概念設計
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概念設計(英语:Conceptual design)指在项目、产品或系统的早期开发阶段所进行的高层次、抽象化设计过程。其目的是在正式投入详细设计前,明确主要目标、功能需求与核心思路,为后续阶段提供总体构架和指导方针。概念設計可能包括介面、體驗、程序以及策略上的設計。概念設計是要瞭解客戶的需求,以及如何用產品、服務及過程滿足其需求。概念設計常見的產出是概念草圖以及模型[1]。概念设计通常运用于工业设计、建筑设计、软件开发、工程项目以及用户体验设计等多个领域。
通常,产品开发过程可以划分为三个主要阶段:概念设计、详细设计与生成设计,也有学者将其分为四个阶段,分别为明确任务、概念设计、结构设计和详细设计。[2]总之,在工程设计中,概念设计是产品开发过程中的核心阶段,其目的是产生创造性的设计构想或设计概念,其本质上是一种创造性、经验性和不确定性的设计过程,决定了产品全生命周期总成本的 70%-80%[3],并且形成的概念方案对产品的创新性、合理性等起着决定性的作用。
概念设计定义
Pahl和 Beitz定义概念设计为:在明确设计任务后,通过抽象化来认识问题的本质,建立功能结构模型,寻找适用的作用原理及其组合,求解出产品的概念方案。[2]
French定义概念设计为:描述设计问题,并以设计方案的形式提出众多解的产品设计阶段。[4]
概念设计理论
概念设计的理论研究主要围绕设计的基本规律、原理及设计认识论展开,并在此基础上构建了面向不同产品与领域的设计方法体系。研究者通常从心理学、知识管理、系统科学等多学科视角,对如何在概念阶段最大化激发创新潜力、应对不确定因素进行探索,形成了一系列方法论,为概念设计提供理论支撑。
- TRIZ(Theory of Inventive Problem Solving)又称“发明问题解决理论”或者是直接音译成为“萃智理论”,由苏联发明家格宁里奇·阿奇舒勒(Genrikh Altshuller)基于对大量专利的研究而形成。[5]TRIZ提供了一套系统化的工具和原理,用于发现和解决创新过程中的技术矛盾与物理矛盾,帮助设计者在概念阶段提出具有高创新度的方案。
- 头脑风暴法(Brainstorming)由亚历克斯·奥斯本于20世纪中期提出的一种创意思维方法,鼓励团队成员在短时间内快速提出大量想法,再进行整合与筛选。头脑风暴法强调自由联想和推崇多样性,避免过早批判与否定,从而激发更广泛的设计思路。
- C-K理论(C-K Theory)既是一种设计理论,也是一种设计推理的理论。它将设计推理定义为一种扩展过程的逻辑,即一种用于组织生成未知对象的逻辑。是一种全面的、形式化的设计理论,且不依赖于任何特定的设计领域或设计对象,而且在统一的理论框架内解释了发明、创造和发现与设计过程的关系。
概念设计模型
概念设计模型研究则集中于对过程模型和推理模型的构建,以规范和支撑各类设计方法在实践环节的落地执行。通过对概念设计活动进行结构化和可视化描述,研究者能够更好地管理需求、功能、约束、资源等要素,并在迭代过程中不断优化与验证创新方案。
- 双钻模型(Double Diamond)由英国的设计委员会于2004年提出,将设计过程分为发散—收敛两次循环,包含发现(Discover)、定义(Define)、开发(Develop)和交付(Deliver)四个阶段,该流程改编自匈牙利裔美国语言学家贝拉·巴纳锡于1996年提出的发散-收敛模型。[6]
- 功能-行为-结构模型(Function-Behaviour-Structure model)由John S. Gero等人在设计理论研究中提出,强调从“功能(Function)—行为(Behavior)—结构(Structure)”的多层次视角来理解和描述设计过程。强调在设计过程中通过反复的“定义功能—推导行为—生成结构—评估并迭代”的循环来逐步细化方案,并通过对比期望行为与实际行为来进行调整。[7]
概念设计工具
在概念设计段,设计者需要快速生成、交流和评价各种创意与方案。为此,学术界与工业界开发了多种方法论与软件工具,帮助团队从抽象的功能需求逐步过渡到可行的概念模型。以下列举常见的工具和方法类型:
- 思维导图(Mind Map)是一种用图像整理信息的图解工具,通过中心主题发散的形式组织观点或信息,适用于整理复杂需求、构建概念框架。它可以利用不同的方式去表现人们的想法,如引题式、可见形象化式、建构系统式和分类式。
相關條目
參考資料
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