概念设计论文精品(七篇)
时间：2023-01-04 19:57:00
序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇概念设计论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。
篇(1)
1概念设计的内涵与特征
“概念”一词的本义在《中国大百科全书》中的解释是“怀孕，孕育的意思，即经过十月怀胎之后生成的一种新事物”。概念设计是设计师对建设场地进行实地考察后，有意识的针对场地中的环境构成元素进行深入分析，提炼，浓缩而成的一种可以统领全局，贯穿设计过程始终的构思主线。它一般以抽象的形式出现，追求神似而非形似，具有非理性因素的思维特征，往往是设计师的一些顿悟、灵感就可能形成一些重要设计项目的原始创作意念。同时，概念设计具有很强的实验性，有时甚至纯粹是一种尝试，完全在从事探索性活动。
2概念设计的重要性与意义
概念设计自从上世纪问世以来，已经被许多世界建筑大师在一些重要建设项目中恰如其分的运用，其重要性是不言而喻的。在建设项目的前期阶段，概念设计的主体地位是不可辩驳的。倘若没有优秀的创作意念作为引领整个设计的主线，策划方案设计就会一团散沙，缺乏整体性、有机性，让人有随意拼凑，抄袭之感。另外，重视概念设计有利于激发创作灵感，增强设计师的原创意识，不致步人后尘，而走上自主创新的道路。
3概念设计的策略与方法
首先要对场地的环境因素进行有意识的分类与整理，分析各个条件之间的内在联系与制约关系。从宏观的角度进行分析，不拘泥于细小的实际工程问题，着眼于大局。其次，要充分运用联想的方法，辅助于文学，艺术等学科的知识，使头脑中朦胧，散乱的想法明晰准确地表达出来。在当今建筑全球化背景下，把握地域性，坚持功能性，重视形式性，考虑经济性是建筑创作的核心所在。建筑创作的突破口往往在学科边缘或者交叉学科中。再次，要摆脱自身的思维定式，对于掌握概念设计来说这种思维定式非常不利。因为如果设计者从自身已有的知识出发来进行概念设计，必然会受自身思维定式的影响，所设计出来的成果必然不太理想。设计者需要抛弃传统的为了做某个设计而进行资料收集，文献阅读的不良习惯，在平时就要有意识的阅读一定量的理论方面的文献，积累一套行之有效的设计手法和解决实际问题的策略。最后，要学习已有的优秀作品的概念设计过程，做深入的设计分析与表达，因为设计分析与表达作为一种学习方法对于初学者来说是大有裨益的。
4概念设计的应用举例
4.1这是一个改建项目，位于南京幕府山脚下，原为长安汽车制造厂，现在破产了，改为艺术家村租给艺术家使用。我们一行8人对场地进行数次实地调研。最后我从场地的地形特征——象一条小船，以及场地的环境特征——背山面水，左右围护，三面环山的特点出发提炼出整个区域的设计概念“船”。后来联想工厂破产的情景，以及艺术村将来经营的状况决定再加入风险因素“渡”，因而我的设计概念变为“渡船”。接下来又融入了文学因素，考虑艺术村商业运作的需要加了“的情怀”，最终我的设计概念变为“渡船的情怀”。考虑到整个区域内不同位置的经营状况，现状条件不同，又将整个区域分成6个小区域，每个区域都以自身独有的特征命名，并贯穿在总概念之中，使其有分有合，统一之中蕴含变化。最后，我对场地内的浅蓝色区域进行了环境概念设计，编写了整个区域的故事书，使中心概念在故事书的烘托下显得更加丰满。(4.2陕西西安某古墓博物馆的概念性建筑方案设计中笔者就运用了传统民居地坑院入口的概念。古墓博物馆顾名思义是在新发现的古墓建筑群上就地建设博物馆，以最大可能的保护原址，并使博物馆建筑本身具有静谧，昏暗，冥冥之光的气氛。为了营造这种气氛笔者想到了传统民居四合院的空间布局，将古墓建筑群原址保护在地下一层，地上再建二层将古墓发掘的宝藏进行展示，地面建筑四周没有开窗，参观者从室外通过踏步盘旋而上到屋面层，而后再从屋面盘旋而下到达至各层，各层展厅均有入口对外开在走廊上，打开入口天井中的自然光与室内的人工光源交相呼应，在室外树木的遮挡下，室内光影斑斑，忽明忽暗，更加突出了建筑的神秘性，场所感。置身其中使人有一种强烈的空间感受和震撼的视觉冲击，崇拜仰慕之情油然而生，这正是建筑师所期望达到的效果，使参观者能有深切的体验空间，参观之后难以忘情。(见图2)
篇(2)
作者：孙立 单位：中铁第四勘察设计院集团有限公司
注重无砟轨道排水设计轨道结构设计过程中应该全方位考虑排水设计及其可靠性和耐久性。水永远是无砟轨道结构最持久的敌人，也是无砟轨道能否保持60年使用寿命最主要的控制因素之一。因此，在进行无砟轨道结构设计，尤其是隧道内无砟轨道结构设计时应该特别重视无砟轨道结构的排水设计，并将无砟轨道结构的排水设计纳入整个线路排水设计系统。在实际轨道结构设计工作中，对于CRTSII型板式无砟轨道侧向挡块的设置影响轨道板表面排水、CRTSI型框架板式无砟轨道框架内排水这些在运营过程中已经发现容易积水的部位应该进行特殊设计。对于板式无砟轨道梁面采用中间排水，为了将轨道二侧的积水排到中间排水沟而采用在轨道板内预留圆形、半圆形的排水管，尤其在南方雨量较大，且暴雨比较集中的地区证明其效果均不佳，在实际采用中应该慎重，因此敷设板式无砟轨道范围的桥梁最好采用三面排水的方式。