概念設計

概念設計（英語：Conceptual design）指在項目、產品或系統的早期開發階段所進行的高層次、抽象化設計過程。其目的是在正式投入詳細設計前，明確主要目標、功能需求與核心思路，為後續階段提供總體構架和指導方針。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]。概念設計通常運用於工業設計、建築設計、軟件開發、工程項目以及用戶體驗設計等多個領域。

通常，產品開發過程可以劃分為三個主要階段：概念設計、詳細設計與生成設計,也有學者將其分為四個階段，分別為明確任務、概念設計、結構設計和詳細設計。^[2]總之，在工程設計中，概念設計是產品開發過程中的核心階段，其目的是產生創造性的設計構想或設計概念，其本質上是一種創造性、經驗性和不確定性的設計過程，決定了產品全生命周期總成本的 70%-80%^[3]，並且形成的概念方案對產品的創新性、合理性等起着決定性的作用。

概念設計定義

Pahl（德語：Gerhard_Pahl）和 Beitz定義概念設計為：在明確設計任務後，通過抽象化來認識問題的本質，建立功能結構模型，尋找適用的作用原理及其組合，求解出產品的概念方案。^[2]

French定義概念設計為：描述設計問題，並以設計方案的形式提出眾多解的產品設計階段。^[4]

概念設計理論

概念設計的理論研究主要圍繞設計的基本規律、原理及設計認識論展開，並在此基礎上構建了面向不同產品與領域的設計方法體系。研究者通常從心理學、知識管理、系統科學等多學科視角，對如何在概念階段最大化激發創新潛力、應對不確定因素進行探索，形成了一系列方法論，為概念設計提供理論支撐。

• TRIZ（Theory of Inventive Problem Solving）又稱「發明問題解決理論」或者是直接音譯成為「萃智理論」，由蘇聯發明家格寧里奇·阿奇舒勒（Genrikh Altshuller）基於對大量專利的研究而形成。^[5]TRIZ提供了一套系統化的工具和原理，用於發現和解決創新過程中的技術矛盾與物理矛盾，幫助設計者在概念階段提出具有高創新度的方案。
• 頭腦風暴法（Brainstorming）由亞歷克斯·奧斯本（英語：Alex_Faickney_Osborn）於20世紀中期提出的一種創意思維方法，鼓勵團隊成員在短時間內快速提出大量想法，再進行整合與篩選。頭腦風暴法強調自由聯想和推崇多樣性，避免過早批判與否定，從而激發更廣泛的設計思路。
• C-K理論（法語：Théorie_C-K）（C-K Theory）既是一種設計理論，也是一種設計推理的理論。它將設計推理定義為一種擴展過程的邏輯，即一種用於組織生成未知對象的邏輯。是一種全面的、形式化的設計理論，且不依賴於任何特定的設計領域或設計對象，而且在統一的理論框架內解釋了發明、創造和發現與設計過程的關係。
• 質量功能展開（Quality Function Deployment，QFD）是一種系統化的方法，用於將用戶或市場需求與產品或服務的技術特性相互關聯，以確保設計或開發工作能夠緊密圍繞實際需求展開。QFD方法於20世紀60年代由日本的赤尾洋二（日語：赤尾洋二）發明，並在三菱重工業、豐田汽車公司等企業率先嘗試，並在1980年代由哈佛商學院教授約翰·豪瑟（英語：John_R._Hauser）（John R.Hauser）和唐·克勞辛（Don Clausing）在美國進一步推廣。

概念設計模型

概念設計模型研究則集中於對過程模型和推理模型的構建，以規範和支撐各類設計方法在實踐環節的落地執行。通過對概念設計活動進行結構化和可視化描述，研究者能夠更好地管理需求、功能、約束、資源等要素，並在迭代過程中不斷優化與驗證創新方案。

• 雙鑽模型（英語：Double_Diamond_(design_process_model)）（Double Diamond）由英國的設計委員會（英語：Design_Council）於2004年提出，將設計過程分為發散—收斂兩次循環，包含發現（Discover）、定義（Define）、開發（Develop）和交付（Deliver）四個階段，該流程改編自匈牙利裔美國語言學家貝拉·巴納錫於1996年提出的發散-收斂模型。^[6]
• 功能－行為－結構模型（英語：Function-Behaviour-Structure ontology）(Function-Behaviour-Structure model)由John S. Gero等人在設計理論研究中提出，強調從「功能（Function）—行為（Behavior）—結構（Structure）」的多層次視角來理解和描述設計過程。強調在設計過程中通過反覆的「定義功能—推導行為—生成結構—評估并迭代」的循環來逐步細化方案，並通過對比期望行為與實際行為來進行調整。^[7]
• 質量屋模型（House of quality，HoQ）是QFD方法中最具代表性和常用的一種可視化模型，它藉助圖表的方式，將「用戶需求」與「技術特性」及「競爭對標」整合在一張「屋」形矩陣中呈現，因形似房屋而得名

輔助概念設計工具

在概念設計段，設計者需要快速生成、交流和評價各種創意與方案。為此，學術界與工業界開發了多種方法論與軟件工具，幫助團隊從抽象的功能需求逐步過渡到可行的概念模型。以下列舉常見的工具和方法類型:

• 思維導圖(Mind Map)是一種用圖像整理信息的圖解工具，通過中心主題發散的形式組織觀點或信息，適用於整理複雜需求、構建概念框架。它可以利用不同的方式去表現人們的想法，如引題式、可見形象化式、建構系統式和分類式。
• 專家系統（Expert system）是一種基於人工智能的知識庫和推理機制，能夠在特定領域模擬專家決策過程。在概念設計階段，專家系統可協助進行需求分析、概念生成與方案篩選等任務。

相關條目

• 工程設計（英語：Engineering_design_process）
• 設計思維
• 需求分析
• 原型設計（英語：Design prototyping）
• 社會設計（英語：Social design）
• 可行性評估