市场经济快速发展,人们对于产品的需求从以市场为导向逐渐转变为更深层次的情感化需求。设计美学与结构工程是现代工业产品设计的两大重要组成部分,然而二者由于研究领域的不同导致认知的差异,在实际生产合作中出现协作困难以及设计多次迭代等影响生产效率的问题。促进二者的交叉融合是工业产品设计研究中亟待解决的问题。论文以设计美学与工学交叉融合设计为主线,立足于智能引导设备的生产工艺与设计,面向实际设计生产过程,探索一种融合设计美学与工学的智能引导设备数字化概念设计方法。具体研究内容如下:（1）利用拓扑结构优化设计建立多样化力学结构参考模型。为探究结构拓扑优化在建立多样化力学结构参考模型的方法,寻求其中的优化结构的规律。需要确定在一定边界条件下常用的力传导方式路径与支撑位置。通过统计确定几种在边界条件确定条件下的拓扑结构。根据边界条件划分选区,对选区进行拓扑优化设计,可实现力学结构的多样化参考模型设计。参考模型如果能够满足力学性能要求,可以为设计师在外观造型设计时提供力学参考。（2）探究出可拓学理论在以工学约束条件下的造型设计方法。论文以力学模型为基础,利用可拓学理论进行拓展造型设计方法研究。可拓学理论注重的是造型设计对于物元模型的表达,以工学约束可以体现在产品外观造型的约束。对于造型的取舍与微调是一个较感性的过程,可拓学理论中的优度评价法可以为设计师在造型设计上,提供重要参考,实现最佳的设计表达。（3）以可拓学理论中的优度评价法得到符合需求的方案设计。可拓学理论在产品造型设计方面有一定的应用。物元不仅仅局限于产品的设计语义,对于AGV产品而言,从工学角度来看,物元可拓展为材料的选择、行走方式,表面加工工艺等。以此可将产品设计各个环节用物元进行表述,通过物元变换得到不同的设计方案。将整个产品上的设计过程进行逻辑化表达,最终选取符合设计需求的具有重要价值的方案。（4）利用有限元数值仿真技术探索出产品轻量化优化方法。前期经过设计师利用主观审美评价的产品设计,确定重点造型方案,同时力传导方式也基本确定,接下来的工作是需要对支撑结构进行强度校核。利用有限元分析软件对支撑结构进行详细分析与优化,实现外观造型、功能分析,结构力学等综合因素交叉分析的产品轻量化设计。最后形成设计美学评价、用户需求,功能与结构交叉分析研究的产品优化设计方法。