隧道内漏水一般具有较强的腐蚀性，为了避免腐蚀性渗水影响无砟轨道的耐久性，在实际设计中应该确保隧道排水措施到位，针对无砟轨道设计应该在二线之间设置中间排水沟，同时保证可能的渗水低于无砟轨道结构底面。在路基地段，一直存在中间堆高表面敷设混凝土结构(含沥青混凝土结构)和中间设排水沟两种方案，两个方案各有优缺点，前一个方案还存在表面敷设素混凝土还是沥青混凝土的区别。应该说在北方寒冷地区，采用中间设置排水沟，由于该方案需要在路基中埋设横向排水管，一方面对于路基的整体性产生一定的影响，另一方面即使排水管按照设计要求位于冻胀线以上，个别情况下还是存在横向排水管冻裂、冰块堵塞排水管等现象影响排水的通畅，因此在北方严寒地区建议采用二线中间堆高表面敷设混凝土结构向轨道二侧的排水方案。相比较北方雨水较少，南方地区雨水丰沛;另一方面，二线中间堆高表面敷设混凝土结构向轨道二侧的排水方案由于存在无砟轨道轨道板(道床板)与堆高表面敷设混凝土结构之间缝隙封堵困难，且封堵遇水膨胀橡胶条的耐久性满足设计要求困难，因此建议在南方雨水地区采用中间设置排水沟的排水形式。明确轨道施工要求轨道工程施工图设计应该强调对于施工中的重要部位提出重点的施工要求。尤其对于施工缝的处理，对于其钢筋搭接率、新老混凝土界面应该说明详细的处理措施及施工注意事项。
桥梁地段单元轨道结构设计在桥梁梁缝地段轨道结构是单元还是连续、无砟轨道单元结构长度多少合理，国内进行了大量的研究和实践。从CRTSII型板式无砟轨道的设计理论和实践经验来看，桥梁地段无砟轨道的单元长度当然可以确定为无限长。从结构设计原理的角度来进行分析，无砟轨道的单元过长，其内部结构受力舒缓需要通过限制位移的方法来保证轨道结构的几何形位，其前提必然是相关限位措施和桥梁、底座板、轨道板以致钢轨的合龙或锁定温度及其关系必须得到严格控制，否则轨道结构的稳定性必将受到影响，进而影响轨道结构部件的强度和稳定性、耐久性。因此应该针对目前出现的CRTSⅡ型板式无砟轨道板与水泥乳化沥青砂浆离缝及其拍打问题、CRTSⅡ型板式无砟轨道板滑动层窜出及其维修问题、CRTSⅡ型板式无砟轨道轨道板承轨台开裂、CRTSⅡ型板式无砟轨道宽接缝裂缝及轨道板预裂缝裂缝宽度过大等问题展开深入研究。路基地段单元轨道结构设计德国高速铁路即是路基地段轨道结构采用连续结构，其最大的优点是路基地段无砟轨道支承层可以采用水硬性支承层代替钢筋混凝土结构，降低轨道工程造价;另外一方面，路基地段德国无砟轨道设计理念借鉴了高速公路从路面到路基刚度递减的设计理念，而高速公路路面与下部路基结构之间即敷设了一层水硬性材料。相比较CRTSI型板式无砟轨道在路基地段轨道板采用单元结构，底座采用3～4块轨道板长度的钢筋混凝土长单元结构，CRTSI型双块式无砟轨道结构必须采取一定的结构设计及施工措施控制混凝土裂纹，并且从目前国内外几条建成通车的高速铁路来看，国内虽然对于CRTSI型双块式无砟轨道道床板裂纹控制取得了一定成效，其裂纹宽度基本控制在0．2mm规范允许的范围内，但是从根本上避免CRTSI型双块式无砟轨道道床板裂纹存在一定的技术困难。第二，为了控制CRTSI型双块式无砟轨道道床板两端的稳定性，必须在道床板两端一定范围内设计较强的限位措施，如端梁、销钉等，并且需要制定完备的施工质量保证措施，否则容易导致路基地段连续道床板结构两端鼓起，严重情况下可能导致设置的端梁结构失效。第三，连续道床板结构保持在线路上的稳定的前提是道床板结构与支承层之间保持可靠的粘结，因此在施工过程中应该保证支承层表面的拉毛质量符合设计要求，尤其在施工合龙地段，其支承层拉毛容易被施工车辆破坏，因此在施工道床板之前应该确保支承层拉毛满足要求，且支承层表面的浮渣等清理干净。
无砟轨道结构设计是一个系统工程，结构设计一方面应该与桥梁、隧道、路基等相关工程协调，而且应该考虑环境因素、施工因素、运营维护因素、轨道工程内部各组成结构等的影响和相互作用。坚持单元设计理念，合理确定轨道结构单元的长度。另外一方面，针对目前敷设的连续轨道结构，尤其是桥梁地段跨越梁缝的CRTSⅡ型板式无砟轨道，应该针对目前的运营现状，有针对性开展系列监测活动，并对监测结果进行分析研究，一方面形成连续敷设无砟轨道理论计算体系并确定相关主要设计参数，另外一方面积累数据编制CRTSⅡ型板式无砟轨道的养护、维修规程。
篇(3)
目前，各信息系统已经逐步成为现代企业的基础设施。在营业网点，各类业务都可以通过网络化信息系统进行处理，离开信息技术，很多业务将无法开展。上门服务远离营业网点，一般是现场采集业务处理数据，返回基地再进行业务的后续处理。信息处理不及时，因此不能提供一致的服务。所以，出门在外保持与邮政业务信息处理系统顺畅连接，是一个亟待解决的问题。解决这些问题的关键是研发一种成本低、功能齐全、支持移动且网络化的、满足业务初步处理的信息智能终端设备。移动通讯与互联网技术的发展，特别是移动互联网、物联网、云计算、大数据、4G／5G等新技术的逐步应用，为这些问题的顺利解决指明了方向。移动4G已经开始应用，移动网络的带宽成倍增长；终端设备的制造成本也逐步下降；通讯费用逐年降低；再加上蓝牙、Wi－Fi、GPS、互联网、液晶显示等技术的发展，使关键问题的解决逐渐成为可能。
