摘要：隨著機械產品的廣泛應用，概念設計成為新名詞。本文簡要闡述概念設計的內容并分析設計方法。

　　關鍵詞：概念設計;機械產品;

　　一 機械產品設計的重要性和關鍵步驟

　　產品設計作為生產的預備環節受到外界的高度重視，只有提高設計水平方可增強競爭力，設計的首要任務在于創新，引領市場潮流，滿足用戶需要，穩固市場地位。

　　(1)機械產品設計過程的主要步驟

　　雖然機械產品概念設計方法多樣，但實際上是指設計的理論方式不同。目前，描述機械產品概念設計的文獻資料數不勝數，例如：Benz等人提出產品設計主要分為制定目標、概念設計、確定技術方案以及工程實施四個方面;Koller等人提出產品設計主要分為外觀、性能、定量以及定性四個方面;鄒慧君等人講述產品設計主要分為規劃、方案、具體以及完善四個方面。綜上所述，產品設計主要以性能為主。

　　(2)概念設計在設計過程中的地位

　　所謂概念設計是指以非具體的形式構建設計方案，而并非構建出產品實體，本文將概念設計主要分為規劃、性能等內容。

　　二 概念設計內涵的深刻性

　　Palh最初講述概念設計的內容，然后大量的研究人員開始探索概念設計并明確定義為：確定設計目標后，利用虛擬的方式探索產品的內在機理以及組成部分并尋找解決方案。

　　Frence等人將概念設計定義為：確定設計目的以及約束條件后構建出框架結構，此流程要求設計人員具備較強的專業水準，但能夠有效增強產品功能。概念設計不僅單獨的涉及知識，還包括工程學、加工工藝等，屬于各個領域的知識集合。所謂框架結構是指設計的大致方向，產品的大致功能以及組成部分，將其合理組成后分析產品設計的經濟成本、性能、質量等內容，我們只需大致描述產品信息而不需要具體到細節。

　　綜上所述，概念設計不同于傳統設計，其對于產品的制造以及功能實現等環節提出較高的要求，針對其中的工作原理探索解決方案并最終得出創造性構思，滿足技術以及經濟要求且無限接近于最優方案，此流程要求工作人員了解制造技術、相關領域理論以及商務知識。本文將概念設計的特征概括為三點：

　　(1)創新性

　　設計的首要目標是具有創新性，突破傳統的限制，研究先進的功能，降低經濟成本，提高市場競爭力。所謂創新，并非僅僅是指單一的外觀創新，而是包括功能、結構、成本等多個方面，實現多層面最佳方案組合。

　　(2)多樣性

　　概念設計并非具體某一環節的詳細方式，而是構建出可行的設計方案并實現預期的功能要求，由于人員的水平以及思維差異，概念設計方法也有所不同，從而在功能載體的設計上產生完全不同的解決方案，例如電子表與機械表。

　　(3)層次性

　　任何過程都應具有條理性，概念設計分為功能以及結構兩個層面，并將功能與結構相匹配，單一的結構改變停留于結構層，單一的功能創造停留于功能層，但層次之間依然具有聯系。以自行車為例，自行車功能在于前行，手把功能在于調整方向，腳踏板的作用是動力輸出。綜上所述，概念設計分為三個部分：功能設計、機理研究、方案制定。

　　概念設計屬于產品設計的準備步驟，只有提高概念設計水平，才可提高產品實際性能。如今，計算機技術的強大功能使得概念設計更加完善，通過智能化手段開發產品性能并探究內在理論。

　　三 機械產品的概念設計

　　本文將機械產品的概念設計概括為三方面：

　　(1)功能設計

　　第一，企業根據市場動向以及消費者需求，采用計算機技術進行分析，并得出相關結論，找出關鍵因素，突破傳統束縛，開發新功能，為功能設計提供數據基礎。第二，將總體功能設計拆分為具體部分功能。第三，確定子功能的連接并展開設計。

　　(2)工藝設計

　　要想實際滿足產品性能，則必須依靠實際工藝流程，因此工藝設計是重中之重，與功能設計類似，工藝設計也需拆分為各個子工藝，將子功能與子工藝相匹配，例如：電風扇工作階段分為翻轉、上下移動、左右移動等，又例如裝盒機分為紙盒成型、紙盒傳送、壓蓋、封蓋等，分別擠壓、傳送鏈移動、機械臂翻折等動作，不同的工藝完成有不同的動作，從而實現不同的機械功能。

　　(3)方案設計

　　要想實現工藝則必須設計相關機構，因此產品的整體設計依然落實在運動設計，其中運動設計分為動力、傳動以及執行三類。隨著智能化技術的發展，傳動機構以及執行機構已經合為一體，并且部分機構擁有雙重功能，所以概念設計中常常將二者統一。與傳統的單純機械傳動機構不同，如今絕大部分機械產品均為機械電子產品，利用電子技術提高產品性能，但設計流程并無差異。本文將機械電子產品的概念設計分為三類：功能設計、運動設計以及機電系統設計。

　　四 產品智能化概念設計研究內容和方法

　　智能化技術的出現為概念設計提供無限可能，本文將智能化機械產品概念設計的內容闡述如下：

　　(1)內容

　　第一，構建產品功能庫以將產品結構更好地呈現給設計人員，便于設計人員根據以往設計經驗來實現產品創新。

　　第二，構建載體庫，統計載體并提供給設計人員，使其根據載體性能開展設計構思，根據當前已有性能來創新更為先進的功能，使產品趨近完美。

　　第三，由于概念設計強調設計人員的邏輯思維，需要結合產品內部性能與結構的聯系推導設計方案，推導方法多樣，例如：實物推導，經驗推導等

　　第四，評價是檢驗產品質量的關鍵，由于產品的性能以及構造差異，不同產品的評價方式有所不同，但評價方向大體一致。通常情況下，將產品分為機械與機械電子兩類，再細化為動力、執行、經濟等多種性能指標，根據不同指標制定不同的評價體系，構建體系時需強調完整性以及合理性，如果設計過程出現多種方案，則設計人員應從多種角度考慮選用最優參數組合，價值工程法、系統工程評價等手段均能取得較好的效果。

　　(2)智能化概念設計研究方法

　　所謂智能化設計，必須凸顯智能技術，因而需要計算機技術完成人工勞動。

　　第一，功能是某個結構需要完成的目標，屬于非具體形式，利用多種構建的相互聯系實現工藝行為，將功能與結構的對應關系不斷細化，進而制定具體的實施方案。

　　第二，將載體存儲于智能庫，當需要某種功能時將其提取，拓寬設計人員的思維。

　　第三，采用一定數量的樣本推導功能到行為的過程，一旦細化至結構層面，會發現多種結構能夠實現同一類功能，體現出設計多樣性，再添加行為層面，使系統自動識別以及創造，輔助設計人員實施設計。

　　結論

　　概念設計的優勢在于提高產品質量、降低成本等，可以有效解決國內機械產品質量差，機械行業難以進入國際舞臺的問題，因而重視產品概念設計是今后研究的重點，在此背景下，本文提出智能化設計方式，以期推動機械行業蓬勃發展。

　　參考文獻

　　[1]劉征宏. 面向產品概念設計的隱性知識轉化模型構建及重用研究[D].貴州大學，2016.

　　[2]吳凡超. 機電產品需求獲取和概念設計研究[D].杭州電子科技大學，2016.

　　作者：韋可

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