【正文】 維造型，但由于其本身并不是為概念設(shè)計(jì)而開發(fā)的，存在許多約束限制，不允許快速輸入和再現(xiàn)不完備的概念造型，從而導(dǎo)致其基本上是一個(gè)在設(shè)計(jì)方案基本定型之后的概念化（草圖化）繪圖工具，而非輔助設(shè)計(jì)工具。CACD涉及到了設(shè)計(jì)方法學(xué)、人機(jī)工程學(xué)、人工智能、CAD以及認(rèn)知與思維科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域的方法與技術(shù)。CG專業(yè)委員會(huì)、中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)工業(yè)設(shè)計(jì)分會(huì)以及浙江省計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)共同主辦的第五屆國(guó)際計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)與概念設(shè)計(jì)會(huì)議（the 5th International Conference on ComputerAided Industrial Design and Conceptual Design，CAIDamp。1．概念設(shè)計(jì)方法學(xué)概念設(shè)計(jì)的本質(zhì)在于設(shè)計(jì)的人性化和創(chuàng)新性，概念設(shè)計(jì)方法學(xué)的研究也要體現(xiàn)這兩個(gè)本質(zhì)特性。③ 集成產(chǎn)品信息模型以基于STEP標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品功能信息模型、基于圖元對(duì)象的工程產(chǎn)品CAD信息集成模型等為代表的集成產(chǎn)品信息模型，推廣了特征的含義，包含了產(chǎn)品生命周期內(nèi)多種特征信息，解決了CAD/CAPP/CAM集成化中數(shù)據(jù)共享和一致性、信息不完全等問(wèn)題。3．計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)技術(shù)（1）智能概念設(shè)計(jì)技術(shù)智能概念設(shè)計(jì)技術(shù)目前的研究主要包括以下內(nèi)容：① 概念設(shè)計(jì)中創(chuàng)新思維的模擬； ② 智能設(shè)計(jì)方法的研究；③ 智能概念設(shè)計(jì)平臺(tái)的研制。在第四屆國(guó)際CAIDamp。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于：① 縮短設(shè)計(jì)周期；② 設(shè)計(jì)方案可以及時(shí)更新；③ 各設(shè)計(jì)小組通信暢通；④ 能快速有效地使用產(chǎn)品信息模型數(shù)據(jù)；⑤ 設(shè)計(jì)方案質(zhì)量得到提升。香港理工大學(xué)的Tang Mingxi博士闡述了全球虛擬設(shè)計(jì)中心（Global Virtual Design Studio）在世界范圍內(nèi)的研究及應(yīng)用情況，并實(shí)時(shí)展示了其虛擬設(shè)計(jì)漫游系統(tǒng)，其中包括演示、設(shè)計(jì)、協(xié)同及互動(dòng)過(guò)程，還介紹了該系統(tǒng)的研究方法，包括虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、協(xié)同技術(shù)、視覺(jué)和虛擬規(guī)劃過(guò)程等。但是這些評(píng)價(jià)模型都未能充分利用虛擬現(xiàn)實(shí)的3I的基本特征，無(wú)法真正讓評(píng)價(jià)者進(jìn)入沉浸狀態(tài)，通過(guò)真實(shí)的交互進(jìn)行設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)或者構(gòu)想。但由于這些研究源于需求分析，沒(méi)有真正或者未完全將用戶引入一個(gè)開放的循環(huán)設(shè)計(jì)過(guò)程，勢(shì)必造成以下問(wèn)題：① 不明確的需求導(dǎo)致不當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品概念設(shè)計(jì)；② 延時(shí)的需求導(dǎo)致滯后的產(chǎn)品設(shè)計(jì)；③ 有效的市場(chǎng)反饋無(wú)法及時(shí)作用于產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)中，難以根據(jù)用戶因素的變化調(diào)整、完善產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)。從V13版本后推出了概念設(shè)計(jì)WAVE實(shí)踐表明，產(chǎn)品創(chuàng)新性主要來(lái)自概念設(shè)計(jì)階段所涉及的功能、原理、形態(tài)、色彩、人機(jī)工程、布局和結(jié)構(gòu)等方面。圖16 CACD系統(tǒng)輔助創(chuàng)新工具總體結(jié)構(gòu)目前，關(guān)于概念設(shè)計(jì)人機(jī)交互技術(shù)的研究，主要集中在以VR、多通道等為代表的新興技術(shù)的應(yīng)用研究上。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的白熱化，企業(yè)建立科學(xué)的、有價(jià)值的、長(zhǎng)期的產(chǎn)品開發(fā)戰(zhàn)略導(dǎo)向和規(guī)劃是極其必要的。設(shè)計(jì)心理學(xué)、設(shè)計(jì)信息學(xué)、設(shè)計(jì)符號(hào)學(xué)、人機(jī)工程學(xué)、設(shè)計(jì)管理學(xué)將是概念設(shè)計(jì)方法學(xué)未來(lái)幾年內(nèi)所要關(guān)注的熱點(diǎn)，這些研究將極大地豐富概念設(shè)計(jì)方法學(xué)的理論基礎(chǔ)。基于這樣一種劃分，可以將更多具有創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)前期活動(dòng)在第一階段予以解決，而將其他有規(guī)則性的設(shè)計(jì)活動(dòng)放在第二階段解決。