【正文】 色彩、布局、結(jié)構(gòu)、人機工程、材質(zhì)、工藝等任一方面的創(chuàng)新，都會直接影響產(chǎn)品的整體特性，影響產(chǎn)品的最終質(zhì)量和市場競爭力。圖13描述了概念設計中7個方面的產(chǎn)品創(chuàng)新。綜上所述，概念設計可定義為產(chǎn)品早期設計階段，在CACD系統(tǒng)支持下進行產(chǎn)品創(chuàng)新設計的過程，包括了產(chǎn)品在功能、原理、形態(tài)、色彩、布局、人機工程和結(jié)構(gòu)這7個方面的創(chuàng)新活動，如圖12所示。此外，由于需求設計與概念設計之間高度耦合，迭代非常頻繁，所以有時候也可以把需求分析納入概念設計的研究范疇。先進的CAD系統(tǒng)提供了一個數(shù)字化、集成化、協(xié)同化、智能化、網(wǎng)絡化的設計開發(fā)環(huán)境。3．第三時期（20世紀九十年代后期）這一階段，由于真實感顯示、多媒體、虛擬現(xiàn)實（VR）等技術的發(fā)展以及CAD系統(tǒng)的逐漸完善和廣泛應用，設計過程變得更加緊湊、簡捷，概念設計的內(nèi)涵和范圍逐步擴大，一般就分成概念設計和詳細設計兩個階段。 產(chǎn)品設計發(fā)展歷程與趨勢縱觀產(chǎn)品設計過程的發(fā)展歷程和趨勢，大致可分成如圖11所示的4個發(fā)展時期。我國的產(chǎn)品大多以OEM貼牌加工的方式變成了外國的貨品，而即使是我們自有品牌的出口，也因為設計的粗陋使得中國制造的產(chǎn)品成了低質(zhì)低價的代名詞，過于注重模仿與引進，不注重自主知識產(chǎn)權(quán)和產(chǎn)品創(chuàng)新設計是我國多數(shù)產(chǎn)品的通病。產(chǎn)品概念設計作為設計過程的早期階段，其核心就在于產(chǎn)品創(chuàng)新。設計過程一般被分為概念設計、方案設計和詳細設計3個階段。此外，出現(xiàn)了一些新的制造模式如數(shù)字樣機（Digital Mockup，DMU）、敏捷制造（Agile Manufacturing，AM）等。不少學者從工程設計學出發(fā)，提出了層次概念設計模型、工程設計概念模型、基于功率鍵圖的概念設計等概念設計建模方法。（3）產(chǎn)品創(chuàng)新為目的產(chǎn)品的創(chuàng)新性是產(chǎn)品是否具有競爭能力的關鍵因素。⑤ 布局設計：根據(jù)排列方式、配置方式、尺寸比例等要素進行產(chǎn)品布局。整體而言，概念設計具有如下特性：圖13 概念設計中的產(chǎn)品創(chuàng)新（1）創(chuàng)新性——創(chuàng)新是概念設計的靈魂。針對上述情況，CACD的研究以及CACD系統(tǒng)的開發(fā)就應運而生了。因此，計算機輔助概念設計的研究，就需要去研究概念設計方法學。CD）于2003年10月19日至20日在中國杭州召開。近來涌現(xiàn)的諸如綠色設計、定制設計、敏捷設計、并行設計、全生命周期設計、創(chuàng)新設計等方法，其本質(zhì)目的也在于通過設計營造一個人性化的環(huán)境，滿足人們個性化和多樣化的需求。但是這些模型大部分是面向制造的，開放性差，無法清晰而簡潔地模擬客觀的設計過程。在第四屆國際CAIDamp。CD學術會議上，中科院計算所林宗楷研究員介紹了國內(nèi)外 在CSCW方面的研究狀況，其中包括通過任務分配實現(xiàn)異地同時設計、通過網(wǎng)絡實現(xiàn)網(wǎng)上溝通與寫作、沖突解決機制的制定及實施等；英國Nottingham Trent大學的Prof. Su結(jié)合自己研究的成果以及在計算機輔助概念設計中的應用，介紹了網(wǎng)絡化協(xié)同機制、人機交互等內(nèi)容。圖14 典型的集成產(chǎn)品設計與開發(fā)系統(tǒng)圖15 虛擬CSCW體系架構(gòu)目前代表性的沖突消解方法主要包括：基于共享數(shù)據(jù)庫的協(xié)作事物模型、基于約束的沖突消解方法、基于知識的沖突消解方法、沖突分層消解策略、基于經(jīng)濟效用協(xié)議的消解策略、基于多Agent的沖突檢測和消解模型、基于協(xié)商的沖突消解策略、基于集成的沖突消解策略等。