Design experience from previous design cases can help designers developing newer design solutions. A case-based recommender system can recall suitable design cases for designers based on a similarity measure-ment mechanism. In the context of Product-service System (PSS) design, the measurement of similarity between different cases becomes more complex and challenging because of the complex nature of the PSS design, and the interdependencies of product and service. Existing research cannot provide a comprehensive case representation framework, or a suitable retrieval strategy for comparison of PSS design cases. In this research, we propose a PSS design case similarity measurement framework in which a PSS design case is indexed and quantified by design activity elements, design process and function requirement. We also specify the way to measure similarity between case indexes and design cases. A case study was conducted to validate the proposed framework. The results show that the proposed framework performed well in terms of PSS design case comparison, the design knowledge representation framework and similarity measurement methods are applicable for effective PSS design case comparison in practice.
The significant contributions of this thesis are as follows.
? Represents design activity using context-based activity model.
Context-based activity model is developed for modeling different stakeholders’ activities in certain con-text. To utilize the context-based activity model for designers’ activity, the action verb (design) for the model is developed to contain various sub-design activities. Therefore, the design knowledge related to sub-design activi-ties is collected by context-based activity model for design activity. Our aim of design experience reusing is not for the detail PSS design, but the selection of design cases that can provide design implications to designer. Based on the activity theory, we narrowed down the scope of design knowledge to those have direct relationships with designer’s activity. Hence, in this research, we focused on the context, in which the designer’s activity occurred, the design process how the designers’ activities proceed, and their decisions and design outcome at each design stage. Other design knowledge, such as the detail information of product and service, is ignored.
? Fills the gap of current research on PSS design knowledge representation.
The proposed design knowledge framework covers not only the design knowledge of designated products and services, but also that of the design process and other factors.
In the PSS design project, a design team normally consists of at least two designers. Active actor for de-sign activity can be the design team who involved in the design process. The design object for PSS design activ-ity is the PSS be designed in the design project. The design object has the property of function, behavior and structure. Moreover, function is represented by the flows of energy, material and information, also service pro-vider and service receiver are included. In this situation, the design object for PSS design activity includes PSS, service provider and receiver.
The design tool for design activity includes design methods and software that utilized in the PSS design process. The design methods, such as CDI PSSD method, MePSS method, Japanese method, Brissaud method, can be categorized into PSS design method and general design method. The design software used in PSS design process is MindMap, CAD tool, Spreadsheet which can be categorized into general design software and special software.
Design context is the information about the goal, relevant structure, physical context and psychological context of the design activity. Relevant structure is very important for PSS designing, which might be different in different design projects. For example, in the case of Coffee Cup TakeIN PSS, a Coffee Cup is the major relevant structure for its design. And, in a PSS design process for a huge manufacturing company, the existing products of them will be relevant structures. Psychological context for design activity includes the factors that will influence designers’ activity and cause various design collaboration circumstances because of the difference of designers’ personal characteristics. Psychological context consists of occupant context, mood context, affective context, social context, cognitive context and motivation context.
? Provides methods to quantify and measure case indexes for PSS design case comparison.
1) Designers are represented by PCMT results in the proposed framework. Cosine method is utilized to measure the similarity between designers.
2) Product and service involved in PSS design are represented by UNSPSC. A similarity measurement method of UNSPSC is proposed based on the concept of the Euclidian distance based similarity measure.
3) Multiple measures are utilized to measure the design process for comparison. The factors utilized for design process comparison are: time spend on the design stages and the steps of the stages; designer’s transition behavior between different design stage and step; and the amount of the outcome generated during the design process.
In this case study, the insufficient number of design teams enrolled in the case study and lack of weight for case indexes cause the abnormal distribution of similarity results for some indexes. Consequently, the quan-titative analysis on the similarity results of these case indexes cannot be utilized to validate them. A major part of future work need to overcome these limitations to provide a more holistic way to represent, index and retrieve PSS design case.
