产品创新与概念设计技术研究现状及其发展方向样本.doc

产品创新和概念设计技术研究现实状况及其发展方向
摘 要: 概念设计作为产品设计一个关键阶段, 对产品设计成功是否有着决定性影响。 在分析概念设计内涵和基础过程基础上, 从过程建模、 信息表示、 方案生成、 方案选择和系统开发等五个方面提出了概念设计关键技术, 浅述了现在中国外概念设计技术研究现实状况, 关键分析了概念设计中产品创新五个方面。 从深度和广度探讨了产品概念设计发展方向, 提出了未来研究关键, 和对应实现方法和技术。
关键词: 概念设计; 产品创新; 产品设计; 创新设计
引言
现代社会因为经济和科技高速发展,卖方市场向买方市场转换,企业要含有竞争力就必需进行产品创新,产品创新关键就在于构思创新产品概念,所以产品概念发展和产品设计是产品创新中含有决定性作用阶段。 故而, 概念设计被认为是设计过程中最关键、 最关键、 最具发明性阶段。 其关键性表现在以下两个方面:
(1) 概念设计阶段在很大程度上决定着最终产品性能、 发明性、 价格、 市场响应速度和速率等。 相关资料显示,概念设计阶段实际投入费用只占用产品开发总成品5%,但它却决定了产品总成本70%。
(2) 具体设计阶段极难甚至不能纠正概念设计阶段设计缺点和错误。
基于此, 从20世纪80年代中期起,大家逐步开始重视产品概念设计问题,至今,已成为设计领域研究热点之一。 尤其是多年来, 伴随计算机图形学、 虚拟现实、 灵敏设计、 多媒体等技术发展和CAD/CAM应用深入, 产品概念设计研究也有了新发展。
1 产品概念设计内涵及过程
从工程设计研究角度, 概念设计包含了产品功效设计、 原理设计、 方案设计及初步结构设计等内容。 不少学者从工程设计学出发, 提出了层次概念设计模型、 工程设计概念模型、 基于功率键图概念设计等概念设计建模方法。
从工业设计研究角度, 概念设计关键是指考虑功效、 结构、 人机工程和制造等原因在内产品外观形态设计。 所以, 不少学者从产品设计方法学出发, 提出了造型文法、 色彩文法、 形状文法等产品概念设计原理、 标准和方法。
另外, 从技术应用角度, 有些学者从智能辅助角度提出了基于多层推理机制概念设计、 概念设计教授系统等概念设计方法和机制; 也有学者从虚拟现实应用角度提出了基于虚拟界面概念形状设计、 基于并行工程概念设计等等。
概念设计从不一样角度有多个定义[1]。 通常认为,概念设计是指以设计要求为输入、 以最好方案为输出系统所包含工作步骤。 通常,概念设计输入功效要求输出结构方案,所以, 它是一个由功效向结构转换过程。
从设计过程看,概念设计含有创新性、 多样性和递归性特点;从设计对象看,概念设计又含有层次性和残缺性特点。 其中,创新性是概念设计本质和灵魂。 图1描述了通常概念设计工作步骤,它包含综合和评价两个基础过程。 综合是指由设计要求推理而生成多个方案,是个发散过程;评价则从方案集中择出最优,是个收敛过程。
图1 概念设计通常工作步骤
从设计步骤看, 面向产品创新概念设计过程可分为以下五个过程 （图1）。
组件特征录入过程
这个过程实质上是需求、 功效、 原理等信息实体化过程, 或称产品数据可视化过程。 其目标是形成产品初始实体。 整个录入过程以组件特征为单元逐步进行。 具体过程为首先输入产品总体信息, 包含几何信息和语义信息等; 其次录入产品各个初始组件特征, 包含总体特征、 几何特征、 工程特征、 布局特征等信息, 特征录入很灵活, 若设计师无法确定一些要素, 完全能够省略。 同时录入过程有多个形式, 可直接键入、 从系统组件库中选择或加以组合; 也可临时不录入, 在设计过程中再加以添加或进行组件特征分解。
产品创新设计过程
这一过程是概念设计关键过程, 包含了以布局、 形状和结构创新为主全部概念创新过程。 这一过程将提供部分常见概念设计创新工具和产品方案实时三维展示平台工具。 设计师可依据自己经验和实际需求, 选择不一样创新工具进行产品创新。 整个创新过程是设计师和计算机协作、 交互过程。
方案评价过程
每进行一步创新, 系统全部将统计目前历史, 并进行分析和评价, 同时将满足目前要求方案显示出来, 并由设计师进行深入评价。 系统随之响应设计师评价和修改指令, 对目前状态和方案进行修正。
产品方案展示过程
设计师可对选定单个或多个方案进行设计方案展示, 能够给展示方案添加真实感纹理、 对产品组件进行深入精细化; 能够添加多种模拟现实环境场景; 能够进行静态或动态演示等等。
方案输出过程
方案输出是概念设计最终阶段。 在这一过程, 产品方案能够