产品概念设计论文

摘要：随着机械产品的广泛应用，概念设计成为新名词。本文简要阐述概念设计的内容并分析设计方法。下面是小编精心推荐的《产品概念设计论文 (精选3篇)》相关资料，欢迎阅读！

产品概念设计论文 篇1：

基于情景的产品概念设计教学研究

摘 要：产品概念设计毕业指导是工业设计实践教学的重要环节，针对学生在抽象概念到具象设计方案表达困难的问题，采用情景构建的方法指导学生完成方案设计。通过产品概念设计情景构建的定义分析，将情景构建内容划分为时间序列与事件序列。从概念设计的问题出发，通过调研分析、情景构建获得概念设计任务书，完成功能、结构和造型等产品属性要素定位。

关键词：实践教学；毕业设计；产品概念设计；情景构建；时间序列；事件序列

产品概念设计是工业设计专业毕业作品选题的主体，是通过产品造型设计表达产品创新思维的过程，重点考核本科生四年中专业知识掌握情况[1]。其具有毕业设计和概念设计的双重属性，相对课程作业和竞赛作品在考查模式和思维过程上具有差异性[2]。因此，面对系统的知识体系，运用抽象思维结合具象设计成为毕业设计中关键。拟采用情景构建的方法进行产品概念设计毕业作品指导教学研究，并以产品概念设计任务书的形式，定义产品属性、用户需求等具象要素，指导毕业作品设计。

1 产品概念设计与情景

“情景”是对未来愿景的一般描述，从开始到最后的实际情况的说明或描述，是一个过程，情景不等同于预测，更多的强调情景本身是一系列预期可能出现的状况的集合[3]。产品概念设计情景构建是通过一系列图景表达假设的状态，采用图形、图像的方式，对产品的使用过程中人—机—环境整体情况的判断，结合概念来界定和判断情境中产品可能存在的功能、结构、造型等一系列的产品属性。

1.1 概念设计思维情景的可视化

产品概念设计是设计思维表达的过程，但思维具有抽象性与模糊性，因此学生在构思产品的时候往往无法寻找合适的切入点[4]。其中产品设计涉及的典型环境、典型用户和典型过程，成为概念思维可视化表达成为关键。情景构建可视化过程是将构思的创新性思维进行可视化表达，从构建产品功能（服务）发生、发展为基点，全面展示产品所在情境中产品与环境的关系，进一步明确产品创新思路。

1.2 概念设计过程情景的推理

概念设计是以需求为出发点，通过对问题的描述，来界定产品的概念[5]。情境中产品展现其功能与作用，满足人们对特定情境的需求，并通过对相关问题的推理来假设解决问题的方案，以及针对特定问题解决思路，从而形成完整的概念模型。情境即产品概念的集中体现，也是产品内涵意义的集合。通过推理过程完成产品人—机—环境整体情况的判断。

1.3 概念设计情景的产品属性定位

通过产品使用情境构建，形成以人为中心的产品使用环境，情境中的产品展现功能、结构、工艺、材质和色彩等产品造型要素，产品的基本属性得到完善。根据用户所处的环境和产品使用目的，定位产品的功能，从而决定结构关系，并根据喜好、审美和使用环境等，定位产品造型式样和造型风格。

2 基于情景的产品概念设计任务

2.1 问题的提出

概念设计是从问题为出发点的设计过程，问题即为概念设计的目标，以设计提供解决问题方的案，所以在概念设计中问题的分析成为首要任务。采用三阶段思维方法，发现问题——分析问题——解决问题的思维模式，采用调查问卷的形式针对问题的方向总结需要解决的点，并根据问题的重要性进行选择，将问题划分为主要问题和次要问题进行重要程度排序。确定目标问题之后，对问题进行分析，并采用头脑风暴的方法进行发散构思，寻找解决问题的方法。通过发散-收敛的思维模式，确定决绝问题的基本思路。