目前虛擬概念設計技術主要研究以下3個問題：① VR環(huán)境下的概念可視化；② VR環(huán)境下的概念產(chǎn)品評價模型；③ VR環(huán)境下的人機交互界面。因此，未來理想的VR環(huán)境下的概念產(chǎn)品評價模型應該是一種多角度的、協(xié)同的、自然的評價模型。已經(jīng)有學者提出了“概念預設計”（Conceptual Predesign）的概念，并基于它改進了一個語義模型KCPM來自動實現(xiàn)從自然語言描述的用戶需求中提煉出規(guī)范的需求分析術語，還提出一種自動實現(xiàn)從概念預設計到概念設計輸入的轉(zhuǎn)化方法。（Whatif Alternative Value Engineering）技術。不少學者從人工智能角度出發(fā)，對產(chǎn)品的創(chuàng)新設計進行了深入研究。圖17是CACD系統(tǒng)的人機交互界面示意圖。設計管理不但能夠幫助企業(yè)確立整體發(fā)展戰(zhàn)略，還能將發(fā)展戰(zhàn)略轉(zhuǎn)化為可執(zhí)行的產(chǎn)品開發(fā)程序，有效激勵和規(guī)范設計師在既定目標指引下進行新產(chǎn)品的開發(fā)設計，并協(xié)調(diào)設計部門與其他部門之間的合作與溝通，達到資源共享與互相促進的目的。2．計算機應用層主要包括應用基礎層和應用技術層。此外，計算機輔助概念設計的研究還應注重與設計實踐和流程的結(jié)合，注重與其他設計階段集成的研究，如概念設計與需求分析、詳細設計等實現(xiàn)無縫連接，從而建立起完整的設計方法學理論。在這些研究中，一方面應注重對人腦思維過程的模擬，研究復雜多變的創(chuàng)新思維，尋找其中的規(guī)律；另一方面不能過于注重設計的自動化，因為這樣會使創(chuàng)新思維過程簡單化，而以限制概念設計的創(chuàng)新空間為代價換取設計信息的數(shù)字化和推理過程的自動化。CD學術會議以及國內(nèi)外計算機輔助概念設計研究現(xiàn)狀來看，目前計算機輔助概念設計主要集中在概念設計方法學、產(chǎn)品信息模型及求解方法、計算機輔助概念設計技術三大內(nèi)容。設計師與CACD系統(tǒng)的人機交互主要體現(xiàn)在各類數(shù)據(jù)的傳遞、各種圖形繪制命令和設計對象操作命令的發(fā)送以及設計對象的評價等過程。系統(tǒng)的輔助創(chuàng)新工具由一個創(chuàng)新基本操作模型和功能原理、形態(tài)、色彩、人機工程、布局、結(jié)構(gòu)、多方案創(chuàng)新工具等構(gòu)成。它可使不同部門的工程師在概念設計階段，站在系統(tǒng)工程的角度，同時針對多種可選的設計方案進行評估。這些研究從一個側(cè)面驗證了用戶參與概念設計全過程的必要性和可能性，體現(xiàn)了概念設計的人本特征和創(chuàng)新特征，為概念設計技術的研究進行了新的探索。三維交互、觸覺感知、語音識別、手勢識別等技術均可以應用在概念設計當中，提供一個多通道的CACD系統(tǒng)的界面。概念設計是否能符合目標用戶的需求、引導消費流行的趨勢，用“眼見為憑”的圖面或模型表現(xiàn)是最為方便的方法。與這一類協(xié)同設計相比，用戶和設計師有著更為獨立的知識結(jié)構(gòu)和問題求解策略，因而他們之間的協(xié)同將更為復雜，沖突將更為明顯，今后有必要研究適合于用戶和設計師共同參與產(chǎn)品概念設計的協(xié)同求解模型、體系架構(gòu)以及沖突消解方法。協(xié)同概念設計系統(tǒng)的研制主要保證以下幾點：① 同步和異步交互；② 任務協(xié)調(diào)；③遠程交互和控制；④ 數(shù)據(jù)可視化和易用性；⑤ 數(shù)據(jù)共享。目前，國內(nèi)外許多專家對上述3個方面內(nèi)容的研究也進行了大量的工作，如以可拓學為基礎的方案設計方法，基于遺傳算法的工程設計，用于設計環(huán)