【正文】 色彩、布局、結(jié)構(gòu)、人機(jī)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(shè)計中7個方面的產(chǎn)品創(chuàng)新。綜上所述，概念設(shè)計可定義為產(chǎn)品早期設(shè)計階段，在CACD系統(tǒng)支持下進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計的過程，包括了產(chǎn)品在功能、原理、形態(tài)、色彩、布局、人機(jī)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(shè)計與概念設(shè)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(shè)計的研究范疇。先進(jìn)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(luò)化的設(shè)計開發(fā)環(huán)境。3．第三時期（20世紀(jì)九十年代后期）這一階段，由于真實(shí)感顯示、多媒體、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）等技術(shù)的發(fā)展以及CAD系統(tǒng)的逐漸完善和廣泛應(yīng)用，設(shè)計過程變得更加緊湊、簡捷，概念設(shè)計的內(nèi)涵和范圍逐步擴(kuò)大，一般就分成概念設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計兩個階段。 產(chǎn)品設(shè)計發(fā)展歷程與趨勢縱觀產(chǎn)品設(shè)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O(shè)EM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?yàn)樵O(shè)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(jìn)，不注重自主知識產(chǎn)權(quán)和產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計是我國多數(shù)產(chǎn)品的通病。產(chǎn)品概念設(shè)計作為設(shè)計過程的早期階段，其核心就在于產(chǎn)品創(chuàng)新。設(shè)計過程一般被分為概念設(shè)計、方案設(shè)計和詳細(xì)設(shè)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(jī)（Digital Mockup，DMU）、敏捷制造（Agile Manufacturing，AM）等。不少學(xué)者從工程設(shè)計學(xué)出發(fā)，提出了層次概念設(shè)計模型、工程設(shè)計概念模型、基于功率鍵圖的概念設(shè)計等概念設(shè)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(guān)鍵因素。⑤ 布局設(shè)計：根據(jù)排列方式、配置方式、尺寸比例等要素進(jìn)行產(chǎn)品布局。整體而言，概念設(shè)計具有如下特性：圖13 概念設(shè)計中的產(chǎn)品創(chuàng)新（1）創(chuàng)新性——創(chuàng)新是概念設(shè)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(yīng)運(yùn)而生了。因此，計算機(jī)輔助概念設(shè)計的研究，就需要去研究概念設(shè)計方法學(xué)。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(shè)計、定制設(shè)計、敏捷設(shè)計、并行設(shè)計、全生命周期設(shè)計、創(chuàng)新設(shè)計等方法，其本質(zhì)目的也在于通過設(shè)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(shè)計過程。在第四屆國際CAIDamp。CD學(xué)術(shù)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(wù)分配實(shí)現(xiàn)異地同時設(shè)計、通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上溝通與寫作、沖突解決機(jī)制的制定及實(shí)施等；英國Nottingham Trent大學(xué)的Prof. Su結(jié)合自己研究的成果以及在計算機(jī)輔助概念設(shè)計中的應(yīng)用，介紹了網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同機(jī)制、人機(jī)交互等內(nèi)容。圖14 典型的集成產(chǎn)品設(shè)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(jì)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(shè)計技術(shù)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(jī)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(yīng)該是一種多角度的、協(xié)同的、自然的評價模型。已經(jīng)有學(xué)者提出了“概念預(yù)設(shè)計”（Conceptual Predesign）的概念，并基于它改進(jìn)了一個語義模型KCPM來自動實(shí)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(shù)語，還提出一種自動實(shí)現(xiàn)從概念預(yù)設(shè)計到概念設(shè)計輸入的轉(zhuǎn)化方法。（Whatif Alternative Value Engineering）技術(shù)。不少學(xué)者從人工智能角度出發(fā)，對產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計進(jìn)行了深入研究。圖17是CACD系統(tǒng)的人機(jī)交互界面示意圖。設(shè)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(shè)計師在既定目標(biāo)指引下進(jìn)行新產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計，并協(xié)調(diào)設(shè)計部門與其他部門之間的合作與溝通，達(dá)到資源共享與互相促進(jìn)的目的。2．計算機(jī)應(yīng)用層主要包括應(yīng)用基礎(chǔ)層和應(yīng)用技術(shù)層。此外，計算機(jī)輔助概念設(shè)計的研究還應(yīng)注重與設(shè)計實(shí)踐和流程的結(jié)合，注重與其他設(shè)計階段集成的研究，如概念設(shè)計與需求分析、詳細(xì)設(shè)計等實(shí)現(xiàn)無縫連接，從而建立起完整的設(shè)計方法學(xué)理論。在這些研究中，一方面應(yīng)注重對人腦思維過程的模擬，研究復(fù)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(shè)計的自動化，因?yàn)檫@樣會使創(chuàng)新思維過程簡單化，而以限制概念設(shè)計的創(chuàng)新空間為代價換取設(shè)計信息的數(shù)字化和推理過程的自動化。CD學(xué)術(shù)會議以及國內(nèi)外計算機(jī)輔助概念設(shè)計研究現(xiàn)狀來看，目前計算機(jī)輔助概念設(shè)計主要集中在概念設(shè)計方法學(xué)、產(chǎn)品信息模型及求解方法、計算機(jī)輔助概念設(shè)計技術(shù)三大內(nèi)容。設(shè)計師與CACD系統(tǒng)的人機(jī)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(shè)計對象操作命令的發(fā)送以及設(shè)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(jī)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(shè)計階段，站在系統(tǒng)工程的角度，同時針對多種可選的設(shè)計方案進(jìn)行評估。這些研究從一個側(cè)面驗(yàn)證了用戶參與概念設(shè)計全過程的必要性和可能性，體現(xiàn)了概念設(shè)計的人本特征和創(chuàng)新特征，為概念設(shè)計技術(shù)的研究進(jìn)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(shù)均可以應(yīng)用在概念設(shè)計當(dāng)中，提供一個多通道的CACD系統(tǒng)的界面。概念設(shè)計是否能符合目標(biāo)用戶的需求、引導(dǎo)消費(fèi)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(shè)計相比，用戶和設(shè)計師有著更為獨(dú)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(fù)雜，沖突將更為明顯，今后有必要研究適合于用戶和設(shè)計師共同參與產(chǎn)品概念設(shè)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(shè)計系統(tǒng)的研制主要保證以下幾點(diǎn)：① 同步和異步交互；② 任務(wù)協(xié)調(diào)；③遠(yuǎn)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(jìn)行了大量的工作，如以可拓學(xué)為基礎(chǔ)的方案設(shè)計方法，基于遺傳算法的工程設(shè)計，用于設(shè)計環(huán)