摘要：隨著機(jī)械產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，概念設(shè)計(jì)成為新名詞。本文簡(jiǎn)要闡述概念設(shè)計(jì)的內(nèi)容并分析設(shè)計(jì)方法。

　　關(guān)鍵詞：概念設(shè)計(jì);機(jī)械產(chǎn)品;

　　一 機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要性和關(guān)鍵步驟

　　產(chǎn)品設(shè)計(jì)作為生產(chǎn)的預(yù)備環(huán)節(jié)受到外界的高度重視，只有提高設(shè)計(jì)水平方可增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力，設(shè)計(jì)的首要任務(wù)在于創(chuàng)新，引領(lǐng)市場(chǎng)潮流，滿足用戶需要，穩(wěn)固市場(chǎng)地位。

　　(1)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程的主要步驟

　　雖然機(jī)械產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)方法多樣，但實(shí)際上是指設(shè)計(jì)的理論方式不同。目前，描述機(jī)械產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)的文獻(xiàn)資料數(shù)不勝數(shù)，例如：Benz等人提出產(chǎn)品設(shè)計(jì)主要分為制定目標(biāo)、概念設(shè)計(jì)、確定技術(shù)方案以及工程實(shí)施四個(gè)方面;Koller等人提出產(chǎn)品設(shè)計(jì)主要分為外觀、性能、定量以及定性四個(gè)方面;鄒慧君等人講述產(chǎn)品設(shè)計(jì)主要分為規(guī)劃、方案、具體以及完善四個(gè)方面。綜上所述，產(chǎn)品設(shè)計(jì)主要以性能為主。

　　(2)概念設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)過程中的地位

　　所謂概念設(shè)計(jì)是指以非具體的形式構(gòu)建設(shè)計(jì)方案，而并非構(gòu)建出產(chǎn)品實(shí)體，本文將概念設(shè)計(jì)主要分為規(guī)劃、性能等內(nèi)容。

　　二 概念設(shè)計(jì)內(nèi)涵的深刻性

　　Palh最初講述概念設(shè)計(jì)的內(nèi)容，然后大量的研究人員開始探索概念設(shè)計(jì)并明確定義為：確定設(shè)計(jì)目標(biāo)后，利用虛擬的方式探索產(chǎn)品的內(nèi)在機(jī)理以及組成部分并尋找解決方案。

　　Frence等人將概念設(shè)計(jì)定義為：確定設(shè)計(jì)目的以及約束條件后構(gòu)建出框架結(jié)構(gòu)，此流程要求設(shè)計(jì)人員具備較強(qiáng)的專業(yè)水準(zhǔn)，但能夠有效增強(qiáng)產(chǎn)品功能。概念設(shè)計(jì)不僅單獨(dú)的涉及知識(shí)，還包括工程學(xué)、加工工藝等，屬于各個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)集合。所謂框架結(jié)構(gòu)是指設(shè)計(jì)的大致方向，產(chǎn)品的大致功能以及組成部分，將其合理組成后分析產(chǎn)品設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)成本、性能、質(zhì)量等內(nèi)容，我們只需大致描述產(chǎn)品信息而不需要具體到細(xì)節(jié)。

　　綜上所述，概念設(shè)計(jì)不同于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，其對(duì)于產(chǎn)品的制造以及功能實(shí)現(xiàn)等環(huán)節(jié)提出較高的要求，針對(duì)其中的工作原理探索解決方案并最終得出創(chuàng)造性構(gòu)思，滿足技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)要求且無限接近于最優(yōu)方案，此流程要求工作人員了解制造技術(shù)、相關(guān)領(lǐng)域理論以及商務(wù)知識(shí)。本文將概念設(shè)計(jì)的特征概括為三點(diǎn)：

　　(1)創(chuàng)新性

　　設(shè)計(jì)的首要目標(biāo)是具有創(chuàng)新性，突破傳統(tǒng)的限制，研究先進(jìn)的功能，降低經(jīng)濟(jì)成本，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。所謂創(chuàng)新，并非僅僅是指單一的外觀創(chuàng)新，而是包括功能、結(jié)構(gòu)、成本等多個(gè)方面，實(shí)現(xiàn)多層面最佳方案組合。