2.2 情景构建

情景构建是抽象思维可视化的方法，通过情景的构想和表达，使学生能够了解设计意图。因此产品概念情景构建是以时间或产品应用过程为主线，强调产品在应用过程中事件发生、发展的时间过程。以时间发展为主线产品概念表达过程称之为时间序列，以事件过程为主线的概念表达称之为事件序列。产品的时间序列、事态序列在整个过程中的因果关系，用来推理产品概念设计的细节。

2.3 调研分析

对现有产品进行调研分析，通过整理获取同类型产品目前的状态，分析在概念设计过程中目标产品与其他产品的区别，同时定位概念设计产品的相关属性、创新点以及目标人群的需求，形成设计的创意性与差异性。

2.4 产品概念设计任务书

情境构建中的产品能够反映产品本身的作用与特点，情景构建中的产品在特定的状态下，具有相应的作用，因此时间或事件序列不同，产品所展示的功能、结构、造型等也不相同。产品与情景的结合形成“人—机—环境”的使用空间，针对时间序列划分得出产品的事件，对事件中的产品作用进行定义，从使用目的推理功能、从功能推理产品的结构等产品相关要素，最终形成设计任务书，指导学生进行具体设计。

2.5 方案设计

根据设计任务书中的定位，学生采用工业设计造型构思与表现方法，进行方案设计和表达，完成毕业设计作品创作。情景构建表达具象化思维的过程，因此在方案设计阶段，学生需要采用手绘的方式进行方案构思，教师对设计方案进行指导，围绕概念将方案进一步进行完善，并选择最优方案进行后期效果表达。

3 应用案例—救援飞行器概念设计

救援飞行器概念设计是针对伤员运送问题，在“黄金救治时间”内转移救治为目的，研究医疗急救车在遇到堵车、毁坏等无法通行的情况下，快速的到达现场对伤员进行转移这一特定的问题，如表1是本次概念设计的需求。

3.1 情景构建

产品环境定位是交通事故现场、地震、洪涝等。以交通事故救援情景为例，通过时间序列的发展过程，划分事件序列为启用救援装备、控制救援装备、执行伤员救助、回收救援装备四个部分。采用二维图形的方式表现救援过程的时间序列和事件序列，如图1所示。

3.2 设计调研

救援飞行器的造型设计，具有医疗产品设计等造型风格，同时融入交通工具设计，航天航空飞行器设计等一些具有科技感、未来感的造型风格。根据调研情况，定位本产品同时具有救援医疗产品风格，同时突出科技感、未来感。

3.3 设计任务书

通过理解设计背景，提出问题，研究问题的意义，再对市场现有产品做的全面的市场调研和分析之后，明确产品基本定位，整合成设计任务书如表2所示。

3.4 方案设计

通过仔细的推敲与分析，确定造型圆润、饱满，具有速度感、科技感、新颖、独特的草图方案为优化方案，并采用计算机辅助工业设计表达方法进行效果图的制作。如图2所示，通过效果图模拟情景，满足设计任务书的相应要求。

4 结语

基于情景构建的方法指导学生进行毕业产品创新设计，将产品创新思维进行可视化表达。以时间序列、事件序列为主线的情景构建，通过概念設计思维情景的可视化、概念设计过程情景的推理、概念设计情景的产品属性定位等进行分析，采用提出问题、构建情景、调研分析等方法，建立基于情景的产品概念设计任务书，指导学生毕业作品的设计。

参考文献：

[1]齐宁宁，杨春燕. 基于可拓学第三创造法的产品概念设计[J]. 数学的实践与认识，2015，45（05）：226-238.

[2]杨涛，杨育，张东东. 考虑客户需求偏好的产品创新概念设计方案生成[J]. 计算机集成制造系统，2015，21（4）：875-884.

[3]王沈策.工业设计专业学生竞赛指导教学探讨[J].当代教育理论与实践，2015，7（4）：78-80.

[4]雷庆，王敏.工程设计与工程设计教育的历史解读[J]. 高等工程教育研究，2014，01：38-44.

[5]王沈策. 基于产品识别的矿山机械造型设计研究[J]. 机械设计，2015，32（8）：109-112.