2便携式邮政移动信息网络终端的概念设计
为满足邮政业务上门服务的需要，应充分利用现有成熟信息技术及前瞻性相关技术的研究，并尽量利用基础公众服务，避免建设仅应用于邮政业务的网络或设备，发挥通用性特点，使相关技术尽可能大范围地应用，从而有效降低成本。
2．1邮政业务终端在概念设计上的六大目标
2．1．1便携性出门在外若携带笔记本电脑大小的笨重设备会十分不便，随身携带的终端设备应该只有200g左右，手掌般大小，便于在口袋中存放。在输入／输出设备上可以设计为折叠式，例如：折叠式键盘设备，展开后如同普通键盘大小、但只有纸张般厚度，折叠后仅有手掌般大小；折叠式显示设备，展开后14英寸大小、纸张般厚度，折叠后仅有手掌般大小；还可设计成投影的虚拟键盘，更节省空间的投影显示设备等。整个终端设备可以方便地放入上衣口袋，甚至还可设计成帽子的样式，方便携带。
2．1．2移动性上门服务无固定服务场所，移动性是一个必然条件，主要是为了解决与上级组织、客户以及数据传送方面的实时通讯或数据交换的需求。利用现有移动通讯网络可以有效降低成本，同时还可以无缝享受升级、扩展服务，无需考虑移动通讯网络的维护即可最大限度地扩大服务范围。
2．1．3网络化要实现上门服务与营业网点提供的服务一致，必须要与各个邮政业务信息处理系统建立连接，及时将采集的相关数据，通过网络传输到后台处理系统，然后将处理结果实时反馈回来。网络化在设计上可以利用移动通讯网络或Wi－Fi网络提供的互联网接入服务，随着技术发展与时代进步，不久的将来还可能实现无处不在、免费公共的互联网接入服务。
2．1．4智能化为了解决安全以及数据处理能力的问题，邮政业务终端需要具备一定的智能处理能力。随着芯片技术的快速发展，这一方面的技术基本成熟，完全能够满足需求。
2．1．5低成本利用现有大众的基础设施与服务，采用通用的技术是有效降低成本的方法之一。在移动通讯网络、互联网接入、终端设备芯片、终端设备操作系统等方面都可以采用成熟的通用技术，在终端设备制造上可以外包给相关专业的制造企业，同时引入竞争机制，进一步有效降低终端设备的制造成本。
2．1．6位置服务邮政营业员提供上门服务只是为邮政客户提供更方便的服务界面，但是仅靠单个邮政营业员无法高效、顺利完成全部邮政业务，需将提供上门服务的邮政营业员组织起来，实现统一调度与指挥，这就需要应用技术手段将移动的、出门在外的邮政营业员的位置信息及时上传到指挥调度中心，提高上门服务的效率。如：在邮政客户呼叫客户服务中心时，客户服务中心就需要指示距离该邮政客户最近的邮政营业员前往上门服务，以提高服务效率，降低成本。邮政业务终端在外观设计上可以参照普通手机的外观设计，或者设计成适合车载的外观，考虑到邮政营业员或许要携带其他物品，为了解放双手，甚至可以设计成帽子或者挂件等形式。
2．2邮政业务终端在概念设计上的主要功能模块
在功能模块上，邮政业务终端主要有：智能处理模块、移动通讯模块、位置定位模块、互联网接入接口模块、折叠式键盘输入接口、折叠式键盘输入设备、折叠式显示屏输出接口、折叠式显示屏输出设备以及迷你打印输出接口，如图1所示。
2．2．1智能处理模块智能处理模块是邮政业务终端的核心基础处理模块，为其他接口或模块提供平台支撑服务功能。智能处理模块要具备一定的计算能力，但不需要太强，如今的芯片技术完全能够满足需求。邮政业务终端主要进行数据采集以及结果展现，邮政业务信息数据主要存储在远程的后台邮政业务信息处理系统中。
2．2．2移动通讯模块移动通讯模块提供基本的对上级组织、客户语音通信功能，同时还可以提供移动的数据传输功能。
2．2．3位置定位模块位置定位模块采集邮政业务员的位置信息，自动上传到专门的邮政上门服务信息管理系统，可更加方便、快捷地定位到邮政业务员位置，同时还可为邮政业务员更加顺利到达客户所在位置提供导航服务。可以选用GPS导航授时卫星系统、北斗星位置定位系统的位置定位服务，将来还可以考虑选用伽利略定位系统。
2．2．4互联网接入模块互联网接入接口可以利用移动通讯网络或者Wi－Fi，保持与互联网实时在线连接，保持数据传输通道畅通。
2．2．5折叠式输入与输出模块键盘输入、显示输出、打印输出设计为接口方式，主要考虑便携性，可将折叠式键盘输入设备、折叠式显示屏输出设备以及迷你打印机设计成单独的接口设备。在输入、输出要求较低时，可直接使用邮政业务终端手持主机部分直接输入、直接显示；在输入内容较多、操作复杂、显示内容丰富时，可根据需要进行相关设备的连接。在输入与输出接口上，可以采用USB接口、无线红外、蓝牙等技术进行不同型号的划分。折叠式键盘输入设备还可以设计为手写输入盘，折叠式显示屏输出设备还可以设计为迷你投影仪等方式，为最终用户提供更多选择。
2．2．6迷你打印输出模块迷你打印输出接口主要考虑到上门服务时可能需要打印相关文件或者票据，并非每项邮政业务都需要，所以可设计为接口的方式，在需要时使用，尽量提高便携性。由于在设计上采用网络化的思路，便携式邮政移动信息网络终端与邮政业务信息处理系统完全克服了时间与空间上的障碍；并且便携式邮政移动信息网络终端在设计上只需考虑数据的采集与展现，全部业务处理功能都在后台邮政业务信息处理系统（云端）中实现，使得邮政业务功能的扩展只要通过后台信息处理系统的升级即可实现，便携式邮政移动信息网络终端无需进行任何改造，方便了邮政业务功能的进一步扩展。集成了GPS、无线通讯以及实时网络在线的便携式邮政移动信息网络终端，不仅能应用在邮政业务的上门服务中，其强大、通用、易于扩展的特性为在其他行业中的广泛应用打下了坚实基础。
