【正文】 境的模糊系統(tǒng)Xfuzzy，基于synectics技術(shù)的產(chǎn)品創(chuàng)新設計，不確定推理模型，概念設計專家系統(tǒng)等。（2）概念設計求解方法概念設計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。從概念設計的參與者來看，目前企業(yè)讓用戶參與設計有兩種方式：一是企業(yè)為用戶設計產(chǎn)品，二是將用戶的產(chǎn)品需求融入產(chǎn)品概念設計中，然后由設計師進行設計。目前，國內(nèi)外對計算機輔助概念設計領(lǐng)域的研究都比較重視，設立了相關(guān)的研究計劃，如MIT AI LAB的Design Rationale項目，MIT CAD LAB的CAID、DOME，CMU Computational Design Research Group開展的幾何建模、并行設計、智能推理的工作，CMU 在Design Process Management方面開發(fā)的Odyssey系統(tǒng)，普林斯頓大學開發(fā)的3D Model Search Engine，加州大學伯克利分校專家系統(tǒng)實驗室開展的“計算機輔助概念設計概念庫的建立及其在機械中的應用”等。這應該是目前CACD又一需要解決的主要內(nèi)容。在設計早期應用CACD系統(tǒng)至少有如下優(yōu)勢：（1）它能滿足概念設計師的各類特殊需求；（2）它能有效地提高概念設計的質(zhì)量；（3）它能更為簡捷地生成設計對象；（4）它提供了一個進行信息交流和對象評價的更好的平臺；（5）它可以避免因設計失敗而造成的開發(fā)成本的浪費。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、人機約束滿足等高層次的創(chuàng)新活動看，都屬于概念設計的范疇。⑦ 結(jié)構(gòu)設計： 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。概念設計與產(chǎn)品創(chuàng)新密切相關(guān)。不少學者從產(chǎn)品設計方法學出發(fā)，提出了造型文法、色彩文法、形狀文法等產(chǎn)品概念設計原理、原則與方法。設計過程高度集成化，概念設計和詳細設計幾乎并行進行。在這一階段，一些新的制造模式如計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）、并行工程（CE）等得到了深入研究并逐步應用于企業(yè)的生產(chǎn)實踐。因此產(chǎn)品概念設計質(zhì)量與效率不僅對產(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，同時也直接影響到整個產(chǎn)品的開發(fā)周期、上市時間、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)品概念設計中國已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)的大國，但還不是工業(yè)生產(chǎn)的強國。一旦概念設計被確定，產(chǎn)品設計的60%~70%也就確定了，而概念設計階段所花費的成本和時間在總的開發(fā)成本和設計周期中占的比例通常都在60%以下，并且很難或不能在詳細設計階段糾正產(chǎn)品設計的缺陷。其中，概念設計是創(chuàng)造性設計思維階段，方案設計是概念設計與詳細設計的過渡階段，包括功構(gòu)映射、初步結(jié)構(gòu)設計、方案布置設計等，詳細設計則主要是在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)品設計過程的發(fā)展歷程與趨勢4．第四時期（21世紀初期）到了這一階段，產(chǎn)品的制造模式將發(fā)生根本性的變化，基本上達到虛擬制造（Virtual Manufacturing，VM），甚至敏捷制造的水平。工業(yè)設計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)品外觀造型的設計，即產(chǎn)品的形態(tài)設計、色彩設計、布局設計與人機工程設計。而概念設計是產(chǎn)品設計過程中創(chuàng)新表現(xiàn)最為集中、最為突出的一個階段，其目的就在于追求產(chǎn)品的創(chuàng)新。⑥ 人機設計：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工程學要求設計的內(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)新設計。概念設計過程如此復雜，內(nèi)容這么豐富，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，該如何依靠計算機 實現(xiàn)從需求分析到方案求解的概念設計全過程呢？謝友柏院士曾提出設計理論和方法主要應當研究兩個問題：求解的方法論和知識基礎(chǔ)。此前，第一、二、三、四屆國際計算機輔助工業(yè)設計與概念設計會議分別在中國桂林、泰國曼谷、中國香港和中國濟南召開。如綠色設計所提出的4R原則：減量（Reduction）、復用（Reuse）、回收（Recycling）和再生（Regeneration），其著眼點在于全人類未來總體的生存和發(fā)展；定制設計所提出的個性化定制服務，則更加細致地體現(xiàn)個人的特殊需要；創(chuàng)新設計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“設計改型式創(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)品級的特征內(nèi)涵，但也未考慮到用戶對概念設計全過程的影響，難以支持用戶全程參與概念設計、設計師超越用戶導向的產(chǎn)品概念設計過程。CD學術(shù)會議上，香港理工大學的John Frazer教授展示了其將遺傳算法應用于玻璃杯設計的成果；加拿大國家工程中心的Shen教授展示了基于WEB的多智能體技術(shù)在PDA產(chǎn)品概念設計過程中的應用成果。在協(xié)同概念設計求解模型方面，Thomas Kvan提出了3種協(xié)同概念設計方式：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、設計過程展示這兩種協(xié)同形狀設計的方法；Byong G. Lee提出了主動標識方法模型來支持協(xié)同工作。以上這些協(xié)同設計求解模型、體系架構(gòu)、沖突消解方法等主要是針對設計師與設計師之間的協(xié)同概念設計。概念可視化是指設計師透過圖面或模型，將市場的需求轉(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計工具“Smart Design”。WAVE為協(xié)同概念設計提供了強大的技術(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。設計師通過各種VR和多通道設備進行概念設計過程中的信息傳遞和交流。 發(fā)展趨勢從第一至第五屆國際CAIDamp。（1）應用基礎(chǔ)層——產(chǎn)品信息模型及求解方法計算機輔助概念設計的研究將更加注重概念設計全流程的研究，注重建立一個統(tǒng)一的產(chǎn)品概念設計信息表達模型，進而研究依靠計算機輔助從需求分析到方案求解的概念設計推理過程，實現(xiàn)與前端需求分析和后端詳細設計的無縫連接。15 / 1