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工程領(lǐng)域中的概念設(shè)計及創(chuàng)新
摘要：本文論述了工程領(lǐng)域中的概念設(shè)計的主要原理和功能；闡述了概念設(shè)計與創(chuàng)造性思維和技術(shù)創(chuàng)新的內(nèi)在聯(lián)系；舉出了各種創(chuàng)造性思維的形式并分析了其特點；強調(diào)技術(shù)創(chuàng)新在概念設(shè)計中的重要的作用；根據(jù)作者本人所在的設(shè)計群體多年來的設(shè)計經(jīng)驗和體會總結(jié)出一系列的創(chuàng)新技法，并結(jié)合工程設(shè)計領(lǐng)域中的概念設(shè)計創(chuàng)新實踐，列舉了若干種含有技術(shù)創(chuàng)新的產(chǎn)品概念設(shè)計范例。關(guān)鍵詞：工程設(shè)計，概念設(shè)計，創(chuàng)造性思維，創(chuàng)新
1 工程領(lǐng)域中的概念設(shè)計
現(xiàn)代科技的迅猛發(fā)展，尤其是微電子、信息、新材料及集成技術(shù)的進展，使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)發(fā)生了革命性的變化，機電一體化、模塊化已成為工程產(chǎn)品的發(fā)展趨勢；計算機技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，深刻的影響著設(shè)計開發(fā)過程、制造過程、營銷和售后服務(wù)過程，并改變著產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和功能；先進工藝技術(shù)和先進制造技術(shù)為現(xiàn)代工程設(shè)計提供了前所未有的工藝技術(shù)手段和社會化制造體系。這些變化都深刻地影響著工程設(shè)計的發(fā)展。
工程設(shè)計是人們運用科技知識和方法，有目標(biāo)地創(chuàng)造工程產(chǎn)品構(gòu)思和計劃的過程，幾乎涉及到人類活動的全部領(lǐng)域。工程設(shè)計的費用往往只占最終產(chǎn)品成本的一小部分（8 ~ 15%），然而它對產(chǎn)品的先進性和競爭能力卻起著決定性的影響,并往往決定70 ~ 80%的制造成本和營銷服務(wù)成本。所以說工程設(shè)計是現(xiàn)代社會工業(yè)文明的最重要的支柱，是工業(yè)創(chuàng)新的核心環(huán)節(jié)，也是現(xiàn)代社會生產(chǎn)力的龍頭。工程設(shè)計的水平和能力是一個國家和地區(qū)工業(yè)創(chuàng)新能力和競爭能力的決定性因素之一。
工程設(shè)計的全過程就是不斷建立各種模型，并不斷進行綜合和分析的過程，即反復(fù)地創(chuàng)造模型和評價模型的過程。工程設(shè)計的內(nèi)容大致可分為兩類：一類是數(shù)值計算型的工作，包括大量的計算、分析、繪圖、編寫說明書和填寫各種表格；另一類是符號推理性的工作，主要是方案設(shè)計工作。在設(shè)計方法學(xué)中，前者稱之為細節(jié)設(shè)計，后者稱之為概念設(shè)計。概念設(shè)計主要包括功能設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計兩大部分。其作用主要體現(xiàn)在產(chǎn)品設(shè)計的早期階段，把主設(shè)計師根據(jù)產(chǎn)品功能的需求而萌發(fā)出來的原始構(gòu)思和沖動形成產(chǎn)品的主體框架，及它應(yīng)包括的各主要模塊和組件，以完成整體布局和外型初步設(shè)計。然后進行評估和優(yōu)化，確定整體設(shè)計方案。再由各責(zé)任設(shè)計師把總設(shè)計師的設(shè)計思想落實到具體設(shè)計中去，實現(xiàn)細節(jié)設(shè)計。可見概念設(shè)計是個創(chuàng)造性過程，它要求設(shè)計者能綜合運用許多學(xué)科的專門知識和豐富的實踐經(jīng)驗，并通過廣泛的調(diào)查研究而占有大量的信息資料，再經(jīng)過反復(fù)思考、推理和決策，才能創(chuàng)造出與眾不同的、滿足用戶要求的設(shè)計方案來。
在工程設(shè)計領(lǐng)域中存在這樣一個誤區(qū)：設(shè)計、構(gòu)思的原始沖動是三維概念，最終設(shè)計實施之結(jié)果即產(chǎn)品也是三維形體�？墒嵌嗄陙硪远S繪圖為基礎(chǔ)的產(chǎn)品設(shè)計、制造模式嚴重地束縛了工程技術(shù)人員的創(chuàng)造力和想象力，成為創(chuàng)新的桎枯。
三維建模技術(shù)的崛起以及虛擬制造技術(shù)的出現(xiàn)為概念設(shè)計和創(chuàng)新提供了一種極好的工作平臺，設(shè)計師們可以直接從三維概念和構(gòu)思入手，進行概念設(shè)計，形成產(chǎn)品的初步框架，然后進一步通過工程分析、數(shù)字仿真、虛擬現(xiàn)實等高新技術(shù)手段來分析和評價設(shè)計方案的可行性及未來產(chǎn)品的質(zhì)量、可靠性。這種設(shè)計方法尤其能充分發(fā)揮自頂向下的設(shè)計過程中,設(shè)計者的智慧和創(chuàng)新能力，
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