이전에 수행된 디자인 사례들에서 축적된 디자인 경험은 디자이너들이 새로운 디자인 프로젝트에서 솔루션을 도출하는 과정을 도울 수 있다. 구체적으로 사례 기반의 추천 시스템은 유사성 평가 메커니즘을 활용하여 적절한 과거 디자인 사례들을 디자이너들에게 제공할 수 있다. 그러나 실제로 제품과 서비스의 다면적 고려로 인해 점차 PSS디자인 환경 자체가 복잡해지고 어려워져 가는 까닭에, PSS 디자인 사례 간의 유사성을 평가한다는 것이 매우 도전적인 과제로 떠오르게 되었다. 뿐만 아니라 사례 비교에 대한 공학적인 연구 사례들도 아직까지 PSS 디자인 사례를 표현할 수 있는 프레임에 대한 제반적 아이디어나 적절한 사례 검색 전략을 제시하지 못하고 있다. 따라서 본 연구에서는, PSS 디자인 사례들을 저장하고 이를 다른 PSS 디자인 사례들과 정량적으로 비교하여 유사한 사례를 디자이너들에게 제공할 수 있는 유사성 평가 방안을 PSS 디자인 사례를 대표하는 디자인 행위요소, 디자인 프로세스 및 기능적 요구사항등을 토대로 제안한다. 물론 본 연구는 인덱싱되어 저장된 과거 PSS 디자인 사레들과 새로운 디자인 사례간의 유사성을 측정하는 구체적 방안까지 포괄한다. 또한 구체화하여 구축한 방안을 실제 디자인 사례들에 적용하여 봄으로써 검증을 시도하였다. 결론으로서, 본 연구에서 구축된 방안은 실제 PSS 디자인 사례들의 비교에 적합한 것으로 드러났으며, 구체적으로 디자인 지식 표현의 프레임과 유사성 평가 방안 역시 PSS 디자인 사례 비교에 현실적인 도움을 줄 수 있는 것으로 평가되었다.
본 연구의 주요한 공헌은 다음과 같다.
? 상황 기반의 행위 모델을 사용하여 디자인 행위 자체를 대표할 수 있음
상황 기반의 행위 모델은 특정한 상황(문맥)에서 다양한 이해관계자들의 행위들을 모델링 하기 위하여 개발되었다. ‘디자인 하다’의 행위 동사를 이용하여, 하나의 디자인 프로젝트에 수반되는 세세한 부속 디자인 행위들을 대표하는데 해당 모델을 적용할 수 있었다. 이를 통해 수반되는 디자인 행위들에 연관된 디자인 지식들이 상황 기반의 행위 모델에 수집될 수 있게 하였다. 그러나 여기에서 디자이너의 디자인 경험을 재사용하는 궁극적인 목적은 단지 방대한 PSS 디자인 정보들을 구체화하여 제공하는데 있는 것이 아니라 디자이너에게 함의를 전달해줄 수 있도록 다양한 디자인 사례들의 묶음을 제공하는 것이다. 따라서 본 연구에서는, 행위 이론에 따라 디자이너의 행위와 디자인 지식이 직접적인 연관성을 갖는다고 보았다. 따라서 본 프레임에서는, 디자인 행위들이 묶여 ‘상황’을 완성하게 되며 이는 디자이너의 디자인 지식과 직접적으로 연결되어 있으므로, 디자이너들이 디자인 행위들을 어떻게 진척시켜 나가고 각 디자인 과정의 단계에서 어떤 결과물들을 도출하는지 고려하였다. 연구의 범주에서 벗어난 기타 디자인 정보들은 고려하지 않았다.
? 기존의 PSS 디자인 지식 표현 연구들과의 거리를 좁힘.
여기서 제안하는 디자인 지식 프레임은, 단지 과거 디자인 사례에서 디자인 대상으로 삼았던 제품 및 서비스에 국한된 것이 아니라 디자인 과정 및 기타 다양한 디자인 요소들이 모두 고려된 것이다.
