現(xiàn)代設計理論和方法的研究

現(xiàn)代設計理論和方法存在著非常廣闊的研究空間，由于只有在正確的理論指導下才能夠產(chǎn)生有效的方法，而為了保證方法的實現(xiàn)是工具的主要開發(fā)目的，因此認為不需要對理論進行研究就能夠?qū)⒑玫脑O計軟件設計出來是不科學的，就算是能夠獲得一些可以推廣的方法，該方法也會未必具有較高的效率，甚至一些廣泛應用的軟件還會在一定程度上影響設計的進步和發(fā)展。

相對任何時期而言，現(xiàn)代設計在制造業(yè)中的作用都顯得更加的突出，甚至有人說，設計的競爭屬于制造業(yè)競爭的焦點，現(xiàn)在要想將一些設計任務完成就需要涉及到更加廣泛以及更加復雜的知識領域。在經(jīng)濟全球化的今天，每一個企業(yè)都面臨著越來越激烈的市場競爭，而用戶對產(chǎn)品的要求也就有了多樣化以及個性化的特點，因此極大地拓展了產(chǎn)品創(chuàng)新的空間，而且也對產(chǎn)品具有了越來越高的創(chuàng)新要求，產(chǎn)品也涉及到了越來越大的復雜程度。而傳統(tǒng)的設計理論和方法已經(jīng)無法使這樣一種設計活動的要求得到充分的滿足，因此出現(xiàn)了很多新社的設計理論和方法，有鑒于此，本文對現(xiàn)代設計理論和方法的研究進行了分析和介紹。

設計過程理論的研究

對設計過程構(gòu)成和任務進行研究的理論就是設計過程理論，現(xiàn)代設計理論中的過程理論已經(jīng)比較成熟，并且已經(jīng)出現(xiàn)了大量的研究。然而設計過程在其中的一些研究顯得太過復雜，實際上設計過程的復雜程度在很大程度上取決于所涉及的對象的復雜程度，同時也與可能涉及到智力資源的復雜程度有關，因此不能夠?qū)υO計過程的復雜程度進行一概而論。不管是復雜設計也好，簡單的設計也好，都可以很簡單地講清楚其過程構(gòu)成和任務。我們都清楚，現(xiàn)在創(chuàng)新設計的說法非常流行，那么既然存在著創(chuàng)新設計，也就意味著“不”創(chuàng)新的設計的存在。然而實際上這種理解嚴重的危害到了現(xiàn)代設計理論和方法的不斷進步和發(fā)展，創(chuàng)新是設計的靈魂是設計過程理論必須要遵守的一個原則，這樣才能夠符合設計的競爭是制造業(yè)競爭的焦點這樣的一個時代特征。除此之外，從垂直水平轉(zhuǎn)變的資源結(jié)構(gòu)也會導致設計過程和任務出現(xiàn)相應的變化，這是由于分布式智力資源環(huán)境下的設計很多都會需要通過對外源的利用才能夠完成，也就是說需要不同利益方提供的服務，只有這樣才能夠完成任務。在這種情況下就出現(xiàn)了任務的最優(yōu)分解，也就是資源的最優(yōu)配置以及過程的最優(yōu)劃分等問題。

性能需求驅(qū)動理論的研究

通過上述的分析我們可以發(fā)現(xiàn)，將別人不能制造的產(chǎn)品制造出來是設計的主要任務，這是競爭的需要，因此設計追求的首要目標就是使人們對性能的需求得到充分的滿足，也就是說，性能需求推動了設計的發(fā)展，其中包括在設計過程中的知識服務準備、提供知識服務以及請求知識服務等。