3结语
篇(4)
（一）优化选型原则首先，优化结构体系。在结构体系设计中，需要全面掌握建筑基本构件特征，根据建筑、环境、荷载、使用情况选择优化方案，并且判断各种情况之间的关系，进而构建结构单元；然后借助平面、线型、叠合、交叉等集合形式对结构单元予以转换，使其成为主要结构体系。其次，优化结构布置。在保证建筑使用需求与意向的情况下，对建筑楼层盖水平、柱墙竖向支承系统、基础系统予以优化布置。在此过程中，需要对建筑承载力、侧向与竖向变形、地质条件、支承作法等结构性展开对比，明确其是否具有合理性、科学性与优越性。（二）空间作用原则建筑物属于空间结构，在结构概念设计中，一定要保证建筑物内各个结构空间作用的合理性，恢复其原有结构，保证建筑结构设计的科学性、安全性与可靠性。（三）结构延性设计原则通常而言，结构延性主要是由延性系数表示，其主要就是结构极限变形和屈服变形的比值，此项比值越大，结构延性越好，如果构成整体结构的构件都具备良好的延性，那么，整体结构本身就会具有良好的延性。（四）强柱弱梁设计原则强柱弱梁设计的主要目的就是，确保建筑结构在强地震作用下，框架结构塑性铰先出现在梁上，而不是在柱上。（五）等强度与耗能设计原则在建筑结构抗震设计中，首先考虑的就是等强度与耗能设计，在结构设计中，必须避免因为设计考虑不周，或者施工不当，导致水平承重结构出现破坏，进而影响整个建筑物的安全性与稳定性。在建筑结构设计中，充分考虑薄弱环节的设计，尽可能做到等强度，同时重视耗能设计。在选用耗能构件的时候，需要对以下几点内容予以注意：一是，耗能构件屈服应力依然处在弹性阶段，也就是说，其屈服在整个建筑结构中是局部性的，不会导致建筑整体破坏。二是，为了更好的消耗地震能量，耗能构件的数量一定要满足设计要求，并且保证构件具有良好的延性。三是，耗能构件不应选择主要承受竖向荷载的构件，如剪力墙、柱等。
二、概念设计应用的注意事项
（一）结合建筑实际要求，选用合理、科学的建筑结构设计方案在实际建筑工程建设中，对建筑结构设计要求非常高。要想有效应用概念设计，取得良好的设计效果，就要保证建筑设计师具有丰富而合理的想象力，充分结合实际情况，综合分析建筑工程的施工条件、现场地理环境、材料供应能力等问题，同时，对结构框架的抗震节点、应力、总体布局等进行全面控制，保证建筑结构设计方案的合理性与科学性，进而确保建筑建设的顺利完成。比如，在建筑结构抗震设计中应用概念设计的时候，一定要充分了解建筑材料的性能，充分分析可预测以及不可预测的因素，重视整体概念设计理念，采取一些隔震对策，尽可能降低地震或不可抗力对建筑物的影响，避免建筑物受到破坏，实现建筑结构设计的预期效果。（二）不能盲目定论，选用合理的计算简图计算简图是建筑设计师进行结构设计计算的前提与基础，是保证建筑结构安全的重要因素，因此，建筑设计师一定要根据实际情况，选用合理的计算简图，在确保数据精准的条件下，进行结构概念设计，保证建筑结构设计的完美，避免出现因为建筑结构设计不当影响楼层稳定性、安全性的问题，进而促进建筑结构设计的可持续发展。（三）不可太过依靠计算机，正确分析计算结果在建筑结构设计计算中，建筑设计师主要就是借助计算机完成计算，因为计算机软件种类较多，又存在着一些缺陷，导致计算结果存在着一定的差异。针对此种情况而言，需要建筑设计师根据自身专业水平与业务技能，认真分析计算结果，展开反复的对比与审核，输入正确参数，选用合理、科学的计算结果，保证建筑结构设计的理想化、科学化、人性化、安全化。
三、结束语
篇(5)
关键词：工程设计，概念设计，创造性思维，创新
1工程领域中的概念设计
现代科技的迅猛发展，尤其是微电子、信息、新材料及集成技术的进展，使产品结构发生了革命性的变化，机电一体化、模块化已成为工程产品的发展趋势；计算机技术的飞速发展和广泛应用，深刻的影响着设计开发过程、制造过程、营销和售后服务过程，并改变着产品的结构和功能；先进工艺技术和先进制造技术为现代工程设计提供了前所未有的工艺技术手段和社会化制造体系。这些变化都深刻地影响着工程设计的发展。
工程设计是人们运用科技知识和方法，有目标地创造工程产品构思和计划的过程，几乎涉及到人类活动的全部领域。工程设计的费用往往只占最终产品成本的一小部分（8~15%），然而它对产品的先进性和竞争能力却起着决定性的影响,并往往决定70~80%的制造成本和营销服务成本。所以说工程设计是现代社会工业文明的最重要的支柱，是工业创新的核心环节，也是现代社会生产力的龙头。工程设计的水平和能力是一个国家和地区工业创新能力和竞争能力的决定性因素之一。