资助基金：

1、湖南省普通高等学校教学改革研究项目“提升工业设计专业本科生创新能力的学科竞赛导向实践教学体系研究”。

2、湖南省情与决策咨询研究课题“面向新型工业化的湖南省工业设计产学研发展研究”，项目编号：2015BZZ172。

作者：王沈策　毛征宇　文星

产品概念设计论文 篇2：

浅谈机械产品概念设计及其方法探讨

摘要：随着机械产品的广泛应用，概念设计成为新名词。本文简要阐述概念设计的内容并分析设计方法。

关键词：概念设计;机械产品;

一 机械产品设计的重要性和关键步骤

产品设计作为生产的预备环节受到外界的高度重视，只有提高设计水平方可增强竞争力，设计的首要任务在于创新，引领市场潮流，满足用户需要，稳固市场地位。

（1）机械产品设计过程的主要步骤

虽然机械产品概念设计方法多样，但实际上是指设计的理论方式不同。目前，描述机械产品概念设计的文献资料数不胜数，例如：Benz等人提出产品设计主要分为制定目标、概念设计、确定技术方案以及工程实施四个方面;Koller等人提出产品设计主要分为外观、性能、定量以及定性四个方面;邹慧君等人讲述产品设计主要分为规划、方案、具体以及完善四个方面。综上所述，产品设计主要以性能为主。

（2）概念设计在设计过程中的地位

所谓概念设计是指以非具体的形式构建设计方案，而并非构建出产品实体，本文将概念设计主要分为规划、性能等内容。

二 概念设计内涵的深刻性

Palh最初讲述概念设计的内容，然后大量的研究人员开始探索概念设计并明确定义为：确定设计目标后，利用虚拟的方式探索产品的内在机理以及组成部分并寻找解决方案。

Frence等人将概念设计定义为：确定设计目的以及约束条件后构建出框架结构，此流程要求设计人员具备较强的专业水准，但能够有效增强产品功能。概念设计不仅单独的涉及知识，还包括工程学、加工工艺等，属于各个领域的知识集合。所谓框架结构是指设计的大致方向，产品的大致功能以及组成部分，将其合理组成后分析产品设计的经济成本、性能、质量等内容，我们只需大致描述产品信息而不需要具体到细节。

综上所述，概念设计不同于传统设计，其对于产品的制造以及功能实现等环节提出较高的要求，针对其中的工作原理探索解决方案并最终得出创造性构思，满足技术以及经济要求且无限接近于最优方案，此流程要求工作人员了解制造技术、相关领域理论以及商务知识。本文将概念设计的特征概括为三点：

（1）创新性

设计的首要目标是具有创新性，突破传统的限制，研究先进的功能，降低经济成本，提高市场竞争力。所谓创新，并非仅仅是指单一的外观创新，而是包括功能、结构、成本等多个方面，实现多层面最佳方案组合。

（2）多样性

概念設计并非具体某一环节的详细方式，而是构建出可行的设计方案并实现预期的功能要求，由于人员的水平以及思维差异，概念设计方法也有所不同，从而在功能载体的设计上产生完全不同的解决方案，例如电子表与机械表。

（3）层次性

任何过程都应具有条理性，概念设计分为功能以及结构两个层面，并将功能与结构相匹配，单一的结构改变停留于结构层，单一的功能创造停留于功能层，但层次之间依然具有联系。以自行车为例，自行车功能在于前行，手把功能在于调整方向，脚踏板的作用是动力输出。综上所述，概念设计分为三个部分：功能设计、机理研究、方案制定。

概念设计属于产品设计的准备步骤，只有提高概念设计水平，才可提高产品实际性能。如今，计算机技术的强大功能使得概念设计更加完善，通过智能化手段开发产品性能并探究内在理论。

三 机械产品的概念设计

本文将机械产品的概念设计概括为三方面：

（1）功能设计

第一，企业根据市场动向以及消费者需求，采用计算机技术进行分析，并得出相关结论，找出关键因素，突破传统束缚，开发新功能，为功能设计提供数据基础。第二，将总体功能设计拆分为具体部分功能。第三，确定子功能的连接并展开设计。

