计算机辅助设计（CAD）是现代工业设计中的关键工具，它结合了计算机科学的技术与工程领域的专业知识，以提高设计效率和质量。在计算机辅助设计过程中，设计师能够利用计算机系统完成繁重的计算、重复性工作，以及复杂的设计任务，但设计师的创新和专业判断仍然是核心。
设计过程通常分为五个阶段：任务规划阶段、概念设计阶段、结构设计阶段、详细设计阶段和定型生产阶段。在任务规划阶段，需求被分析，可行性得到评估，最终形成任务书。概念设计阶段是创新的关键时期，设计师构建设计模型，进行功能划分，并通过审查和评价确定设计方案。接下来的结构设计阶段涉及草图设计和分析计算，详细设计阶段则包括技术图样的绘制和工艺设计，而定型生产阶段意味着设计的最终确定和生产规划。
计算机辅助概念设计（CACD）在产品创新中占有重要地位。它涉及对用户需求的理解，生成概念产品，并通过一系列有序的活动逐步细化。在这个阶段，大约60%至70%的设计成本和时间被占用，但决策风险也最大，因为这个阶段的决策直接影响到产品最终的价值。CACD依赖于计算机来执行规律性工作，如根据规则和知识进行问题求解，而设计师则负责原创性的设计思考。
关键技术包括原理方案设计、概念设计建模、设计创新和并行协同概念设计。原理方案设计涉及寻找合适的技术解决方案，概念设计建模是创建设计的数字表示，设计创新方法可能包括功能分解和重组，以及TRIZ理论的应用，这是一种系统化的创新设计方法。此外，美学设计也是概念设计的重要组成部分，尤其在汽车设计等领域，概念车常用于展示创新设计的理念和风格。
参数化和模块化设计是CAD中的高效策略。参数化设计通过一组参数控制图形的尺寸和形状，适用于标准化和系列化产品。变量化设计则允许更灵活的拓扑结构改变，适合新产品开发。模块化设计则是在功能分析基础上，设计出可复用的功能模块，通过模块的组合来满足多样化需求，如在家具设计中常见的组合衣柜。
实现参数化和变量化设计，需要建立几何拓朴模型，定义参数，并编写程序来根据参数驱动设计变化。几何和拓扑参数化是实现这一目标的有效方法，允许设计师通过参数控制而不是直接计算坐标来创建和修改设计。
计算机辅助设计和概念设计是现代工业设计的核心，它们通过高效的技术和策略，极大地提升了设计效率和产品质量，同时也为设计师提供了更大的创新空间。