我們必須在研究中體現(xiàn)以人為本的思想，研究人機(jī)一體化的產(chǎn)品信息模型和求解方法，使之在有利于計(jì)算機(jī)表達(dá)和操作的同時(shí)，能較好地符合設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)思維習(xí)慣。然而計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)作為工業(yè)設(shè)計(jì)、管理學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、心理學(xué)等多學(xué)科交叉的產(chǎn)物，不僅需要注重以上3個(gè)層次的研究，同時(shí)還要關(guān)注設(shè)計(jì)實(shí)踐和流程。圖17 CACD系統(tǒng)的人機(jī)交互界面（3）設(shè)計(jì)管理技術(shù)設(shè)計(jì)管理（Design Management）的運(yùn)用和研究在國(guó)內(nèi)還處于剛剛起步的階段，而在韓國(guó)、日本等國(guó)家已成為企業(yè)開發(fā)管理的核心之一。組件特征錄入工具、方案顯現(xiàn)工具和評(píng)價(jià)工具則為輔助創(chuàng)新提供了一個(gè)基本的操作平臺(tái)。通過(guò)將設(shè)計(jì)意圖組織到一個(gè)相關(guān)控制結(jié)構(gòu)（associative control structure）中去，可使概念設(shè)計(jì)師十分有效地控制各種設(shè)計(jì)的變更。4．商品化軟件中的CACD技術(shù)目前，世界上大型的CAD/CAM/CAE軟件系統(tǒng)如Pro/Engineer、EDS Unigraphics、EUCLID、Autodesk、SolidWorks、Alias、SoftImage等都提供了有關(guān)產(chǎn)品早期設(shè)計(jì)的系統(tǒng)模塊，它們稱之為工業(yè)設(shè)計(jì)模塊、概念設(shè)計(jì)模塊或草圖設(shè)計(jì)模塊等。浙江大學(xué)從人機(jī)工程學(xué)這個(gè)大背景出發(fā)，提出自然人機(jī)交互模式是以直接操縱為主的、與命令語(yǔ)言特別是與自然語(yǔ)言共存的人機(jī)交互形式。主要包括兩方面內(nèi)容的研究：一是物體/場(chǎng)景的建模，二是產(chǎn)品概念的可視化。（3）虛擬概念設(shè)計(jì)技術(shù)隨著與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相關(guān)的硬件和軟件技術(shù)的不斷進(jìn)步，在虛擬環(huán)境下將產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)一體化已經(jīng)成為學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。Leslie ，如圖14所示，在這個(gè)系統(tǒng)中，各個(gè)設(shè)計(jì)小組可以進(jìn)行方案評(píng)估，提出創(chuàng)新性設(shè)計(jì)和改良性設(shè)計(jì)。但是由于概念設(shè)計(jì)過(guò)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(guò)程本身的復(fù)雜性，所以目前該領(lǐng)域的研究陷入了以下困境：① 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)以限制概念設(shè)計(jì)的創(chuàng)新空間為代價(jià)換取設(shè)計(jì)信息的數(shù)字化和推理過(guò)程的自動(dòng)化；② 求解方法的研究過(guò)于依賴計(jì)算機(jī)，不注重產(chǎn)品信息模型即知識(shí)基礎(chǔ)的研究。在概念設(shè)計(jì)創(chuàng)新技法方面，國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者先后提出了發(fā)明創(chuàng)造的科學(xué)方法TRIZ、基于系統(tǒng)綜合方法的產(chǎn)品創(chuàng)造性設(shè)計(jì)理論TIPS、組合創(chuàng)造方法等。這兩種方式，都是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)前端將用戶需求引入設(shè)計(jì)流程，這樣很可能會(huì)因時(shí)滯效應(yīng)而在新產(chǎn)品推向市場(chǎng)時(shí)就已落后于用戶的需求。在國(guó)內(nèi)，國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)資助了很多項(xiàng)目，如“基于可拓學(xué)理論的智能化概念設(shè)計(jì)方法研究”、“產(chǎn)品進(jìn)化過(guò)程驅(qū)動(dòng)的概念設(shè)計(jì)模型研究”、“基于演化的概念設(shè)計(jì)生物建模理論與方法的研究”、“機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)智能化平臺(tái)的研究”、“產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)中對(duì)立創(chuàng)新模型的研究”等。由于目前已有的許多CAD系統(tǒng)的著眼點(diǎn)主要是“設(shè)計(jì)表達(dá)”，存在許多約束限制，從而導(dǎo)致其基本上是一個(gè)在設(shè)計(jì)方案基本定型之后的概念化（草圖化）繪圖工具，而非輔助設(shè)計(jì)工具，所以如何運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)研制出計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)系統(tǒng)，支持從需求分析到方案求解的概念設(shè)計(jì)全過(guò)程，就成為CACD需要解決的另外一個(gè)主要問(wèn)題。 基本內(nèi)容CACD，即通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)的輔助來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)，以達(dá)到產(chǎn)品創(chuàng)新的目的。一個(gè)新產(chǎn)品在功能、原理、形態(tài)、