种需要的效用或利益。 如买自行车是为了代步，买汉堡是为了充饥，买化妆品是希望美丽、体现气质、增加魅力等。因此，企业在开发产品、宣传产品时应明确地确定产品能提供的利益，产品才具有吸引力。 有形产品是核心产品借以实现的形式，即向市场提供的实体和服务的形象。如果有形产品是实体物品，则它在市场上通常表现为产品质量水平、外观特色、式样、品牌名称和包装等。产品的基本效用必须通过某些具体的形式才得以实现。市场营销者应首先着眼于顾客购买产品时所追求的利益，以求更完美地满足顾客需要，从这一点出发再去寻求利益得以实现的形式，进行产品设计。 产品的有形特征主要指质量、款式、特色、包装。如冰箱，有形产品不仅仅指电冰箱的制冷功能，还包括它的质量、造型、颜色、容量等。 附加产品是顾客购买有形产品时所获得的全部附加服务和利益，包括提供信贷、免费送货、保证、安装、售后服务等。附加产品的概念来源于对市场需要的深入认识。因为购买者的目的是为了满足某种需要，因而他们希望得到与满足该项需要有关的一切。 美国学者西奥多·莱维特曾经指出：“新的竞争不是发生在各个公司的工厂生产什么产品，而是发生在其产品能提供何种附加利益（如包装、服务、广告、顾客咨询、融资、送货、仓储及具有其他价值的形式）”。青岛电视机厂能在激烈的市场竞争中保持不败，产品走进全国500 多万户家中，靠的就是热情周到的售后服务。到1993 年4 月，该厂已在全国设立了236 个维修网点，并用最精密的维修检测设备，最先进的通讯和交通工具，最优秀的技术人才和最优质的技术服务，向市场提供最佳的附加产品。 由于产品的消费是一个连续的过程，既需要售前宣传产品，又需要售后持久、稳定地发
2.5数据仓库模型的设计 数据仓库模型的设计大体上可以分为以下三个层面的设计151: .概念模型设计; .逻辑模型设计; .物理模型设计; 下面就从这三个层面分别介绍数据仓库模型的设计。 2.5.1概念模型设计 进行概念模型设计所要完成的工作是: <1>界定系统边界 <2>确定主要的主题域及其内容 概念模型设计的成果是，在原有的数据库的基础上建立了一个较为稳固的概念模型。因为数据仓库是对原有数据库系统中的数据进行集成和重组而形成的数据集合，所以数据仓库的概念模型设计，首先要对原有数据库系统加以分析理解，看在原有的数据库系统中“有什么”、“怎样组织的”和“如何分布的”等，然后再来考虑应当如何建立数据仓库系统的概念模型。一方面，通过原有的数据库的设计文档以及在数据字典中的数据库关系模式，可以对企业现有的数据库中的内容有一个完整而清晰的认识;另一方面，数据仓库的概念模型是面向企业全局建立的，它为集成来自各个面向应用的数据库的数据提供了统一的概念视图。 概念模型的设计是在较高的抽象层次上的设计，因此建立概念模型时不用考虑具体技术条件的限制。 1.界定系统的边界 数据仓库是面向决策分析的数据库，我们无法在数据仓库设计的最初就得到详细而明确的需求，但是一些基本的方向性的需求还是摆在了设计人员的面前: . 要做的决策类型有哪些?
. 决策者感兴趣的是什么问题? . 这些问题需要什么样的信息? . 要得到这些信息需要包含原有数据库系统的哪些部分的数据? 这样，我们可以划定一个当前的大致的系统边界，集中精力进行最需要的部分的开发。因而，从某种意义上讲，界定系统边界的工作也可以看作是数据仓库系统设计的需求分析，因为它将决策者的数据分析的需求用系统边界的定义形式反映出来。 2，确定主要的主题域 在这一步中，要确定系统所包含的主题域，然后对每个主题域的内容进行较明确数据仓库建模技术在电信行业中的应用的描述，描述的内容包括: . 主题域的公共码键; . 主题域之间的联系: . 充分代表主题的属性组。 2.5.2逻辑模型设计 逻辑建模是数据仓库实施中的重要一环，因为它能直接反映出业务部门的需求，同时对系统的物理实施有着重要的指导作用。在这一步里进行的工作主要有: . 分析主题域，确定当前要装载的主题; . 确定粒度层次划分; . 确定数据分割策略; . 关系模式定义; . 记录系统定义 逻辑模型设计的成果是，对每个当前要装载的主题的逻辑实现进行定义，并将相关内容记录在数据仓库的元数据中，包括: . 适当的粒度划分;