　　(2)多樣性

　　概念設(shè)計(jì)并非具體某一環(huán)節(jié)的詳細(xì)方式，而是構(gòu)建出可行的設(shè)計(jì)方案并實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能要求，由于人員的水平以及思維差異，概念設(shè)計(jì)方法也有所不同，從而在功能載體的設(shè)計(jì)上產(chǎn)生完全不同的解決方案，例如電子表與機(jī)械表。

　　(3)層次性

　　任何過程都應(yīng)具有條理性，概念設(shè)計(jì)分為功能以及結(jié)構(gòu)兩個(gè)層面，并將功能與結(jié)構(gòu)相匹配，單一的結(jié)構(gòu)改變停留于結(jié)構(gòu)層，單一的功能創(chuàng)造停留于功能層，但層次之間依然具有聯(lián)系。以自行車為例，自行車功能在于前行，手把功能在于調(diào)整方向，腳踏板的作用是動(dòng)力輸出。綜上所述，概念設(shè)計(jì)分為三個(gè)部分：功能設(shè)計(jì)、機(jī)理研究、方案制定。

　　概念設(shè)計(jì)屬于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備步驟，只有提高概念設(shè)計(jì)水平，才可提高產(chǎn)品實(shí)際性能。如今，計(jì)算機(jī)技術(shù)的強(qiáng)大功能使得概念設(shè)計(jì)更加完善，通過智能化手段開發(fā)產(chǎn)品性能并探究?jī)?nèi)在理論。

　　三 機(jī)械產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)

　　本文將機(jī)械產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)概括為三方面：

　　(1)功能設(shè)計(jì)

　　第一，企業(yè)根據(jù)市場(chǎng)動(dòng)向以及消費(fèi)者需求，采用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行分析，并得出相關(guān)結(jié)論，找出關(guān)鍵因素，突破傳統(tǒng)束縛，開發(fā)新功能，為功能設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。第二，將總體功能設(shè)計(jì)拆分為具體部分功能。第三，確定子功能的連接并展開設(shè)計(jì)。

　　(2)工藝設(shè)計(jì)

　　要想實(shí)際滿足產(chǎn)品性能，則必須依靠實(shí)際工藝流程，因此工藝設(shè)計(jì)是重中之重，與功能設(shè)計(jì)類似，工藝設(shè)計(jì)也需拆分為各個(gè)子工藝，將子功能與子工藝相匹配，例如：電風(fēng)扇工作階段分為翻轉(zhuǎn)、上下移動(dòng)、左右移動(dòng)等，又例如裝盒機(jī)分為紙盒成型、紙盒傳送、壓蓋、封蓋等，分別擠壓、傳送鏈移動(dòng)、機(jī)械臂翻折等動(dòng)作，不同的工藝完成有不同的動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)不同的機(jī)械功能。

　　(3)方案設(shè)計(jì)

　　要想實(shí)現(xiàn)工藝則必須設(shè)計(jì)相關(guān)機(jī)構(gòu)，因此產(chǎn)品的整體設(shè)計(jì)依然落實(shí)在運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)，其中運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)分為動(dòng)力、傳動(dòng)以及執(zhí)行三類。隨著智能化技術(shù)的發(fā)展，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)已經(jīng)合為一體，并且部分機(jī)構(gòu)擁有雙重功能，所以概念設(shè)計(jì)中常常將二者統(tǒng)一。與傳統(tǒng)的單純機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不同，如今絕大部分機(jī)械產(chǎn)品均為機(jī)械電子產(chǎn)品，利用電子技術(shù)提高產(chǎn)品性能，但設(shè)計(jì)流程并無差異。本文將機(jī)械電子產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)分為三類：功能設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)以及機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

