产品创新是企业占据市场的核心竞争力,在产品更新换代如此之快的今天,企业要准确把握市场走向,高效、准确地开发出切合客户需求的产品才能处于市场竞争的顶端。概念设计是产品开发的关键,通过构建功能结构准确地将客户需求转化为技术原理方案,才能保证后续的产品详细开发高效、顺利地进行。概念设计的本质是设计者根据需求映射出的产品概念与其自身可以获取知识间的映射。由于产品复杂程度的增加,解决问题的知识领域也应该跨域扩展。而生物在自然界中经历了千百万年的进化,生物领域知识显然可以成为产品创新设计的知识来源。为激发产品创新中的设计方案与生物领域知识在的巨大潜能,需要进一步研究生物启发的概念设计。功能元求解是概念设计过程中最重要的关键环节,即如何从知识库中选择正确的效应来实现功能元,并将功能元的原理解组合成一个高效运转的技术系统。从系统设计角度出发,本文将概念设计的技术原理求解与生物领域知识的挖掘进行结合,给功能实现提供了新的思路,并且可以给问题提供较优的解决方案。对生物特征进行挖掘,利用系统架构对需求进行全面性评判;利用公理设计和对象过程方法论构建产品的表达模型和产品架构模型,清晰设计过程;利用类比,结合六顶思考帽指导设计思维,基于此,构建了基于生物启发的概念设计过程模型。论文的主要内容包括以下几个方面:1.通过对生物特征的挖掘,确定需求生物化表达,引导设计方向;在产品系统层次,应用系统架构影响因素对需求是否全面进行评判,然后应用层次分析法算出需求权重,完成需求分析。2.在产品设计过程中建立产品表达模型。针对功能层次问题,通过公理设计分析出设计层次,得出设计顺序,应用于设计过程;针对产品的表达与完整性,以系统架构为指导框架,对象过程方法论为表达语言,建立产品过程功能模型和产品架构模型,将设计过程中的产品清晰表示出来。3.在功能元求解过程中,基于类比,采用结构-功能模式集为搜索工具,以Find structure和Ask Nature作为生物知识检索知识库,简化检索和转移过程;用六顶思考帽来指导设计师的思维,全面考虑设计过程,构建了基于六顶思考帽的类比过程模型。4.应用本论文提出的基于生物启发的概念设计过程模型对小型无人机停泊舱进行概念设计,验证研究结果的正确性。