（2）工艺设计

要想实际满足产品性能，则必须依靠实际工艺流程，因此工艺设计是重中之重，与功能设计类似，工艺设计也需拆分为各个子工艺，将子功能与子工艺相匹配，例如：电风扇工作阶段分为翻转、上下移动、左右移动等，又例如装盒机分为纸盒成型、纸盒传送、压盖、封盖等，分别挤压、传送链移动、机械臂翻折等动作，不同的工艺完成有不同的动作，从而实现不同的机械功能。

（3）方案设计

要想实现工艺则必须设计相关机构，因此产品的整体设计依然落实在运动设计，其中运动设计分为动力、传动以及执行三类。随着智能化技术的发展，传动机构以及执行机构已经合为一体，并且部分机构拥有双重功能，所以概念设计中常常将二者统一。与传统的单纯机械传动机构不同，如今绝大部分机械产品均为机械电子产品，利用电子技术提高产品性能，但设计流程并无差异。本文将机械电子产品的概念设计分为三类：功能设计、运动设计以及机电系统设计。

四 产品智能化概念设计研究内容和方法

智能化技术的出现为概念设计提供无限可能，本文将智能化机械产品概念设计的内容阐述如下：

（1）内容

第一，构建产品功能库以将产品结构更好地呈现给设计人员，便于设计人员根据以往设计经验来实现产品创新。

第二，构建载体库，统计载体并提供给设计人员，使其根据载体性能开展设计构思，根据当前已有性能来创新更为先进的功能，使产品趋近完美。

第三，由于概念设计强调设计人员的逻辑思维，需要结合产品内部性能与结构的联系推导设计方案，推导方法多样，例如：实物推导，经验推导等

第四，评价是检验产品质量的关键，由于产品的性能以及构造差异，不同产品的评价方式有所不同，但评价方向大体一致。通常情况下，将产品分为机械与机械电子两类，再细化为动力、执行、经济等多种性能指标，根据不同指标制定不同的评价体系，构建体系时需强调完整性以及合理性，如果设计过程出现多种方案，则设计人员应从多种角度考虑选用最优参数组合，价值工程法、系统工程评价等手段均能取得较好的效果。

（2）智能化概念设计研究方法

所谓智能化设计，必须凸显智能技术，因而需要计算机技术完成人工劳动。

第一，功能是某个结构需要完成的目标，属于非具体形式，利用多种构建的相互联系实现工艺行为，将功能与结构的对应关系不断细化，进而制定具体的实施方案。

第二，将载体存储于智能库，当需要某种功能时将其提取，拓宽设计人员的思维。

第三，采用一定数量的样本推导功能到行为的过程，一旦细化至结构层面，会发现多种结构能够实现同一类功能，体现出设计多样性，再添加行为层面，使系统自动识别以及创造，辅助设计人员实施设计。

结论

概念设计的优势在于提高产品质量、降低成本等，可以有效解决国内机械产品质量差，机械行业难以进入国际舞台的问题，因而重视产品概念设计是今后研究的重点，在此背景下，本文提出智能化设计方式，以期推动机械行业蓬勃发展。

参考文献

[1]刘征宏. 面向产品概念设计的隐性知识转化模型构建及重用研究[D].贵州大学，2016.

[2]吴凡超. 机电产品需求获取和概念设计研究[D].杭州电子科技大学，2016.

作者简介：韦可（1997年—），男，壮族，广西桂林人，在读本科生，学生，研究方向为机械类;

作者：韦可

产品概念设计论文 篇3：

越南自卸车产品概念设计

摘 要：针对具体细分市场设计满足市场需求的汽车产品是目前汽车企业成长和发展的基础，也是适应当前激烈市场竞争环境的必经之路。本文对越南中重卡市场进行市场细分，确定主要目标细分市场。再通过对细分市场产品使用工况的研究，结合当地法规要求，提出基础车型选定、动力匹配、系统开发方案确定市场需求产品的主要配置，完成对越南市场自卸车产品底盘的概念设计。

