什么是概念设计？

确定设计任务后，通过抽象，拟定功能结构，寻求合适的动作原理及其组合等。确定了基本求解方法，得到了求解方案。这部分工作称为概念设计。

一.概念设计过程

从分析客户需求到生成概念产品的过程称为产品的概念设计过程。下图是概念设计的流程模型。

概念设计的过程是从产品需求到功能、从功能到原理、从原理到概念产品的映射过程。以下是概念设计的流程图。

第二，产品的功能设计

产品的功能设计、原理设计和结构设计是概念设计的核心内容，它们的一些基本设计方法具有普遍意义。

产品功能设计的主要任务是确定一个抽象层次的功能，分解功能，建立功能树和功能结构。

1.功能树

产品的功能由几个子功能组成。每个子功能可以形成一个功能树。如下图所示:

一个产品通常由许多功能组成。有些是主要功能，有些是次要功能。在设计过程中，为了实现一个功能，需要确定它的子功能或次要功能。这个过程称为功能分解或功能结构树构建。

2.功能元素

功能可以分解成功能单元，功能单元是功能的基本单位。常见的基本功能要素包括物理功能要素、逻辑功能要素、数学功能要素、电子功能要素和化学功能要素。

(1)物理功能单元反映系统中能量、物质和信号变化的基本作用。又可分为“转化-恢复”功能成分、“放大-缩小”功能成分、“变化-逆转功能成分”、“连接-分离功能成分”等基本功能成分。

②数学功能单位是计数动作的基本功能单位。加减乘除、幂和平方根、积分和微积分等数学机构。

③逻辑功能元素包括AND、OR和NOT三值逻辑动作，主要用于控制功能。

④电子功能单元是构成数字世界的基本功能单元。没有电子功能单元的世界是不可想象的。电子功能单元是信息社会的基本载体。

⑤化学功能单元是能源动力的基本功能单元。在能源枯竭的那一天，化学功能元素的作用将得到充分发挥，从而带来一场新的设计革命，打破传统观念，重新设计人类和社会。

3.机能结构

多个子功能之间协调的过程称为功能结构，只有子功能之间的相互作用才能形成高层次或主要功能的作用或效率。常用的功能结构有串联结构、并联结构和环形结构。

①序列结构:又称顺序结构，反映子功能之间的因果关系或时间、空间的先后关系。其基本形式如下图所示。

②并行结构:如果以几个功能为手段，共同实现一个目标，或者可以同时完成一些子功能，然后才能执行下一个子功能，那么这些子功能就是并行关系。如下图所示。

③环形结构:又称循环结构，输出反馈即输入结构。如下图所示，是按照逻辑条件进行分析，满足一定条件进行循环的结构。

建立功能结构的目的是在概念设计的初级阶段引入产品装配工艺约束，使设计的产品具有良好的结构，在形成概念产品时能够有效装配。

该结构的实现是工作流、信息流和能量流等多种功能共同作用的结果。如下图所示: