工程領域中的概念設計及創(chuàng)新

摘要：本文論述了工程領域中的概念設計的主要原理和功能；闡述了概念設計與創(chuàng)造性思維和技術創(chuàng)新的內在聯(lián)系；舉出了各種創(chuàng)造性思維的形式并分析了其特點；強調技術創(chuàng)新在概念設計中的重要的作用；根據(jù)作者本人所在的設計群體多年來的設計經驗和體會總結出一系列的創(chuàng)新技法，并結合工程設計領域中的概念設計創(chuàng)新實踐，列舉了若干種含有技術創(chuàng)新的產品概念設計范例。 

關鍵詞：工程設計，概念設計，創(chuàng)造性思維，創(chuàng)新 

1 工程領域中的概念設計 

    現(xiàn)代科技的迅猛發(fā)展，尤其是微電子、信息、新材料及集成技術的進展，使產品結構發(fā)生了革命性的變化，機電一體化、模塊化已成為工程產品的發(fā)展趨勢；計算機技術的飛速發(fā)展和廣泛應用，深刻的影響著設計開發(fā)過程、制造過程、營銷和售后服務過程，并改變著產品的結構和功能；先進工藝技術和先進制造技術為現(xiàn)代工程設計提供了前所未有的工藝技術手段和社會化制造體系。這些變化都深刻地影響著工程設計的發(fā)展。 

    工程設計是人們運用科技知識和方法，有目標地創(chuàng)造工程產品構思和計劃的過程，幾乎涉及到人類活動的全部領域。工程設計的費用往往只占最終產品成本的一小部分（8 ~　15%），然而它對產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成本。所以說工程設計是現(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)代社會生產力的龍頭。工程設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，即反復地創(chuàng)造模型和評價模型的過程。工程設計的內容大致可分為兩類：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，主要是方案設計工作。在設計方法學中，前者稱之為細節(jié)設計，后者稱之為概念設計。概念設計主要包括功能設計和結構設計兩大部分。其作用主要體現(xiàn)在產品設計的早期階段，把主設計師根據(jù)產品功能的需求而萌發(fā)出來的原始構思和沖動形成產品的主體框架，及它應包括的各主要模塊和組件，以完成整體布局和外型初步設計。然后進行評估和優(yōu)化，確定整體設計方案。再由各責任設計師把總設計師的設計思想落實到具體設計中去，實現(xiàn)細節(jié)設計�？梢姼拍钤O計是個創(chuàng)造性過程，它要求設計者能綜合運用許多學科的專門知識和豐富的實踐經驗，并通過廣泛的調查研究而占有大量的信息資料，再經過反復思考、推理和決策，才能創(chuàng)造出與眾不同的、滿足用戶要求的設計方案來。

 在工程設計領域中存在這樣一個誤區(qū)：設計、構思的原始沖動是三維概念，最終設計實施之結果即產品也是三維形體�？墒嵌嗄陙硪远�維繪圖為基礎的產品設計、制造模式嚴重地束縛了工程技術人員的創(chuàng)造力和想象力，成為創(chuàng)新的桎枯。 

    三維建模技術的崛起以及虛擬制造技術的出現(xiàn)為概念設計和創(chuàng)新提供了一種極好的工作平臺，設計師們可以直接從三維概念和構思入手，進行概念設計，形成產品的初步框架，然后進一步通過工程分析、數(shù)字仿真、虛擬現(xiàn)實等高新技術手段來分析和評價設計方案的可行性及未來產品的質量、可靠性。這種設計方法尤其能充分發(fā)揮自頂向下的設計過程中,設計者的智慧和創(chuàng)新能力，

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