【正文】 即產(chǎn)品的形態(tài)設(shè)計(jì)、色彩設(shè)計(jì)、布局設(shè)計(jì)與人機(jī)工程設(shè)計(jì)。概念設(shè)計(jì)內(nèi)涵的不斷變化，其最大的驅(qū)動因素就在于計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展。而概念設(shè)計(jì)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中創(chuàng)新表現(xiàn)最為集中、最為突出的一個(gè)階段，其目的就在于追求產(chǎn)品的創(chuàng)新。② 原理設(shè)計(jì)： 按照功能設(shè)計(jì)說明書，進(jìn)行產(chǎn)品原理解的求取和創(chuàng)新的過程。⑥ 人機(jī)設(shè)計(jì)：考慮產(chǎn)品與人以及環(huán)境的全部聯(lián)系，全面分析人在系統(tǒng)中的具體作用，明確人與產(chǎn)品的關(guān)系，確定人與產(chǎn)品關(guān)系中各部分的特性及人機(jī)工程學(xué)要求設(shè)計(jì)的內(nèi)容。它們雖存在一定的相互獨(dú)立性，但在實(shí)際的概念設(shè)計(jì)過程中往往相互影響，相互制約。只有創(chuàng)新才有可能得到用戶最需要、最適用、最滿意的新產(chǎn)品。不同的市場需求，不同的功能定義、分解，不同的工作原理，不同的產(chǎn)品形態(tài)，不同的布局形式等，都會產(chǎn)生完全不同的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)方法，從而在產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)中產(chǎn)生完全不同的解決方案。CACD系統(tǒng)的根本目的就在于能有效支持產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。概念設(shè)計(jì)不僅與需求分析、詳細(xì)設(shè)計(jì)緊密相連，其內(nèi)部的各個(gè)環(huán)節(jié)也相互依賴，互為驅(qū)動，因而概念設(shè)計(jì)是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過程。概念設(shè)計(jì)過程如此復(fù)雜，內(nèi)容這么豐富，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，該如何依靠計(jì)算機(jī) 實(shí)現(xiàn)從需求分析到方案求解的概念設(shè)計(jì)全過程呢？謝友柏院士曾提出設(shè)計(jì)理論和方法主要應(yīng)當(dāng)研究兩個(gè)問題：求解的方法論和知識基礎(chǔ)?；谝陨险J(rèn)識，目前CACD的研究內(nèi)容主要有以下3方面：（1）概念設(shè)計(jì)方法學(xué)的研究；（2）產(chǎn)品信息模型及基于該模型的概念設(shè)計(jì)求解方法的研究；（3）應(yīng)用CACD技術(shù)開發(fā)CACD系統(tǒng)。此前，第一、二、三、四屆國際計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)與概念設(shè)計(jì)會議分別在中國桂林、泰國曼谷、中國香港和中國濟(jì)南召開。計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)已經(jīng)成為許多專家學(xué)者所關(guān)注的研究方向。如綠色設(shè)計(jì)所提出的4R原則：減量（Reduction）、復(fù)用（Reuse）、回收（Recycling）和再生（Regeneration），其著眼點(diǎn)在于全人類未來總體的生存和發(fā)展；定制設(shè)計(jì)所提出的個(gè)性化定制服務(wù)，則更加細(xì)致地體現(xiàn)個(gè)人的特殊需要；創(chuàng)新設(shè)計(jì)的研究則主要在于創(chuàng)新技法的研究，如“功能變換式創(chuàng)新”、“技術(shù)融合式創(chuàng)新”、“品種外拓式創(chuàng)新”、“產(chǎn)品剔弊式創(chuàng)新”和“設(shè)計(jì)改型式創(chuàng)新”等。2．產(chǎn)品信息模型及求解方法（1）產(chǎn)品信息模型在產(chǎn)品信息模型方面，目前常見的產(chǎn)品信息模型有3大類：① 面向幾何的產(chǎn)品信息模型這一類模型主要由線、框、面、實(shí)體和混合模型表示，它著重于產(chǎn)品完整和明確的幾何構(gòu)成數(shù)據(jù)，不能表達(dá)功能、布局、原理、用戶需求、設(shè)計(jì)師風(fēng)格、材料等非幾何信息，無法支撐抽象、復(fù)雜的概念設(shè)計(jì)求解過程。另外一類集成產(chǎn)品信息模型，如組件特征模型等，雖然立足于面向產(chǎn)品級的特征內(nèi)涵，但也未考慮到用戶對概念設(shè)計(jì)全過程的影響，難以支持用戶全程參與概念設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)師超越用戶導(dǎo)向的產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)過程。另外，還有許多專家學(xué)者嘗試著以進(jìn)化模型、多級菱形思維模型等獲得概念設(shè)計(jì)方案。CD學(xué)術(shù)會議上，香港理工大學(xué)的John Frazer教授展示了其將遺傳算法應(yīng)用于玻璃杯設(shè)計(jì)的成果；加拿大國家工程中心的Shen教授展示了基于WEB的多智能體技術(shù)在PDA產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)過程中的應(yīng)用成果。