工程设计的全过程就是不断建立各种模型，并不断进行综合和分析的过程，即反复地创造模型和评价模型的过程。工程设计的内容大致可分为两类：一类是数值计算型的工作，包括大量的计算、分析、绘图、编写说明书和填写各种表格；另一类是符号推理性的工作，主要是方案设计工作。在设计方法学中，前者称之为细节设计，后者称之为概念设计。概念设计主要包括功能设计和结构设计两大部分。其作用主要体现在产品设计的早期阶段，把主设计师根据产品功能的需求而萌发出来的原始构思和冲动形成产品的主体框架，及它应包括的各主要模块和组件，以完成整体布局和外型初步设计。然后进行评估和优化，确定整体设计方案。再由各责任设计师把总设计师的设计思想落实到具体设计中去，实现细节设计。可见概念设计是个创造性过程，它要求设计者能综合运用许多学科的专门知识和丰富的实践经验，并通过广泛的调查研究而占有大量的信息资料，再经过反复思考、推理和决策，才能创造出与众不同的、满足用户要求的设计方案来。
在工程设计领域中存在这样一个误区：设计、构思的原始冲动是三维概念，最终设计实施之结果即产品也是三维形体。可是多年来以二维绘图为基础的产品设计、制造模式严重地束缚了工程技术人员的创造力和想象力，成为创新的桎枯。
三维建模技术的崛起以及虚拟制造技术的出现为概念设计和创新提供了一种极好的工作平台，设计师们可以直接从三维概念和构思入手，进行概念设计，形成产品的初步框架，然后进一步通过工程分析、数字仿真、虚拟现实等高新技术手段来分析和评价设计方案的可行性及未来产品的质量、可靠性。这种设计方法尤其能充分发挥自顶向下的设计过程中,设计者的智慧和创新能力，不必拘泥于平面图纸的限制和束缚，而把主要精力聚焦于创造性的劳动——创新。
2概念设计与创造性思维和技术创新
2.1创造性思维及其特点
要设计就要有创新，而创新正是设计人员进行创造性思维的结果。设计人员要打破习惯性思维，变换角度，开阔视野，才能使自己的创造力得到更充分的发挥。创造性思维是指有创建的思维，即通过思维，不仅能揭示事物的本质，而且能在此基础上提供新的、具有社会价值的产物。创造性思维有扩散思维和集中思维、逻辑思维和形象思维、直觉思维和灵感思维等多种形式。在工程设计的概念设计中，要努力发掘创造性思维的能力，充分注意扩散思维和集中思维的辨证统一，准确把握逻辑思维和形象思维的巧妙结合，善于捕捉直觉思维和灵感思维的“闪光和亮点”，这样才有可能设计出新颖、独特、有创意的产品。
创造性思维具有如下一些特点：
（1）独创性：创造性思维所要解决的问题是不能用常规、传统的方式解决的问题。它要求重新组织观念，以便产生某种至少以前在思维者头脑中不存在的、新颖的、独特的思维。这就是它的独创性。独创性要求人们敢于对司空见惯或“完美无缺”的事物提出怀疑，敢于向传统的陈规旧习挑战，敢于否定自己思想上的“框框”,从新的角度分析问题、认识问题。
（2）连动性：创造性思维又是一种连动思维，它引导人们由已知探索未知，开拓思路。连动思维表现为纵向、横向和逆向连动。纵向连动针对某现象或问题进行纵深思考，探询其本质而得到新的启发。横向连动则通过某一现象联想到特点与它相似或相关的事物，从而得到该现象的新应用。逆向连动则是针对现象、问题或解法，分析其相反的方面，从顺推到逆推，从另一角度探索新的途径。
（3）多向性：创造性思维要求向多个方向发展，寻求新的思路。可以从一点向多个方向扩散；也可以从不同角度对同一个问题进行思考、解决。
（4）善于想象：创造性思维要求思维者善于想象，善于结合以往的知识和经验在头脑里形成新的形象，善于把观念的东西形象化。爱因斯坦有一句名言：“想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界上的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉。”只有善于想象，才有可能跳出现有事实的圈子，才有可能创新。
（5）突变性：直觉思维、灵感思维是在创造性思维中出现的一种突如其来的领悟或理解。它往往表现为思维逻辑的中断，出现思想的飞跃，突然闪现出一种新设想、新观念，使对问题的思考突破原有的框架，从而使问题得以解决。
2.2概念设计呼唤技术创新
技术创新在概念设计中发挥着至关重要的作用。概念设计中技术创新的本质就是要在工程设计领域中发现某种新事物、提出某种新思想，在很多情况下是因为现有的产品不能满足社会（用户）的需求而激发出的新颖构思和创见。技术创新的基础是知识的积累和灵感的迸发，是设计人员进行创造性思维的结果。创新本身就意味着不拘一格，不局限也不依赖于某种特定的模式，以下诸多方面都是孕育技术创新的土壤：
（1）多项现有技术的有机结合或综合运用往往会产生意想不到的效果；
（2）对已有知识的创造性总结和应用常常带来重大的科技突破；
（3）突发奇想但经过科学论证或实验证明所产生的新思路、新方法、新技术；
（4）新知识与现有知识的合理嫁接；
（5）产品功能上的兼收并蓄和去粗取精；
（6）学科间的交叉、交融和借鉴；
（7）新技术、新材料、新工艺的有机结合及应用；
（8）科学研究中的新发现和新成果应用于工程实践……。
由此可以进一总结出多种行之有效的创新技法：
l智力激励法：又称集智法、智暴法。即通过集会让设计人员用口头或书面交流的方法畅所欲言、互相启发进行集智或激智，引起创造性思维的连锁反应；
l提问追溯法：根据研究对象系统地列出有关问题，逐个核对讨论，从中获得解决问题的办法和创造性发明的设想，或是针对新开发产品的希望点（或缺点），逐点深入分析，寻找解决问题的新途径；