　　四 產(chǎn)品智能化概念設(shè)計(jì)研究?jī)?nèi)容和方法

　　智能化技術(shù)的出現(xiàn)為概念設(shè)計(jì)提供無限可能，本文將智能化機(jī)械產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)的內(nèi)容闡述如下：

　　(1)內(nèi)容

　　第一，構(gòu)建產(chǎn)品功能庫以將產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更好地呈現(xiàn)給設(shè)計(jì)人員，便于設(shè)計(jì)人員根據(jù)以往設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新。

　　第二，構(gòu)建載體庫，統(tǒng)計(jì)載體并提供給設(shè)計(jì)人員，使其根據(jù)載體性能開展設(shè)計(jì)構(gòu)思，根據(jù)當(dāng)前已有性能來創(chuàng)新更為先進(jìn)的功能，使產(chǎn)品趨近完美。

　　第三，由于概念設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)人員的邏輯思維，需要結(jié)合產(chǎn)品內(nèi)部性能與結(jié)構(gòu)的聯(lián)系推導(dǎo)設(shè)計(jì)方案，推導(dǎo)方法多樣，例如：實(shí)物推導(dǎo)，經(jīng)驗(yàn)推導(dǎo)等

　　第四，評(píng)價(jià)是檢驗(yàn)產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵，由于產(chǎn)品的性能以及構(gòu)造差異，不同產(chǎn)品的評(píng)價(jià)方式有所不同，但評(píng)價(jià)方向大體一致。通常情況下，將產(chǎn)品分為機(jī)械與機(jī)械電子兩類，再細(xì)化為動(dòng)力、執(zhí)行、經(jīng)濟(jì)等多種性能指標(biāo)，根據(jù)不同指標(biāo)制定不同的評(píng)價(jià)體系，構(gòu)建體系時(shí)需強(qiáng)調(diào)完整性以及合理性，如果設(shè)計(jì)過程出現(xiàn)多種方案，則設(shè)計(jì)人員應(yīng)從多種角度考慮選用最優(yōu)參數(shù)組合，價(jià)值工程法、系統(tǒng)工程評(píng)價(jià)等手段均能取得較好的效果。

　　(2)智能化概念設(shè)計(jì)研究方法

　　所謂智能化設(shè)計(jì)，必須凸顯智能技術(shù)，因而需要計(jì)算機(jī)技術(shù)完成人工勞動(dòng)。

　　第一，功能是某個(gè)結(jié)構(gòu)需要完成的目標(biāo)，屬于非具體形式，利用多種構(gòu)建的相互聯(lián)系實(shí)現(xiàn)工藝行為，將功能與結(jié)構(gòu)的對(duì)應(yīng)關(guān)系不斷細(xì)化，進(jìn)而制定具體的實(shí)施方案。

　　第二，將載體存儲(chǔ)于智能庫，當(dāng)需要某種功能時(shí)將其提取，拓寬設(shè)計(jì)人員的思維。

　　第三，采用一定數(shù)量的樣本推導(dǎo)功能到行為的過程，一旦細(xì)化至結(jié)構(gòu)層面，會(huì)發(fā)現(xiàn)多種結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)同一類功能，體現(xiàn)出設(shè)計(jì)多樣性，再添加行為層面，使系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別以及創(chuàng)造，輔助設(shè)計(jì)人員實(shí)施設(shè)計(jì)。

　　結(jié)論

　　概念設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)在于提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本等，可以有效解決國內(nèi)機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量差，機(jī)械行業(yè)難以進(jìn)入國際舞臺(tái)的問題，因而重視產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)是今后研究的重點(diǎn)，在此背景下，本文提出智能化設(shè)計(jì)方式，以期推動(dòng)機(jī)械行業(yè)蓬勃發(fā)展。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]劉征宏. 面向產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)的隱性知識(shí)轉(zhuǎn)化模型構(gòu)建及重用研究[D].貴州大學(xué)，2016.

　　[2]吳凡超. 機(jī)電產(chǎn)品需求獲取和概念設(shè)計(jì)研究[D].杭州電子科技大學(xué)，2016.

　　作者：韋可

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