关键词：市场细分 产品概念设计

1 越南中重卡市场概述

1.1 越南市场概况

越南地形狭长，地势西高东低，北部和西北部为高山和高原。需要车辆有较高的爬坡度，以适应越南的地形和路况。气候上看海云山以北的省份为热带季风气候，受从陆地上来的东北风及东南风影响湿度高。海云山以南的省份受季风的影响少，四季高温并分成旱季与雨季两个季节。这就需要车辆耐高温多雨环境。

越南GDP年均增长7.7%，三大产业结构趋向协调，对外开放水平不断提高，基本形成了以国有经济为主导、多种经济成分共同发展的格局[1]。越南主要出口商品：煤炭、橡胶、纺织品、农产品和木材等，主要出口市场为中国、欧盟、美国和日本;主要进口商品：摩托车、机械、纺织原料和成品油等，主要进口市场为中国、台湾地区、新加坡、日本和韩国[2]。随着越南经济的快速增长及城市化的发展，越南对中重卡车辆的市场需求会持续保持旺盛。

1.2 越南中重卡市场主要法规分析

（1）道路载重法规：平板/自卸车辆：两轴16T，三轴24T，四轴30T，五轴34T;牵引车：四轴44T，五轴48T;

（2）自卸卡车货箱长度法规：根据交通运输部长42/2014/TT-BGTVT号令，两轴车辆货箱≤7m;三轴车辆货箱≤7.8m;四轴车辆货箱≤9.3m;表观自重>1.2T/m3[3]。

2 越南中重卡市场细分

根据近年越南中重卡市场容量变化趋势看，市场容量随经济发展逐步增长，2014年治理超载以来市场需求爆发，较2013年之前市场总量增加了3倍。根据产品功能中重卡可分为：牵引车、自卸车、平板车、专用车。分析近年越南产品功能结构，自卸车基数大增长快，为主要细分市场。按驱动形式可以分为4x2、6x4、8x4驱动，其中自卸车细分市场以6x4为主要驱动形式，占市场总量的60%以上。6x4自卸车主要工况为城建渣土型和矿用型，两者在运输货物类型、运输距离，一般车速、最高车速、最大爬坡度、实际使用车货总重等方面存在显著差异，其中城建渣土型占比超过65%。

越南6x4城建渣土型自卸车发动机动力主要集中在281-320马力段，根据近年销量分析，马力升级趋势不明显。细分市场用户主要诉求为：自重、油耗、可靠性、价格和安全性。典型竞品配置：HINO FM260JD车型，3200+1300轴距，J08E发动机，M009DD变速箱，10T后桥，外宽860车架，年销514辆，市场占有率45.2%，终端售价43.2万元。根据目标市场和竞品分析提出设计车型的性能提升需求，见下表1。

3 产品概念设计

3.1 基础车型选定

要求基础车型应与设计车型性能及配置相似，并具备一定程度的轻量化。经分析目标设计车型3252DLPJB-3以轻量化车型3252DNPHB-AAZG01为基础车型，其主要配置：6×4，2420平顶车身，ISDe270 40发动机，8JS118T-B（Q）变速器，5T前桥，10T单级减速冲焊驱动桥，865x280x80x（8+5）车架，11.00R20轮胎，230L铝合金油箱，3200+1350轴距，最大设计总重25000kg。

3.2 动力性匹配

采用WP10.290E32发动机，根据其扭矩匹配Φ430单片干式推式膜片弹簧离合器;匹配8JS118T-B（Q）变速器，小尺寸变速器可以降低自重;采用Φ110x6轻量化传动轴，满足最大工作扭矩和极限转速;匹配主减速器被动齿轮分度圆直径435mm单级减速驱动桥;采用11.00R20轮胎。垂直承载校核：车架和悬架为成熟资源，且在总质量更大的车型上正常匹配;5T前桥， 10T级双驱动桥，总额定承载为25T，需求总质量25T，在不考虑轴荷分配的情况下，总体不超载，满足超载不大于30%的设计规范;轮胎采用11.00R20轮胎，总额定承载为26T，大于需求总质量25T，满足超载不大于30%的设计规范。水平承载校核：满载坡道扭矩校核车辆总质量25T在30%坡道上匀速行驶时驱动桥承受的扭矩，因435桥在其他总质量更大车型上正常使用，不需详细校核。最大起步扭矩校核，离合器、变速器、传动轴的扭矩储备系数均满足设计规范要求，传动效率根据变速器、万向節和驱动桥效率综合计算得出，重点校核各速比下的驱动桥，校核系数≤1.08。动力性计算：处理发动机外特性数据后在AVL-CRUISE软件中建模，输入对应参数，计算最高车速和最大爬坡度，最高车速在最高档位以减少出现功率不足的情况，最高车速≥85km/h，最大爬坡度≥30%，计算综合油耗。