l联想类推法：通过相似、相近、对比几种联想的交叉使用以及在比较之中找出同中之异、异中之同，从而产生创造性思维和创新的方案；
l反向探求法：采用背离惯常的思考方法，通过逆向思维、转换构思，从功能反转、结构反转、因果反转等方面寻求解决问题的新途径；
l系统搜索法：从一个初始状态开始，分析影响系统的各个参量，逐步向前搜索，或采用孤立因素、更换参数等方法获取系统的多种解法并求得最优解；
l组（综）合创新法：将现有的技术或产品通过功能原理、构造方法的组合变化，或者通过已知的东西作媒介，将毫无关联的不同知识要素结合起来，摄取各种产品的长处使之综合在一起，形成具有创新性的设计技术思想或新产品；
l知识链接法：创新是一个动态的和复杂的作用过程和知识流，它包括知识的产生、开发、转移和应用，这四个阶段构成一条“知识供应链”并按照下述原则进行管理：把技术创新过程作为一个集成化的系统，只有将所有涉及该过程的伙伴捆绑在一起，才能发挥最大作用，这些伙伴都应明确什么知识内容才能满足用户最大需求，知识转移的特征和形式是什么，最终用户是谁，他们何时需要使用这些知识？涉及创新的所有信息流和通信流对全体伙伴都是开放的，在每个知识供应者和知识使用者之间建立信息反馈，使信息交换更为有效，知识供应链中每一个伙伴能够感受到整个系统和他们自己都从中获得巨大利益，认识到自己是链中不可缺少的重要环节。该方法适于更大范围内、更高层面上的技术创新。
3工程设计领域中的概念设计技术创新实践
基于上述分析，我们提出了若干种含有技术创新的产品概念设计范例：
（1）采用先进的控制、驱动和定位系统，由局部小画面组成整体大画面的可变画面巨型灯箱广告机的设计；
（2）时速超过运七飞机的高速铁路机车车身外型设计，既要满足空气动力学性能，又要有美观的外型，三维CAD建模技术和NURBS曲线面理论的应用；
（3）适应于多弯道和小半径城市轨道交通环境下的摆式列车车身及减振转向架的设计；
（4）反求工程已广泛应用于一些具有复杂曲面的实物模型（如模具）的三维数据重构，不妨借鉴用来对生物医学图象进行数字图象处理，为医务人员的临床诊断和治疗提供更逼真的三维模型和实体模型；
（5）基于电动机——发电机可逆原理的新型电动自行车的设计，把（下坡时）车轮转动的动能所转化成的电能再回充给蓄电池，从而增加电动自行车蓄电池一次充电使用的续行距离；
（6）加工中心自动换刀功能的扩展，用于东风4（11）型内燃机车发动机端面多轴孔加工的自动换箱多轴箱设计；
（7）把列车检修工人的丰富经验升华为专家系统——基于加速度传感器和单片机控制的智能式检振锤的设计；
（8）虚拟轴机床（并联机床）的概念设计。
这里以铁路机车车身设计为例，对概念设计及创新的过程加以说明。
时速300公里以上的高速列车在欧美、日本等发达国家得到广泛应用。我国已通过论证并计划在下世纪初建设第一条（京沪）高速铁路。
当我们看到法国TGV（TraindelaGrandeVitesse）实验车速达到515.25公里／小时时，我们知道这已经超过了我国“运八”飞机的时速，设计师的头脑中自然应该产生这样的概念：时速300公里的铁路机车车头的外型也应该像飞机那样具有流线型和光顺性，才会有较好的动力学特性。“光顺”一词的几何意义是所构造的曲线、曲面应具有C2连续，且无奇点。从通俗的概念来理解，即为“光滑顺眼”之意。
由这些概念和构思出发，我们可以由整体构思和概念设计逐步进入流线型机车车身的细节设计环节。
铁路工业和汽车工业对车身外型设计的先进性和创新性的都有着一致和迫切的要求。归纳起来应是以下几个方面：
l具有良好的空气动力学特性，以减少在高速运行时的摩擦阻力。
l具有良好的结构布局及足够的强度和刚度。
l具有美学曲面的质感和动感，以美化生活和环境。
l尽可能短的设计和制造周期，以尽快地占领市场。
显然满足上述诸要求的车身外型曲面是相当复杂的，非一般常规曲面（如柱面、球面、锥面、环面等）所能表达。再者，若按常规设计、制造方法和过程来完成如此高要求的设计外型，则上述第四项要求更是高不可攀。只有积极谋求技术进步，大力推广应用CAD/CAM技术才是解决车身外型改型频繁、不断创新且满足上述各种要求的关键所在。
近十年来，CAD业界涌现出一批象EDS的UG、PTC的Pro-Engineer、MATRA的EUCLID、IBM的CATIA等等一系列优秀的CAD/CAM软件，为我们提供了一个极好的开发工具和环境。它们的三维实体建模、参数建模及复合（Hybrid）建模技术，实体与曲面相结合的造型方法，以及自由形式特征建模（FreeFormFeatureModeling）技术为我们的设计工作提供了强有力的工具。
这里具体地介绍如何使用UG的FreeFormFeature等功能，来实现车身外型的概念设计到细节设计。
UG的FreeFormFeatureModeling模块把实体建模和表面建模技术集成为一个功能十分强大的建模工具组，它支持复杂自由曲面的造型设计。它的复合建模技术，自由型面特征建模，可视化编辑，多组件装配，二维视图自动生成，尤其是伴随最新UGV14.0版本推出的全新概念设计WAVE（What-ifAlternativeValueEngineering）可使不同部门的工程师在设计的早期阶段，站在系统工程的角度，同时针对多种可供选择的方案进行评估，通过将设计意图组织到一个“控件结构”中去，使工程师十分有效地控制设计变更，而且所发生的变更会自动地传递到上级设计中去。
