产品造型设计教案

息交流和对象评价的更好的平台。 （3）产品创新为目的

产品的创新性是产品是否具有竞争能力的关键因素。而概念设计是产品设计过程中创新表现最为集中、最为突出的一个阶段，其目的就在于追求产品的创新。概念设计与产品创新密切相关。

综上所述，概念设计可定义为产品早期设计阶段，在CACD系统支持下进行产品创新设计的过程，包括了产品在功能、原理、形态、色彩、布局、人机工程和结构这7个方面的创新活动，如图1-2所示。

工程概念设计 工业概念设计 面向创新的概念设计 功能设计 原理设计 布局设计 形态设计 功能设计 原理设计 形态设计 色彩设计 布局设计 人机设计 结构设计 内涵 基础 设计师+传统CAD 设计师+CACD系统

图1-2 概念设计新内涵

① 功能设计：将需求分析转化为功能设计任务书，并针对市场需求进行功能上的改进或创新的过程。

② 原理设计： 按照功能设计说明书，进行产品原理解的求取和创新的过程。

③ 形态设计：包括各部件的形状、材料、工艺、表面造型、肌理在内的产品形态创新过程。 ④ 色彩设计：在功能、材料、批量生产的加工手段、时尚、生理、人机工程学等条件的制约下，对设计的形体赋予色彩。

⑤ 布局设计：根据排列方式、配置方式、尺寸比例等要素进行产品布局。

⑥ 人机设计：考虑产品与人以及环境的全部联系，全面分析人在系统中的具体作用，明确人与产品的关系，确定人与产品关系中各部分的特性及人机工程学要求设计的内容。 ⑦ 结构设计： 包括尺寸、结构、部件之间连接关系在内的产品结构创新过程。

图1-3描述了概念设计中7个方面的产品创新。其中，以功能创新和原理创新为主的产品概念设计往往是创造性设计，而以布局创新、形态创新、色彩创新、人机工程创新和结构创新为主的产品概念设计主要是变型性设计。它们虽存在一定的相互独立性，但在实际的概念设

25

计过程中往往相互影响，相互制约。 产品概念设计特点

概念设计阶段的工作高度体现了设计的艺术性、创造性、综合性。随着时代的进步，设计的难度日益增大，很难全面准确地捕捉市场现实和潜在的需求，也很难把握众多相关领域技术的发展。整体而言，概念设计具有如下特性：

26

产品设计 产品创新 创新技法 支撑系统 和创新工具 创造性设计 变型性设计 功能 创新 原理创新 布局 创新 形态 创新 色彩 创新 人机创新 结构创新 集体群智法：智力激励法、检核表法、CBS法、德尔菲法 系统创新法：系统设问法、系统列举法 组合创新法：性能组合、功能组合、原理组合、结构组合、系统组合、模块组合 联想类比法：联想发明、综摄类比 支撑系统：集成信息管理系统、智能系统、网络协同环境 创新工具：形态学求解工具、协同学求解工具、构思激励工具、 模型化交换工具、组合化求解工具

图1-3 概念设计中的产品创新

（1）创新性——创新是概念设计的灵魂。只有创新才有可能得到用户最需要、最适用、最满意的新产品。这里的创新可以是多层次的，如，从结构修改与替换、布局变换的低层次创新工作到工作原理更换、功能修改和增加、形态变异、人机约束满足等高层次的创新活动看，都属于概念设计的范畴。一个新产品在功能、原理、形态、色彩、布局、结构、人机工程、材质、工艺等任一方面的创新，都会直接影响产品的整体特性，影响产品的最终质量和市场竞争力。

（2）多样性——概念设计的多样性主要体现在其设计路径的多样化和设计方案的多样化。不同的市场需求，不同的功能定义、分解，不同的工作原理，不同的产品形态，不同的布局形式等，都会产生完全不同的设计思路和设计方法，从而在产品概念设计中产生完全不同的解决方案。

计算机辅助概念设计 发展由来

概念设计是一个创造性设计的过程。但目前以CAD为核心的计算机辅助工具主要应用在详细设计阶段，如Pro/Engineer、EDS Unigraphics等，这些系统的着眼点主要是“设计表达”，虽能生成复杂、精确、完整的三维造型，但由于其本身并不是为概念设计而开发的，存在许

27

多约束限制，不允许快速输入和再现不完备的概念造型，从而导致其基本上是一个在设计方案基本定型之后的概念化（草图化）绘图工具，而非辅助设计工具。

针对上述情况，CACD的研究以及CACD系统的开发就应运而生了。CACD系统的根本目的就在于能有效支持产品的创新设计。 在设计早期应用CACD系统至少有如下优势： （1）它能满足概念设计师的各类特殊需求； （2）它能有效地提高概念设计的质量； （3）它能更为简捷地生成设计对象；

（4）它提供了一个进行信息交流和对象评价的更好的平台； （5）它可以避免因设计失败而造成的开发成本的浪费。 基本内容

CACD，即通过计算机技术的辅助来进行产品的概念设计，以达到产品创新的目的。它是CAD领域的一个重要分支。

概念设计不仅与需求分析、详细设计紧密相连，其内部的各个环节也相互依赖，互为驱动，因而概念设计是一个相当复杂的过程。一个好的设计方案既要有合理的功能结构、美观的造型、简便的操作，同时还要富有创新性。CACD涉及到了设计方法学、人机工程学、人工智能、CAD以及认知与思维科学等多个领域的方法与技术。因此，计算机辅助概念设计的研究，就需要去研究概念设计方法学。

概念设计过程如此复杂，内容这么丰富，随着信息技术的发展，该如何依靠计算机 实现从需求分析到方案求解的概念设计全过程呢？谢友柏院士曾提出设计理论和方法主要应当研究两个问题：求解的方法论和知识基础。这应该是目前CACD又一需要解决的主要内容。 由于目前已有的许多CAD系统的着眼点主要是“设计表达”，存在许多约束限制，从而导致其基本上是一个在设计方案基本定型之后的概念化（草图化）绘图工具，而非辅助设计工具，所以如何运用计算机辅助设计技术研制出计算机辅助概念设计系统，支持从需求分析到方案求解的概念设计全过程，就成为CACD需要解决的另外一个主要问题。随着CACD系统功能的逐步强大，计算机辅助概念设计系统必然越来越受到概念设计师的欢迎，从而在概念设计过程最终替代传统的CAD系统。

基于以上认识，目前CACD的研究内容主要有以下3方面： （1）概念设计方法学的研究；

（2）产品信息模型及基于该模型的概念设计求解方法的研究；

28

（3）应用CACD技术开发CACD系统。

29

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库产品造型设计教案在线全文阅读。