【正文】 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(dòng)，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。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)。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。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。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(huì)直接影響產(chǎn)品的整體特性，直至產(chǎn)品的最終質(zhì)量。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。“需要層次論”為人的需求的理論研究奠定了基礎(chǔ)。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。在第四屆國際CAIDamp。基于這些功能要求，Leslie ，如圖15所示。（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。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。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。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。基于以上認(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)。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(dòng)，因而概念設(shè)計(jì)是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過程。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(huì)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。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。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。概念設(shè)計(jì)內(nèi)涵的不斷變化，其最大的驅(qū)動(dòng)因素就在于計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展。為能對概念設(shè)計(jì)作一個(gè)全面的形式化定義，針對其發(fā)展?fàn)顩r，從以下3個(gè)方面加以考慮：（1）定位的完整性從設(shè)計(jì)方法學(xué)的角度看，完整意義上的概念設(shè)計(jì)包含了工程設(shè)計(jì)與工業(yè)設(shè)計(jì)兩大部分，兩者密不可分。其中，概念設(shè)計(jì)是指產(chǎn)品設(shè)計(jì)早期的創(chuàng)造性設(shè)計(jì)階段，目的在于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新。在這個(gè)階段，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)主要局限于工程設(shè)計(jì)繪圖的層次，并沒有打破傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程劃分。惟有創(chuàng)新，才能令中國企業(yè)走上自強(qiáng)之路；惟有重視設(shè)計(jì)，才能令中國由“制造大國”走向“制造強(qiáng)國”。中國工程院院士、浙江大學(xué)校長潘云鶴教授在談到產(chǎn)品創(chuàng)新時(shí)說，創(chuàng)新有兩類：第一類是原理上的改變，如從無到有的創(chuàng)新，比如科技發(fā)明；第二類創(chuàng)新是在第一類的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，這類改進(jìn)更符合使用者的行為習(xí)慣和個(gè)性需求。制造過程也主要是基于傳統(tǒng)的“制造裝配→實(shí)樣試驗(yàn)→批量生產(chǎn)”的流程。而詳細(xì)設(shè)計(jì)主要是面向裝配和制造，將概念設(shè)計(jì)方案詳細(xì)化、精確化，同時(shí)修正存在的不妥之處。但由于歷史的原因，它們一直處于分裂的局面，前者主要由工程師完成，后者則由工業(yè)設(shè)計(jì)師完成。當(dāng)前，計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)（ComputerAided Conceptual Design, CACD）的研究已受到眾多學(xué)者的關(guān)注。③ 形態(tài)設(shè)計(jì)：包括各部件的形狀、材料、工藝、表面造型、肌理在內(nèi)的產(chǎn)品形態(tài)創(chuàng)新過程。 產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)特點(diǎn)概念設(shè)計(jì)階段的工作高度體現(xiàn)了設(shè)計(jì)的藝術(shù)性、創(chuàng)造性、綜合性。 計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì) 發(fā)展由來概念設(shè)計(jì)是一個(gè)創(chuàng)造性設(shè)計(jì)的過程。一個(gè)好的設(shè)計(jì)方案既要有合理的功能結(jié)構(gòu)、美觀的造型、簡便的操作，同時(shí)還要富有創(chuàng)新性。 研究現(xiàn)狀由杭州市人民政府、浙江大學(xué)、中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)CADamp。由于設(shè)計(jì)過程中創(chuàng)造性思維所具有的獨(dú)立性、連動(dòng)性、多面性、跨越性、綜合性等特性，加上概念設(shè)計(jì)過程本身的復(fù)雜性以及客觀條件的局限性，國內(nèi)學(xué)術(shù)界在CACD領(lǐng)域的研究起步較晚，進(jìn)展也相對遲緩，還有諸多關(guān)鍵技術(shù)問題有待解決，在各方面特別是CACD技術(shù)的應(yīng)用研究上，與國際上發(fā)達(dá)國家還存在相當(dāng)大的差距。② 面向特征的產(chǎn)品信息模型目前有許多專家學(xué)者提出了如基于特征技術(shù)的智能產(chǎn)品信息模型、特征關(guān)聯(lián)語義模型、基于變動(dòng)特征的模型、特征精練模型等，但是這一類模型一般只支持產(chǎn)品設(shè)計(jì)的后期階段，且存在著產(chǎn)品信息關(guān)聯(lián)性差、信息不完全、特征定義不一致、特征識別困難等問題。上述這些方法對概念設(shè)計(jì)求解進(jìn)行了一些有意義的探索工作，但是由于人腦中的求解方法具有計(jì)算機(jī)所無可比擬的廣泛性、自適應(yīng)性和更新速度，所以企圖以通過記錄人的求解方法、找出其中的規(guī)律并將它們賦予計(jì)算機(jī)的研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到實(shí)用階段。目前協(xié)同概念設(shè)計(jì)主要研究內(nèi)容有以下幾點(diǎn)：① 協(xié)同概念設(shè)計(jì)求解模型；② 協(xié)同概念設(shè)計(jì)體系結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)的研制；③ 協(xié)同概念設(shè)計(jì)沖突消解方法的研究。該體系架構(gòu)中主要集成了三大主要部件：① 在線決策支持工具；② WEB服務(wù)器和瀏覽器；③ 協(xié)作工作組。CD學(xué)術(shù)會(huì)議上，許多專家提出了基于Internet的虛擬設(shè)計(jì)、虛擬展示及電子商務(wù)等研究與應(yīng)用問題。在概念產(chǎn)品評價(jià)模型的研究中，D. Thompson提出了一套新穎的協(xié)同虛擬評價(jià)系統(tǒng)；Kadefors Rolan