在這里要討論一下什么是性能，作為一個被廣泛應用的詞，性能對于不同的人而言會具有不同的理解，嚴格的來講，質(zhì)量和功能的集成才是性能。功能實現(xiàn)和保持性的度量就是質(zhì)量的定義。設計對象在全生命周期設計中屬于一個時變系統(tǒng)，也就是說，質(zhì)量和功能都屬于時間函數(shù)而對這個函數(shù)進行預測和控制就是全生命周期設計的主要任務，同時還要對約束條件有關的變量進行控制和預測，比如成本、環(huán)境友好、機器以及人，這就直接導致現(xiàn)在的設計具有越來越復雜的任務，并且與很多有待獲取的新知識有所涉及。真正意義上的全生命周期設計現(xiàn)在很多作品的設計過程中無法實現(xiàn)，導致這種情況的最為主要的原因就是沒有將足夠的知識和知識獲取手段準備好，然而全生命周期設計卻是設計者必須要追求的一個目標。用戶一般都是立足于性能從而產(chǎn)生對作品的要求，同時性能也是設計的起點和完成標志，所以對整個設計過程進行控制的基本特征就變成了性能特征。由于無法直接找到滿足一些復雜產(chǎn)品的性能需求的解，而是必須要利用一系列的功能分解以及非常多分功能的實現(xiàn)，也就是說設計的很多子過程，才能夠最終保證產(chǎn)品性能需求的實現(xiàn)。

在各個子過程中性能驅(qū)動有時候表現(xiàn)為功能需求驅(qū)動，有時候又表現(xiàn)為質(zhì)量需求驅(qū)動，而有時候有表現(xiàn)為質(zhì)量需求和功能需求的交替驅(qū)動。如同上面所說的一樣，其主要的來源可能來自于外源，也有可能屬于一種知識服務，還有可能屬于兩外一個產(chǎn)品或者設計，因此知識的載體可能是每一個設計和產(chǎn)片，同時其也可能屬于一種隱含的知識，這樣要想將服務和評估得到的可能解找出來，就需要到外界去，也就是要將以使其性能需求得到滿足為接受的標準以及性能需求驅(qū)動。

所以現(xiàn)在面臨著非常重要的一個問題就是怎樣才能夠?qū)⑿阅苄枨蟊磉_出來，也就是說需要利用什么樣的特征函數(shù)和特征才能夠?qū)@種需求進行描述；怎樣對產(chǎn)品的性能特點及其定義，比如如何利用特征參數(shù)對性能特征進行定量描述；如何定性等。因為對這一方面并不具備很成熟的理論，因此現(xiàn)在還在不斷的探索和描述表達的方法。一般來說，應該采用系統(tǒng)輸出對系統(tǒng)輸入的響應來對一個系統(tǒng)的功能進行描述，比如將運動保證功能作為例子，從而初步的探討功能特征的描述?？梢赃@樣描述轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)的功能：在負荷的作用下系統(tǒng)在下一處的旋轉(zhuǎn)運動向另一處的旋轉(zhuǎn)運動進行轉(zhuǎn)變。一般都可以對產(chǎn)品的功能進行分解，可以采用若干個子功能的形式對產(chǎn)品的功能進行分解，所以樹形結(jié)構(gòu)才是功能特征集的結(jié)構(gòu)形式。然而結(jié)構(gòu)樹和功能樹未必具有相同的形狀，而且功能需要要能夠使功能的獨立公理得到滿足，而一個結(jié)構(gòu)可能需要保證盡可能多的功能的實現(xiàn)。必須要遵循以下的原則進行功能分解：首先，各子功能在每一級的分解中都應該屬于最為基本的本級的功能；其次，每一個同級的基本功能之間應該具備相交的特點。同時也可以選擇同樣的方法處理質(zhì)量特征，然而以質(zhì)量的定義為根據(jù)，就需要使質(zhì)量樹和結(jié)構(gòu)樹相對應。在描述質(zhì)量特征的時候也應該具備三個組成部分，也就是參數(shù)表、質(zhì)量表達式以及功能表達式。上述的分析中講到，知識服務在分布式智力資源環(huán)境中也屬于一種產(chǎn)品，其具備功能需求驅(qū)動的特點。因此在描述其質(zhì)量和功能的時候也需要與這一類的產(chǎn)品特征相符合。UDDI協(xié)議一直在致力于對發(fā)布、發(fā)現(xiàn)和集成中智力資源所存在的非結(jié)構(gòu)化的問題，然而還有一個用詞統(tǒng)一以及描述方法的問題存在于結(jié)構(gòu)化中，因此要想保證其可以實現(xiàn)完全的實施，仍然需要做大量的工作。