小结：综合考虑动力性和经济性设计目标，得出动力线WP10.290E32发动机+8JS118T-B（Q）变速箱+435桥（5.571选5.143、6.166）满足要求。

3.3 系统开发方案

整车系统：轴距3200增加到3400mm，油箱、电瓶箱、发动机、变速器悬置等系统安装孔位适应调整，其余同基础车型;

动力系统：发动机：ISDe270-40切换为WP10.290E32，现有资源;发动机悬置：借用1252VMPJB-03Z002;发动机附件：在3252DLPJB-01Z001和1252VMPJB-03Z002基础上调整;变速箱：8JS118T-B（Q）同基础车型;变速操纵和悬置：根据发动机变化调整;油箱230L，空滤器采用沙漠滤，现有资源。

底盘系统：后桥：435桥（5.571选5.143、6.166）同基础车型;传动轴：采用φ110x6传动轴，长度在基础车型上根据发动机变化调整，有专用件;制动：储气筒在3252DLPJB-01Z001基础上调整为快插，制动管线随发动机和轴距的变化调整，有专用件;转向：借用1252VMPJB-03Z002现有资源。

电器系统：蓄电池：采用3252DLPJB-01Z001模块，现有资源;底盘线束：在3252DLPJB-01Z001基础上根据轴距变化调整，有专用件;其余子组根据发动机变化调整。

车身系统：2420平顶驾驶室，现有资源;驾驶员座椅液压切换为气囊，现有资源;前大灯及后视镜为登检认证项目，要求与1182VLPGP-01ZA01车型厂家及图号一致，现有资源;其余子组同基础车型。

上装：根据越南当地货箱法规要求，货箱高限值=（法规要求GVW-整车整备质量）/货箱长/货箱宽/表观自重。OS值：货物重心与后桥中心相对位置的距离，法规要求：450-500mm。根据市场需求特征，设计合适的货箱尺寸，确定合适举升形式，板材厚度、箱体形式的货箱。

3.4 产品初步验证及认证方案

验证方案：根据系统开发方案，提出初步验证方案，括试制验证、整车性能试验、整车可靠性试验（其中坏路6000km，山路4000km）、零部件性能试验（车架、悬架、前桥搭载可靠性试验，悬架台架耐久性验证），需试制试验样车一台（含上装）。

认证方案：越南车型不需进行国内的公告、CCC、环保、油耗认证项目，需要做进口许可证。

3.5 产品初步开发计划

根据各阶段方案、节假日和实际设计工作负荷初步确定计划完成时间，其中零部件性能试验并行，其他阶段串行。从技术规格书下发开始至A图下发完成，共需334个自然日。主要控制项目节点：技术规格书下发、S图下发、调件完成、零部件性能试验完成、试制完成、整车性能试验完成、可靠性试验完成、A图完成。

4 结语

根据市场细分并结合当地法规，分析目标产品实际使用工况;通过建模分析确定动力线匹配。通过基础车型选定、动力匹配、系统开发方案，并综合考虑产品验证、認证及开发周期完成目标设计车型的产品概念设计。产品概念设计指导和推进产品开发顺利完成，产品投放市场后取得一致好评。

参考文献：

[1]蒋满元.东南亚经济与贸易[M].中南大学出版社.2012-8-15.68-70.

[2]韩越.东南亚南亚商务环境概论[M].中国农业大学出版社.2010-2-1.76-80.

[3]越南交通运输部关于越南自卸车车厢参与道路运输的规定.42/2014/TT-BGTVT 1-2.

作者：张旭东