十四五规划和2035远景目标纲要当中,明确提出了创新在我国现代化建设全局中处于核心地位。产品创新有两种形式,第一种是原始创新;第二种是跟随创新。原始创新是指前所未有的重大科学发现、技术发明、原理性主导技术等创新成果,但是创新难度非常大。跟随创新是指在已有产品之上不断完善产品的功能,开发出新的功能等等,因此创新难度相比前者较小。结合比较上述两者的难度、成本和研发周期,企业更青睐跟随创新。专利库不仅蕴含大量关于产品创新的原理方案知识、已有专利产品的功能模型,而且含有市场对产品的设计需求。结合产品设计需求对原有产品开展设计将大大缩短研发周期,使企业处于领先地位。本论文首先介绍产品概念设计的相关知识、功能定义、功能模型表达以及功能本体库;接着概述了TRIZ理论问题求解工具及其应用特点;最后介绍计算机辅助创新平台Goldfire问题求解模块及其蕴含的专利库。针对已有专利产品创新提出两种设计场景:第一,以需求为导向的产品功能创新;第二,改进产品本身存在的功能缺陷和不足。两种设计路线如下:（1）针对第一种设计场景提出“基于需求与功能匹配的产品设计”,该方法主要包括若干部分首先对产品进行需求分析,收集用户对产品的需求并结合KANO模型的分类思想,将产品需求功能分为基本功能、期望功能和兴奋功能。然后以基本功能作为检索目标,使用Goldfire专利检索模块,对其进行布尔求检索目标专利。接着使用TRIZ理论功能分析以功能树的形式建立目标专利的功能模型,获得各级子功能。子功能一定满足基本功能,而剩下子功能与期望功能和兴奋功能进行功能匹配,完成功能剔除、保留、添加操作后建立待设计的功能模型。最后使用TRIZ理论问题解决模块和Goldfire问题求解模块映射具体的物理结构。以一款活鸡鸡爪自动打包机的设计验证方法的可行性。（2）针对第二种设计场景提出“基于专利群与功能缺陷分析的产品设计”。首先对已有系统存在的难点展开分析,形成初期的设计目标。然后使用Goldfire专利检索模块输入IPC加关键词检索技术领域内的专利群,建立专利群的功能模型。其次使用TRIZ理论功能分析获得已有专利群产品的不足功能,然后使用Goldfire软件专利检索模块检索目标专利,通过专利文本知识获取与不足功能相关的行为知识与组件知识。接着对不足功能进行功能缺陷来源分析,若原有系统不足功能的缺陷源于组件行为方式,则引用目标专利的行为知识,利用该新行为实现产品原有功能,使其获得更佳的表达效果。若原有系统不足功能的缺陷源于组件结构特征,则不改变功能的行为,而选择引用目标专利的组件知识进行组件结构替换。然后使用TRIZ理论问题解决模块和Goldfire问题求解模块进行具体结构的设计,最后按照专利侵权原则进行判定。以一款家禽屠宰定位放血装置的设计验证方法的可行性。本论文以TRIZ理论作为设计方法、以Goldfire创新软件作为产品设计工具,以功能模型作为功能表达方式,贯穿于产品概念设计之中。针对专利产品创新提出两种设计场景,根据不同的设计场景提出不同的设计路线,最后应用跨学科、跨领域的知识解决产品设计过程中遇到的问题。