【正文】 境的模糊系統(tǒng)Xfuzzy，基于synectics技術(shù)的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)，不確定推理模型，概念設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)等。（2）概念設(shè)計(jì)求解方法概念設(shè)計(jì)的求解是指從需求分析到方案求解的推理過程，其目的是為了產(chǎn)品創(chuàng)新。從概念設(shè)計(jì)的參與者來看，目前企業(yè)讓用戶參與設(shè)計(jì)有兩種方式：一是企業(yè)為用戶設(shè)計(jì)產(chǎn)品，二是將用戶的產(chǎn)品需求融入產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)中，然后由設(shè)計(jì)師進(jìn)行設(shè)計(jì)。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)領(lǐng)域的研究都比較重視，設(shè)立了相關(guān)的研究計(jì)劃，如MIT AI LAB的Design Rationale項(xiàng)目，MIT CAD LAB的CAID、DOME，CMU Computational Design Research Group開展的幾何建模、并行設(shè)計(jì)、智能推理的工作，CMU 在Design Process Management方面開發(fā)的Odyssey系統(tǒng)，普林斯頓大學(xué)開發(fā)的3D Model Search Engine，加州大學(xué)伯克利分校專家系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室開展的“計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)概念庫的建立及其在機(jī)械中的應(yīng)用”等。這應(yīng)該是目前CACD又一需要解決的主要內(nèi)容。在設(shè)計(jì)早期應(yīng)用CACD系統(tǒng)至少有如下優(yōu)勢(shì)：（1）它能滿足概念設(shè)計(jì)師的各類特殊需求；（2）它能有效地提高概念設(shè)計(jì)的質(zhì)量；（3）它能更為簡(jiǎn)捷地生成設(shè)計(jì)對(duì)象；（4）它提供了一個(gè)進(jìn)行信息交流和對(duì)象評(píng)價(jià)的更好的平臺(tái)；（5）它可以避免因設(shè)計(jì)失敗而造成的開發(fā)成本的浪費(fèi)。這里的創(chuàng)新可以是多層次的，如，從結(jié)構(gòu)修改與替換、布局變換的低層次創(chuàng)新工作到工作原理更換、功能修改和增加、形態(tài)變異、人機(jī)約束滿足等高層次的創(chuàng)新活動(dòng)看，都屬于概念設(shè)計(jì)的范疇。⑦ 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 包括尺寸、結(jié)構(gòu)、部件之間連接關(guān)系在內(nèi)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)創(chuàng)新過程。概念設(shè)計(jì)與產(chǎn)品創(chuàng)新密切相關(guān)。不少學(xué)者從產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法學(xué)出發(fā)，提出了造型文法、色彩文法、形狀文法等產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)原理、原則與方法。設(shè)計(jì)過程高度集成化，概念設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)幾乎并行進(jìn)行。在這一階段，一些新的制造模式如計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）、并行工程（CE）等得到了深入研究并逐步應(yīng)用于企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)踐。因此產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)質(zhì)量與效率不僅對(duì)產(chǎn)品的創(chuàng)新性、功能的合理性、使用的宜人性和外觀造型的美觀性等起著決定性的作用，同時(shí)也直接影響到整個(gè)產(chǎn)品的開發(fā)周期、上市時(shí)間、生產(chǎn)成本等重要因素。第1章 緒 論 產(chǎn)品創(chuàng)新的核心——產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)中國(guó)已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)的大國(guó)，但還不是工業(yè)生產(chǎn)的強(qiáng)國(guó)。一旦概念設(shè)計(jì)被確定，產(chǎn)品設(shè)計(jì)的60%~70%也就確定了，而概念設(shè)計(jì)階段所花費(fèi)的成本和時(shí)間在總的開發(fā)成本和設(shè)計(jì)周期中占的比例通常都在60%以下，并且很難或不能在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段糾正產(chǎn)品設(shè)計(jì)的缺陷。其中，概念設(shè)計(jì)是創(chuàng)造性設(shè)計(jì)思維階段，方案設(shè)計(jì)是概念設(shè)計(jì)與詳細(xì)設(shè)計(jì)的過渡階段，包括功構(gòu)映射、初步結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、方案布置設(shè)計(jì)等，詳細(xì)設(shè)計(jì)則主要是在CAD系統(tǒng)的支持下確定產(chǎn)品各類參數(shù)的過程。圖11 產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程的發(fā)展歷程與趨勢(shì)4．第四時(shí)期（21世紀(jì)初期）到了這一階段，產(chǎn)品的制造模式將發(fā)生根本性的變化，基本上達(dá)到虛擬制造（Virtual Manufacturing，VM），甚至敏捷制造的水平。工業(yè)設(shè)計(jì)界則將其定義為在功能、原理基本確定的情況下，考慮產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、人機(jī)工程、形態(tài)、色彩、制造以及成本等因素在內(nèi)的產(chǎn)品外觀造型的設(shè)計(jì)，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)。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。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。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。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)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?jī)蓚€(gè)問題：求解的方法論和知識(shí)基礎(chǔ)。此前，第一、二、三、四屆國(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)議分別在中國(guó)桂林、泰國(guó)曼谷、中國(guó)香港和中國(guó)濟(jì)南召開。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。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(jí)的特征內(nèi)涵，但也未考慮到用戶對(duì)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。CD學(xué)術(shù)會(huì)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(guó)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。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(dòng)標(biāo)識(shí)方法模型來支持協(xié)同工作。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(duì)設(shè)計(jì)師與設(shè)計(jì)師之間的協(xié)同概念設(shè)計(jì)。概念可視化是指設(shè)計(jì)師透過圖面或模型，將市場(chǎng)的需求轉(zhuǎn)換成可視化的具體形態(tài)。VR技術(shù)的發(fā)展提供了一種新的人機(jī)交互方式。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”。WAVE為協(xié)同概念設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。圖16是CACD系統(tǒng)輔助創(chuàng)新工具的總體結(jié)構(gòu)圖。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。 發(fā)展趨勢(shì)從第一至第五屆國(guó)際CAIDamp。（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。15 / 1