这里以创建流线型机车车身外型为例，具体步骤如下：
（1）根据前节所述模线的来源，本例参考法国TGV和德国ACE机车外型模板，并加以个性化修改。所选定的23条模型基线见于图1。
外形模型基线向等值半径线云图
以这一组模线为基础，采用UG的FreeFormFeature/ThroughCurve来创建曲面；采用Info/Analysis/FaceCurvature功能来观察和分析该曲面的光顺性，图2即为车身外型曲面及顶面法向半径等值线云图。
在构造模线的原始数据中可能有“瑕点”，或者仅凭“感觉”进行判断，创建的曲面不一定能完全满足C2连续的条件和光顺性的要求,可以通过光顺处理予以满足。图3是对其中一条模线进行光顺处理的过程。值得重视的是：获得一组光顺的模线是生成光顺曲面的必要条件。
采用光顺后的模线重新构造车身外型曲面。采用UG/Photo功能并指定材质，可进行着色、光照、渲染，以得到更为逼真的三维造型图。见图4。
图4机车车身三维造型图5机车车身二维投影图
（5）对机车车身裙部和头部下端，可采用Feature/Curve/Mesh功能分片进行创建。这里充分体现出UG软件对角域曲面的三维造型能力。
（6）机车车身三维造型基本实现之后，还可进一步作局部修改，由于UG软件的“相关”（Associative）能力,这里进行的修改将影响到它所关联的所有设计过程。
（7）三维造型细节设计完成之后，其各方向二维视图可由应用软件自动生成，设计人员不必再做重复工作。图5即为该机车车身外型的二维侧视图。
参考文献
[1]齐从谦.汽车覆盖件具CAD/CAM中的曲面特征造型及特征识别.中国机械工程:15~18
[2]熊鸣镝.三维设计将CAD应用引向深入.机电一体化.1997.(5):5~7
篇(6)
五轴数控铣床方案设计
1总体方案设计
笔者所研究的五轴数控铣床,是一种针对模具加工的高速、高效率机床,并可以选配五轴功能,可使工件在一次装夹下,完成五面的加工。为了实现高性能动态特性,其基本结构考虑为工作台固定,横梁-滑座-主轴箱移动分别实现三坐标进给,具有三坐标自动定位和三坐标联动机能。固定工作台可以换成双摆工作台,实现五轴联动。主要技术指标如表2所示。
2具体方案设计
2.1第1种方案
第1种方案将该五轴数控铣床设计为龙门式,具体工作形式可以描述为:龙门架则沿床身作纵向(x方向)运动,滑枕沿着龙门架作横向(y方向)移动,主轴箱沿着滑枕作z方向的移动。工件固定在平转台上,平转台固定在立转台上。平转台绕z轴作转动,立转台又同时绕x轴转动。这样就实现了两个坐标轴的转动,如图2所示。
2.2第2种方案
该方案为立式五轴数控铣床,其底座固定,滑枕沿着底座作x方向移动,立柱在滑枕上作y方向移动,主轴箱沿着立柱作z方向移动,这样就实现了三轴联动。工件固定在平转台上,平转台又固定在立转台上。平转台绕z轴转动,立转台又同时绕x轴转动,这样就实现了两个坐标轴的转动。当给该数控铣床输入程序时就会实现五轴联动。五轴分别为3个平动轴和2个转动轴,如图3所示。
该立式五轴与龙门式五轴的运动方案基本相同,不同的是布局上有区别。龙门式数控铣床的主轴箱沿着滑枕作z方向移动,而该立式五轴数控铣床的主轴箱则沿着立柱进行z方向移动。
2.3第3种方案
该方案也是立式五轴数控铣床,床身固定在地面上,滑枕在床身上沿着y轴方向移动,支座在床身上沿着z轴方向移动,同时工作台在支座上沿着x轴方向移动,这样就实现了三轴联动。平转台固定在工作台上绕着z轴方向作回转运动,刀具固定在立转台上,立转台在滑枕上绕着y轴作回转运动,如图4所示。
基于ADAMS运动仿真
1对3种设计方案的运动仿真
应用SolidWorks三维绘图软件对每种设计方案中的数控铣床进行建模,然后导入到ADAMS软件中。在ADAMS软件中把模型加入约束、驱动并对运动方式进行编程仿真,模拟出五轴数控机床的运转情况,可以在虚拟的条件下看到机床的物理形态和动态运转情况,达到可视化目的。
在设计该机床运动轨迹时,ADAMS软件虽然可以实现五轴联动,但是五轴联动后的运动轨迹并不直观,因此决定采用三轴联动。
第1种方案中先设置床身与横梁处的Motion3、横梁与滑枕处的Motion2、滑枕与滑板处的Motion4,然后设定仿真时间为9,共为500步,结果形成的轨迹为一螺旋线。图5、图6所示为第1种设计方案的三维模型和刀具轨迹。
第2种方案中先设置床身与滑枕处的Motion1、滑板1与滑枕处的Motion2、滑板1与滑板2处的Motion3,然后设定仿真时间为9,共为500步,结果形成的轨迹为一螺旋线。图7、图8所示为第2种方案的三维模型和刀具轨迹。第3种方案中先设置底座与滑枕处的Motion1、底座与滑板处的Motion3、支撑台与滑板处的Motion4,然后设定仿真时间为9,共为500步。该方案与前两个方案的不同之处在于不是由刀具直接形成螺旋线,而是工件在工作台上作圆周运动,刀具作直线运动,由这两种运动形成螺旋线。图9、图10所示为第3种方案的三维模型和合成轨迹。
