多约束限制，不允许快速输入和再现不完备的概念造型，从而导致其基本上是一个在设计方案基本定型之后的概念化（草图化）绘图工具，而非辅助设计工具。
针对上述情况，CACD的研究以及CACD系统的开发就应运而生了。CACD系统的根本目的就在于能有效支持产品的创新设计。 在设计早期应用CACD系统至少有如下优势： （1）它能满足概念设计师的各类特殊需求； （2）它能有效地提高概念设计的质量； （3）它能更为简捷地生成设计对象；
（4）它提供了一个进行信息交流和对象评价的更好的平台； （5）它可以避免因设计失败而造成的开发成本的浪费。 基本内容
CACD，即通过计算机技术的辅助来进行产品的概念设计，以达到产品创新的目的。它是CAD领域的一个重要分支。
概念设计不仅与需求分析、详细设计紧密相连，其内部的各个环节也相互依赖，互为驱动，因而概念设计是一个相当复杂的过程。一个好的设计方案既要有合理的功能结构、美观的造型、简便的操作，同时还要富有创新性。CACD涉及到了设计方法学、人机工程学、人工智能、CAD以及认知与思维科学等多个领域的方法与技术。因此，计算机辅助概念设计的研究，就需要去研究概念设计方法学。
概念设计过程如此复杂，内容这么丰富，随着信息技术的发展，该如何依靠计算机 实现从需求分析到方案求解的概念设计全过程呢？谢友柏院士曾提出设计理论和方法主要应当研究两个问题：求解的方法论和知识基础。这应该是目前CACD又一需要解决的主要内容。 由于目前已有的许多CAD系统的着眼点主要是“设计表达”，存在许多约束限制，从而导致其基本上是一个在设计方案基本定型之后的概念化（草图化）绘图工具，而非辅助设计工具，所以如何运用计算机辅助设计技术研制出计算机辅助概念设计系统，支持从需求分析到方案求解的概念设计全过程，就成为CACD需要解决的另外一个主要问题。随着CACD系统功能的逐步强大，计算机辅助概念设计系统必然越来越受到概念设计师的欢迎，从而在概念设计过程最终替代传统的CAD系统。
基于以上认识，目前CACD的研究内容主要有以下3方面： （1）概念设计方法学的研究；
（2）产品信息模型及基于该模型的概念设计求解方法的研究；
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（3）应用CACD技术开发CACD系统。
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研究现状
由杭州市人民政府、浙江大学、中国计算机学会CAD&CG专业委员会、中国机械工程学会工业设计分会以及浙江省计算机学会共同主办的第五届国际计算机辅助工业设计与概念设计会议（the 5th International Conference on Computer-Aided Industrial Design and Conceptual Design，CAID&CD）于2003年10月19日至20日在中国杭州召开。此前，第一、二、三、四届国际计算机辅助工业设计与概念设计会议分别在中国桂林、泰国曼谷、中国香港和中国济南召开。
目前，国内外对计算机辅助概念设计领域的研究都比较重视，设立了相关的研究计划，如MIT AI LAB的Design Rationale项目，MIT CAD LAB的CAID、DOME，CMU Computational Design Research Group开展的几何建模、并行设计、智能推理的工作，CMU 在Design Process Management方面开发的Odyssey系统，普林斯顿大学开发的3D Model Search Engine，加州大学伯克利分校专家系统实验室开展的“计算机辅助概念设计概念库的建立及其在机械中的应用”等。在国内，国家自然科学基金委员会资助了很多项目，如“基于可拓学理论的智能化概念设计方法研究”、“产品进化过程驱动的概念设计模型研究”、“基于演化的概念设计生物建模理论与方法的研究”、“机械运动系统概念设计智能化平台的研究”、“产品概念设计中对立创新模型的研究”等。此外，国家863计划为此还在“现代集成制造系统技术”主题里设立了“数字化设计与制造”专题。计算机辅助概念设计已经成为许多专家学者所关注的研究方向。
由于设计过程中创造性思维所具有的独立性、连动性、多面性、跨越性、综合性等特性，加上概念设计过程本身的复杂性以及客观条件的局限性，国内学术界在CACD领域的研究起步较晚，进展也相对迟缓，还有诸多关键技术问题有待解决，在各方面特别是CACD技术的应用研究上，与国际上发达国家还存在相当大的差距。
1．概念设计方法学
概念设计的本质在于设计的人性化和创新性，概念设计方法学的研究也要体现这两个本质特性。近来涌现的诸如绿色设计、定制设计、敏捷设计、并行设计、全生命周期设计、创新设计等方法，其本质目的也在于通过设计营造一个人性化的环境，满足人们个性化和多样化的需求。如绿色设计所提出的4R原则：减量（Reduction）、复用（Reuse）、回收（Recycling）和再生（Regeneration），其着眼点在于全人类未来总体的生存和发展；定制设计所提出的个
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性化定制服务，则更加细致地体现个人的特殊需要；创新设计的研究则主要在于创新技法的研究，如“功能变换式创新”、“技术融合式创新”、“品种外拓式创新”、“产品剔弊式创新”和“设计改型式创新”等。
从概念设计的参与者来看，目前企业让用户参与设计有两种方式：一是企业为用户设计产品，二是将用户的产品需求融入产品概念设计中，然后由设计师进行设计。这两种方式，都是在产品设计前端将用户需求引入设计流程，这样很可能会因时滞效应而在新产品推向市场时就已落后于用户的需求。因而今后概念设计方法学的研究还应关注一些新的设计模式如“用户愿望设计模式”等。
2．产品信息模型及求解方法
（1）产品信息模型
在产品信息模型方面，目前常见的产品信息模型有3大类： ① 面向几何的产品信息模型
这一类模型主要由线、框、面、实体和混合模型表示，它着重于产品完整和明确的几何构成数据，不能表达功能、布局、原理、用户需求、设计师风格、材料等非几何信息，无法支撑抽象、复杂的概念设计求解过程。 ② 面向特征的产品信息模型
目前有许多专家学者提出了如基于特征技术的智能产品信息模型、特征关联语义模型、基于变动特征的模型、特征精练模型等，但是这一类模型一般只支持产品设计的后期阶段，且存在着产品信息关联性差、信息不完全、特征定义不一致、特征识别困难等问题。 ③ 集成产品信息模型
以基于STEP标准的产品功能信息模型、基于图元对象的工程产品CAD信息集成模型等为代表的集成产品信息模型，推广了特征的含义，包含了产品生命周期内多种特征信息，解决了CAD/CAPP/CAM集成化中数据共享和一致性、信息不完全等问题。但是这些模型大部分是面向制造的，开放性差，无法清晰而简洁地模拟客观的设计过程。另外一类集成产品信息模型，如组件特征模型等，虽然立足于面向产品级的特征内涵，但也未考虑到用户对概念设计全过程的影响，难以支持用户全程参与概念设计、设计师超越用户导向的产品概念设计过程。
（2）概念设计求解方法
概念设计的求解是指从需求分析到方案求解的推理过程，其目的是为了产品创新。在概念设
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