產品概念設計

出自 MBA智库百科(https://wiki.mbalib.com/)

　　產品概念設計是指由分析用戶需求到生成概念產品的一系列有序的、可組織的、有目標的設計活動，表現為由模糊到清晰、由粗到精、由抽象到具體、不斷演進的變化過程。產品概念設計的最終目的是開發新產品，而新產品必須滿足用戶需求，這就要求產品概念設計要以用戶需求為重要設計依據。用戶需求分為顯性需求和潛在需求，用戶顯性需求能夠通過分析市場調查數據直接獲知，進而指導產品概念設計；用戶潛在需求則需要產品概念設計小組充分挖掘需求信息，預測用戶的期望，並運用科學的方法將新產品開發的投資風險降至最低。

　　1．創新性。創新性是產品概念設計的本質特征，主要表現在以下四個方面：其一，運用全新的設計理念生產概念產品；其二，在市場調查、分析的基礎上，對現有產品的功能進行改進或開發新的功能，以滿足市場開拓的需求；其三，對現有產品生產中的技術進行改良和突破，提升產品競爭優勢；其四，對產品外觀進行創新，給用戶與眾不同的感覺。

　　2．多維性。產品概念設計是一項複雜的工作，涉及社會需求調查分析、產品設計定位、產品功能定義、概念產品模型樣機、生產結構設計等多個設計環節。尤其在設計創意階段，不僅要多層次、多維度地反覆思考問題，還要從設計對象的特點人手，運用抽象發散思維創造性地解決問題，為產品概念設計奠定基礎。

　　3．綜合性。產品概念設計的綜合性主要表現在概念、功能、技術三個方面的綜合。任何產品的概念均需要綜合市場調查、需求分析、同類型產品概念模型比較等多項工作成果，進而作出準確的市場預測。在此情況下，產品功能會具備一定的綜合性，並需要綜合運用成熟的技術生產產品，賦予產品使用價值。

　　4．多樣性。產品概念設計的對象是概念產品，相比較一般性產品而言，概念產品具備形式多樣化的特點，不僅可以是三維的實物，也可以是虛擬的電子模式或其他形式。

　　產品概念設計必須以某種設計方法學的基本理論為指導，將概念設計方案的建模作為研究的重點，即如何運用適當的方法恰當地表達、描述和操作概念設計的過程，從而確保概念產品的特征和功能能夠滿足用戶需求，充分體現設計者的設計思維和概念設計的創新之處。目前，概念設計方法成為了國內外諸多學者研究的重點內容，並取得了一定的研究成果。

　　(一)國外產品概念設計的研究現狀

　　1．Sieger等人提出的系統設計法，其核心是運用系統工程的理論和方法分析產品設計的過程，是一種適用性較強的概念設計方法。

　　2．N．P．Suh提出的公理化設計方法，將概念設計過程分為顧客域、物理域、功能域、過程域四個領域的映射，並分別對應客戶屬性、設計參數、功能要求、過程變數等相關矢量。

　　3．Umeda等人提出鍵合圖法，先利用行為描述表達產品的功能要求，而後使用鍵合圖建模產品行為，最後通過行為圖和匹配物理元件生成多個設計方案。

　　4．Ulrich提出基於規則配置的鍵合圖元件，主要通過設計要求輸入和輸出參數的微分關係式，構建微分關係網路，進而產生概念設計方案。

　　5．J．S．Gero等人提出FBS模型，將概念設計信息進行分層抽象，按照功能、行為和結構的不同抽象層次中的信息生成概念設計方案，同時FBS模型也可用於求解概念設計中關於功能、行為和結構的相關問題。

　　(二)國內產品概念設計的研究現狀

　　1．中國科學技術大學的李萌提出運用TRIZ和DEA進行產品概念設計的方法。該方法運用TRIZ揭示客戶需求分析創新問題的實質，獲取多種創新方案，並通過DEA評價這些創新方案，最終得到最優化的概念設計方案。

　　2．上海交通大學的孔凡國和鄒慧君提出基於功能、行為、結構三層次的概念設計方法模型，使推理與知識表達相結合，進而產生不同層次的創新解。孔凡國和鄒慧君在理論和方法研究的基礎上，研發了MCIDISS(機械產品方案創新設計智能支持系統)。

　　3．華中理工大學的周濟基於實例研究產品概念設計系統，並將其應用於再設計問題和實例檢索與重用上，取得了良好的應用效果。

　　4．其他學者的研究：毛權提出基於實例原型的概念設計模型；應保勝提出實例推理與規則推理相結合的概念設計模型；潘雲鶴提出綜合推理模型等。

　　隨著科學技術的不斷發展，產品概念設計的研究也必須向集成化、智能化、網路化、數字化的方向發展，進一步拓展產品概念設計的研究深度和廣度。在研究內容上，要重視對概念設計內在規律、思維模式的研究；在研究對象上，要重視對複雜產品的概念設計研究；在實現技術上，要重視對網路技術和數字技術的應用研究。

　　(一)複雜產品概念設計模型研究

　　未來產品概念設計研究的重點為設計過程模型、產品信息模型、方案生成模型的研究，通過模型研究力求提高設計過程的可操作性和彈性，運用設計模型解決複雜產品概念設計的創新問題。由於複雜產品涉及液壓、控制、軟體、機械、電子等諸多高科技領域，所以概念設計要研究相應學科知識與生成設計方案的表達和管理方法，在充分利用知識挖掘、數據倉庫等手段的基礎上，對綜合推理模型進行不斷完善和創新，使其成為複雜產品概念設計的有效模型。

　　(二)統一產品模型描述方式的研究

　　現階段，雖然存在許多產品概念設計的模型可以對設計的不同側面進行描述，但是卻沒有形成統一的產品模型描述方式，極易導致概念設計與詳細設計、結構設計、工藝設計相脫節。所以，未來產品概念設計的研究方向和研究難點應確立為對產品創新設計的支持研究，即構建需求、功能、結構的映射機制，實現設計過程的控制自動化，解決概念設計與CAD的集成問題。

　　(三)協作式產品概念設計研究

　　隨著產品概念設計的複雜程度越來越高，使得產品概念設計往往需要設計團隊相互協作共同完成。在此情況下，協作式產品概念設計研究成為了重要的研究方向，為了滿足不同領域專家、設計者、客戶和製造者之間相互協作的要求，應當使協作式概念設計集合多學科知識，消除參與設計方的矛盾衝突，實現對產品數據和知識的高效管理。協作式產品概念設計要將網路協作設計、智能體協作設計、設計數據共用、設計知識管理、智能用戶界面開發等作為重點研究內容。

　　(四)人機協作的概念設計系統研究

　　產品概念設計既要發揮人的潛力，又要合理利用電腦技術、網路技術、信息技術，通過將人的智慧與機器、技術的高度結合，從而充分人機協作的效用，不斷創新產品概念設計的實現模式。未來產品概念設計系統的研究要重視可視化等虛擬技術的運用，進而研究人機任務分配、人機協作演算法、人機交互界面開發等內容，最終構建人機交互平臺，實現人為操作與機器演算法的有機結合。