（2）協(xié)同概念設(shè)計(jì)技術(shù)計(jì)算機(jī)支持的協(xié)同概念設(shè)計(jì)（Computer Supported Cooperative Conceptual Design）是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的概念設(shè)計(jì)主體，應(yīng)用CSCW理論和技術(shù)通過一定的信息交換和協(xié)同機(jī)制，共同完成某一概念設(shè)計(jì)目標(biāo)的過程。在協(xié)同概念設(shè)計(jì)求解模型方面，Thomas Kvan提出了3種協(xié)同概念設(shè)計(jì)方式：相互協(xié)同（Mutual collaboration）、分散協(xié)同（Exclusive collaboration）、集中協(xié)同（Dictator collaboration）；Taura提出了形狀比較、設(shè)計(jì)過程展示這兩種協(xié)同形狀設(shè)計(jì)的方法；Byong G. Lee提出了主動標(biāo)識方法模型來支持協(xié)同工作?；谶@些功能要求，Leslie ，如圖15所示。以上這些協(xié)同設(shè)計(jì)求解模型、體系架構(gòu)、沖突消解方法等主要是針對設(shè)計(jì)師與設(shè)計(jì)師之間的協(xié)同概念設(shè)計(jì)。在第四屆國際CAIDamp。概念可視化是指設(shè)計(jì)師透過圖面或模型，將市場的需求轉(zhuǎn)換成可視化的具體形態(tài)。在產(chǎn)品概念可視化方面，H. Masuda等人提出了3D CAD模型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；M. Weyrich等研制了一個(gè)應(yīng)用于虛擬概念設(shè)計(jì)的“虛擬工作臺”，為設(shè)計(jì)師提供了類似于畫板的工具。VR技術(shù)的發(fā)展提供了一種新的人機(jī)交互方式。“需要層次論”為人的需求的理論研究奠定了基礎(chǔ)。此外如Xu Zhigang等也提出了以產(chǎn)品為方向或者用戶為中心的設(shè)計(jì)工具“Smart Design”。此模塊工具包括概念設(shè)計(jì)的二維非參數(shù)化的裝配布局編輯器，用于概念分析的二維參數(shù)模型的布局，以及用于組件的三維布局編輯器。WAVE為協(xié)同概念設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。5．計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)其他關(guān)鍵技術(shù)（1）計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)技術(shù)產(chǎn)品創(chuàng)新是概念設(shè)計(jì)的根本目的，產(chǎn)品在功能、原理、外觀形態(tài)、人機(jī)操作、制造工藝、材料等各方面的創(chuàng)新，都會直接影響產(chǎn)品的整體特性，直至產(chǎn)品的最終質(zhì)量。圖16是CACD系統(tǒng)輔助創(chuàng)新工具的總體結(jié)構(gòu)圖。如各類創(chuàng)新技法，設(shè)計(jì)規(guī)范、創(chuàng)新變換中的各種法則以及生成方案的評價(jià)準(zhǔn)則等。設(shè)計(jì)師通過各種VR和多通道設(shè)備進(jìn)行概念設(shè)計(jì)過程中的信息傳遞和交流。設(shè)計(jì)管理是指以使用者為中心，對特定的產(chǎn)品、界面和環(huán)境進(jìn)行資源的開發(fā)、組織、計(jì)劃和控制。 發(fā)展趨勢從第一至第五屆國際CAIDamp。圖18 計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)三層架構(gòu)1．概念設(shè)計(jì)方法學(xué)概念設(shè)計(jì)的靈魂在于創(chuàng)新性和人性化，只有以技術(shù)美學(xué)為根基，使審美和實(shí)用相結(jié)合的設(shè)計(jì)，只有讓用戶全程參與概念設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)師挖掘用戶潛在需求并超越用戶導(dǎo)向的設(shè)計(jì)，才是最能創(chuàng)新的設(shè)計(jì)，才是最具人性的設(shè)計(jì)。（1）應(yīng)用基礎(chǔ)層——產(chǎn)品信息模型及求解方法計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)的研究將更加注重概念設(shè)計(jì)全流程的研究，注重建立一個(gè)統(tǒng)一的產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)信息表達(dá)模型，進(jìn)而研究依靠計(jì)算機(jī)輔助從需求分析到方案求解的概念設(shè)計(jì)推理過程，實(shí)現(xiàn)與前端需求分析和后端詳細(xì)設(shè)計(jì)的無縫連接。3．設(shè)計(jì)流程與實(shí)踐由于概念設(shè)計(jì)階段需要綜合考慮功能設(shè)計(jì)、原理設(shè)計(jì)、形狀設(shè)計(jì)、布局設(shè)計(jì)、初步的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、人機(jī)工程設(shè)計(jì)，其中包含了大量的不確定信息和確定信息，而且由于概念設(shè)計(jì)內(nèi)部的各個(gè)環(huán)節(jié)相互依賴，互為驅(qū)動，無法割裂，因而我們將概念設(shè)計(jì)階段分為概念設(shè)計(jì)第一階段和概念設(shè)計(jì)第二階段。15 / 1