2结果分析
2.1第1种方案
该布局形式为龙门架移动式,其主轴可以在龙门架的横向与垂直溜板上运动,而龙门架则沿床身作纵向运动。如图6所示方案1中的刀具运行轨迹为螺旋线,该方案采用x,y轴的对称布局形式,提高了机床的热稳定性及加工精度。这种布局适用于加工较重的工件,可以减小铣床的结构尺寸和质量。该龙门铣床的优点是:
1)占地面积小。工作台移动式龙门铣床,整机长度必须两倍于纵向行程长度,而第1种方案设计的龙门铣床的整机长度只需纵向行程加上龙门架侧面宽度即可;
2)动态响应好。该移动式龙门铣床采用的是固定工作台,一般与床身整体铸出,龙门框架纵向运动的驱动力矩等值不变,不会因工件的承载重量的改变而变化,从而保证了加工精度和机床的响应性能。
2.2第2种方案
该机床为立式数控铣床,采用工作台转动,且主轴沿垂直溜板上、下运动。由滑枕和滑板实现x,y两个坐标的移动,主轴沿立柱上下实现z坐标移动。如图8所示的方案2中的刀具运行轨迹,主要优点在于z轴导轨的承重是固定不变的,有利于提高z轴的定位精度和精度的稳定性;但是由于本铣床的z轴承载较重,不利于提高z轴的快速性。
2.3第3种方案
该机床为立式数控铣床,工作台沿z坐标上、下移动,主轴头为转动式。图10所示为方案3的合成轨迹,该方案由工作台和滑枕实现了x,y坐标的移动。其主要优点是适用于加工质量较小的工件,缺点是机床的结构不太稳定,导致加工精度受到影响。
综上所述,根据表2给出的技术要求可知,龙门式五轴数控铣床工作行程要求较大,承重要求较高,因此第3种方案不符合设计要求。从机床布局的结构来看,龙门式的布局更为合理,而第2种方案设计的立式五轴数控铣床的热稳定性及刚性都不如第1种方案设计的龙门式五轴数控铣床。
结论
1)将可视优化设计与概念设计相结合,提出了数控机床概念设计流程,并应用于某五轴数控铣床的方案设计。
篇(7)
1、在毕业论文工作期间,工作刻苦努力,态度认真,遵守各项纪律,表现出色。
2、能按时、全面、独立地完成与毕业论文有关的各项任务,表现出较强的综合分析问题和解决问题的能力。
3、论文立论正确,理论分析透彻,解决问题方案恰当,结论正确,并且有一定创见性,有较高的学术水平或较大的实用价值。
4、论文中使用的概念正确,语言表达准确,结构严谨,条理清楚,逻辑性强,栏目齐全,书写工整。
5、论文写作格式规范,符合有关规定。论文中的图表、设计中的图纸在书写和制作上规范,能够执行国家有关标准。
6、原始数据搜集得当,实验或计算结论准确可靠,能够正确使用计算机进行研究工作。
7、在论文答辩时,能够简明和正确地阐述主要内容,能够准确深入地回答主要问题,有很好的语言表达能力。
二、良(80-89分):
1、在毕业论文工作期间,工作努力,态度认真,遵守各项纪律,表现良好。
2、能按时、全面、独立地完成与毕业论文有关的各项任务;具有一定的综合分析问题和解决问题的能力。
3、论文立论正确,理论分析得当,解决问题方案实用,结论正确。
4、论文中使用的概念正确,语言表达准确,结构严谨,条理清楚,栏目齐全,书写工整。
5、论文写作格式规范,符合有关规定。论文中的图表、设计中的图纸在书写和制作上规范,能够执行国家有关标准。
6、原始数据搜集得当,实验或计算结论准确,能够正确使用计算机进行研究工作。
7、在论文(设计)答辩时,能够简明和正确的阐述主要内容,能够准确地回答主要问题,有较好的语言表达能力。
三、中(70-79):
1、在毕业论文工作期间,工作努力,态度比较认真,遵守各项纪律,表现一般。
2、能按时、全面、独立地完成与毕业论文有关的各项任务;综合分析问题和解决问题的能力一般。
3、论文立论正确,理论分析无原则性错误,解决问题方案比较实用,结论正确。
4、论文中使用的概念正确,语句通顺,条理比较清楚,栏目齐全,书写比较工整。
5、论文写作格式规范,符合有关规定。论文中的图表、设计中的图纸在书写和制作上规范,能够执行国家有关标准。
6、原始数据搜集得当,实验或计算结论基本准确,能够正确使用计算机进行研究工作。
7、在论文答辩时,能够阐述主要内容,能够比较正确地回答主要问题。
四、及格(60-69):
1、在毕业论文工作期间,基本遵守各项纪律,表现一般。
2、能够在教师指导下,按时和全面地完成与毕业论文有关的各项任务。
3、论文立论正确,理论分析无原则性错误,解决问题的方案有一定的参考价值,结论基本正确。
4、论文中使用的概念基本正确,语句通顺,条理比较清楚,栏目齐全,书写比较工整。
5、论文写作格式基本规范,基本符合有关规定。论文中的图表、设计中的图纸在书写和制作上基本规范,基本能够执行国家有关标准。
6、原始数据搜集得当,实验或计算结论基本准确,能够使用计算机进行研究工作。
7、在论文答辩时,能够阐述出主要内容,经答辩教师启发,能够回答主要问题。
五、不及格(59分以下,同时具备以下三条或三条以上者):
1、在毕业论文工作期间,态度不够认真,有违反纪律的行为。
2、在教师指导下,仍不能按时和全面地完成与毕业论文有关的各项任务。
3、论文中,理论分析有原则性错误,或结论不正确。