대체로 PSS 디자인 프로젝트에서 디자인 행위를 수행하는 디자인 팀은 2명 이상의 디자이너들로 구성되어 있다. 행위 모델에서, 디자인 행위를 수행한 디자인 팀은 디자인 행위의 주체자로 볼 수 있다. 역시 행위 모델에서 PSS 디자인 행위가 목표로 하는 디자인 대상은 디자인 오브젝트로 볼 수 있다. 여기에서 디자인 오브젝트는 기능, 행동 및 구조의 속성을 지닌다. 또한 기능은 에너지, 물질 및 정보들의 흐름과 서비스 제공자 및 수혜자를 포함하고 있다. 이러한 조건에서 행위 모델의 디자인 오브젝트는 PSS 자체, 서비스 제공자 및 수혜자를 모두 포함하고 있다고 볼 수 있다.
행위 모델의 디자인 툴은 PSS 디자인 과정에서 사용된 디자인 방법론 및 소프트웨어로 대표된다. 여기서 디자인 방법론이란 CDI PSSD 방법, MePSS 방법, Japanese 방법, Brissaud 방법 등이 있으며 이들은 다시 PSS 디자인 방법 및 일반 디자인 방법으로 구분될 수 있다. 또한 디자인 소프트웨어는 MindMap, CAD, Spreadsheet 등이 있으며 이는 다시 일반 디자인 소프트웨어와 특수 디자인 소프트웨어로 구분된다.
디자인 상황에는 디자인 행위의 목표, 연관된 구조, 물리적 상황 및 심리적 상황 등의 정보를 담게 된다. 여기에서 연관된 구조는 PSS 디자인 행위를 성격이 다른 여타 PSS 디자인 행위들과 구분짓게 하는 매우 중요한 요소이다. 예를 들어, 커피 컵 테이크인 PSS의 디자인 사례에서 커피 컵은 주요한 연관된 구조가 된다. 그리고 제조업을 주로 하는 대기업의 PSS 디자인 상황의 경우 해당 기업에서 생산해온 제품들이 연관된 구조로 고려될 수 있다. 디자인 행위 요소 중 심리적 상황이란 디자이너의 행위에 영향을 줄 수 있는 요소들과 디자이너의 개별적 성격 등과 같이 협업 환경을 형성하는 요소들이 해당된다. 심리적 상황은 점유 상황, 무드 상황, 감정적 상황, 사회적 상황, 인지적 상황 및 동기적 상황으로 나뉘어진다.
? PSS 디자인 사례를 인덱싱하고 이를 정량화하여 평가할 수 있는 방법을 제안함.
[1] 디자이너들의 개별적인 특성은 PCMT 측정 결과를 통해 정량화 되며 코사인 방법을 통해 디자이너 간 유사성이 평가되었다.
[2] PSS 디자인 행위가 디자인 대상으로 하는 제품과 서비스는 UNSPSC를 통해 표현되었다. 그리고 UNSPSC 코딩 시스템의 특성에 착안하여 각 코드 요소별로 기하학적 거리를 측정하였으며 이를 바탕으로 유사성이 평가되었다.
[3] 궁극적으로 사례 간 비교를 위하여 다속성의 정량화 및 평가 방법이 활용되었다. 특히 디자인 과정에 대한 정량화 과정에서는 첫째로 소모된 시간을 각 디자인 국면 및 단계에 따라 정량화 하였으며 둘째로 디자이너가 디자인 과정 중에 보인 국면 전환 행위를 정량화 하였으며 셋째로 각 디자인 국면에서 도출된 디자인 결과물들을 정량화 하였다.
본 연구의 한계로는, 충분치 못했던 디자인 사례들을 들 수 있으며 이에 따라 무게 인자를 도출하지 못하여 비정규 분포를 보이는 유사성 평가 요소들에 대한 고찰이 이루어 지지 못하였다. 따라서 각 디자인 행위 요소에 따라 도출된 유사성 결과들이 각 디자인 사례간 정량적 분석 결과의 정확성을 담보하지는 못하고 있다. 따라서 이러한 제약사항을 극복하여 보다 정확한 PSS 디자인 사례 기반 추천 시스템을 완성할 수 있도록 추후 해당 부분에 대한 연구가 이루어져야 할 것이다.