知識流理論的研究

我們都知道現(xiàn)代設計的基礎就是知識，而其中心就是獲取新的知識。因此要是立足于這個角度來看，那就可以將設計的過程看作在設計的各個有關各方面和各個節(jié)點中知識的流動過程。作為一個非常復雜的領域，設計知識在傳統(tǒng)的設計方法研究及設計理論研究中很少涉及，而大部分的設計知識研究的出發(fā)點都是設計知識己經(jīng)存在，從而對后續(xù)的各種設計問題進行研究。然而在實際的很多情況中并不存在這種知識，所以目前產(chǎn)品設計競爭的焦點之一就是如何能夠?qū)⒆钚碌募夹g(shù)盡快的引入進來。企業(yè)面對分布式智力資源的環(huán)境就必須要積極地開發(fā)產(chǎn)品，在開發(fā)產(chǎn)品的過程中必須要直接地與知識流的問題進行面對，這是我國的制造企業(yè)所欠缺的。對知識流的研究實際上就是對各種動態(tài)知識的研究，其中包括流動控制、知識獲取、積極的運動機制、動態(tài)特征以及分類等。其研究的主要目標就是清晰的描述以知識獲取為中心的設計活動，從而能夠?qū)⒈匾睦碚摶A提供給工具的研發(fā)工作實現(xiàn)方法的研究。如果立足于流動要完成的任務和特征進行分析，我們就可以將知識流劃分為四種，也就是知識融合并物化為解決方案、知識及知識獲取服務、信息一知識以及信息采集。如果采用設計過程或者知識流的一個節(jié)點的方式對任何層次上的決策進行分析，我們就可以發(fā)現(xiàn)，一般利用某種算法都能夠獲取些決策及其所依賴的知識，這個過程常常在人的意愿的已知規(guī)律之外。但是在實際設計中還要對共構(gòu)知識進行獲取，其一共包括兩類，一種是需要通過交互過程才能夠獲取的知識，而另外一種則是需要經(jīng)過多方面的討論之后最終達成共識才能夠獲取的知識。共構(gòu)知識具有雙向或者多向流動的形式。公共知識并不是簡單的意愿的產(chǎn)物，不管某一方是否將問題提出或者將答案給出，都需要將一些非意愿知識的服務獲得。一般都是從分布的智力資源單元將知識和獲取的新知識匯集到設計的決策節(jié)點，而流動的過程一般還包括與將委托和服務關系形成和解除；測試、描述、發(fā)布以及搜索等具有密切關系的信息。在其中大部分的子過程都屬于主過程的分支，在輸出子過程的時候，其就有可能屬于該子過程所獲取的知識；而如果將其作為下一個子過程的輸入，其就有可能屬于獲取知識的信息。一般在這里沒必要嚴格的區(qū)分知識和信息，這兩者都具有雙向流動的。由于設計對知識使用具有復雜性、不確定性、不清晰性等特點，因此在知識流理論中還包括了研究設計知識在流動中的各種表達形式。各種平臺之間的無障礙互動以及順利流動等是保證知識流理論得以實現(xiàn)的基礎。然而因為各種原因的影響，其實現(xiàn)方法方面還存在著非常多的困難。智力資源單元等與知識流理論也具有非常密切的關系。因此即使流理論必須要關注的一個問題就是智力資源單元的有效運作、發(fā)展、生存、生成以及結(jié)構(gòu)等，如果不存在這些內(nèi)容，也就不會有分布式資源環(huán)境下的知識流存在。總之，作為關于設計的一個新的視角，知識流理論現(xiàn)在需要有新的理論作為闡述。

結(jié)語

通過上述的分析，我們可以得出以下的觀點：設計的競爭是制造業(yè)競爭的實質(zhì)，而競爭的焦點就是要保證最小的開發(fā)成本、最短的開發(fā)周期以及將最新技術(shù)盡快的引入進來；知識是設計的基礎，而知識獲取的是設計的中心，不管是知識也好，還是知識獲取也好都必須要依賴各種資源，因此參與設計各個要素的關系會隨著智力資源結(jié)構(gòu)的變化而發(fā)生相應的變化；現(xiàn)代設計理論中需要包括以下幾個部分的內(nèi)容，也就是知識流理論、性能需求驅(qū)動理論、設計過程理論；功能實現(xiàn)和保持性的度量就是質(zhì)量，功能和質(zhì)量的集成就是性能；功能特征能夠利用參數(shù)表、功能表達式以及文字說明等三個要素描述出來，而質(zhì)量特征也可以利用參數(shù)表、質(zhì)量表達式以及功能表達式等三個要素描述出來。