现代设计理论和方法的研究

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现代设计理论和方法存在着非常广阔的研究空间，由于只有在正确的理论指导下才能够产生有效的方法，而为了保证方法的实现是工具的主要开发目的，因此认为不需要对理论进行研究就能够将好的设计软件设计出来是不科学的，就算是能够获得一些可以推广的方法，该方法也会未必具有较高的效率，甚至一些广泛应用的软件还会在一定程度上影响设计的进步和发展。

相对任何时期而言，现代设计在制造业中的作用都显得更加的突出，甚至有人说，设计的竞争属于制造业竞争的焦点，现在要想将一些设计任务完成就需要涉及到更加广泛以及更加复杂的知识领域。在经济全球化的今天，每一个企业都面临着越来越激烈的市场竞争，而用户对产品的要求也就有了多样化以及个性化的特点，因此极大地拓展了产品创新的空间，而且也对产品具有了越来越高的创新要求，产品也涉及到了越来越大的复杂程度。而传统的设计理论和方法已经无法使这样一种设计活动的要求得到充分的满足，因此出现了很多新社的设计理论和方法，有鉴于此，本文对现代设计理论和方法的研究进行了分析和介绍。

设计过程理论的研究

对设计过程构成和任务进行研究的理论就是设计过程理论，现代设计理论中的过程理论已经比较成熟，并且已经出现了大量的研究。然而设计过程在其中的一些研究显得太过复杂，实际上设计过程的复杂程度在很大程度上取决于所涉及的对象的复杂程度，同时也与可能涉及到智力资源的复杂程度有关，因此不能够对设计过程的复杂程度进行一概而论。不管是复杂设计也好，简单的设计也好，都可以很简单地讲清楚其过程构成和任务。我们都清楚，现在创新设计的说法非常流行，那么既然存在着创新设计，也就意味着“不”创新的设计的存在。然而实际上这种理解严重的危害到了现代设计理论和方法的不断进步和发展，创新是设计的灵魂是设计过程理论必须要遵守的一个原则，这样才能够符合设计的竞争是制造业竞争的焦点这样的一个时代特征。除此之外，从垂直水平转变的资源结构也会导致设计过程和任务出现相应的变化，这是由于分布式智力资源环境下的设计很多都会需要通过对外源的利用才能够完成，也就是说需要不同利益方提供的服务，只有这样才能够完成任务。在这种情况下就出现了任务的最优分解，也就是资源的最优配置以及过程的最优划分等问题。

性能需求驱动理论的研究

通过上述的分析我们可以发现，将别人不能制造的产品制造出来是设计的主要任务，这是竞争的需要，因此设计追求的首要目标就是使人们对性能的需求得到充分的满足，也就是说，性能需求推动了设计的发展，其中包括在设计过程中的知识服务准备、提供知识服务以及请求知识服务等。

在这里要讨论一下什么是性能，作为一个被广泛应用的词，性能对于不同的人而言会具有不同的理解，严格的来讲，质量和功能的集成才是性能。功能实现和保持性的度量就是质量的定义。设计对象在全生命周期设计中属于一个时变系统，也就是说，质量和功能都属于时间函数而对这个函数进行预测和控制就是全生命周期设计的主要任务，同时还要对约束条件有关的变量进行控制和预测，比如成本、环境友好、机器以及人，这就直接导致现在的设计具有越来越复杂的任务，并且与很多有待获取的新知识有所涉及。真正意义上的全生命周期设计现在很多作品的设计过程中无法实现，导致这种情况的最为主要的原因就是没有将足够的知识和知识获取手段准备好，然而全生命周期设计却是设计者必须要追求的一个目标。用户一般都是立足于性能从而产生对作品的要求，同时性能也是设计的起点和完成标志，所以对整个设计过程进行控制的基本特征就变成了性能特征。由于无法直接找到满足一些复杂产品的性能需求的解，而是必须要利用一系列的功能分解以及非常多分功能的实现，也就是说设计的很多子过程，才能够最终保证产品性能需求的实现。

在各个子过程中性能驱动有时候表现为功能需求驱动，有时候又表现为质量需求驱动，而有时候有表现为质量需求和功能需求的交替驱动。如同上面所说的一样，其主要的来源可能来自于外源，也有可能属于一种知识服务，还有可能属于两外一个产品或者设计，因此知识的载体可能是每一个设计和产片，同时其也可能属于一种隐含的知识，这样要想将服务和评估得到的可能解找出来，就需要到外界去，也就是要将以使其性能需求得到满足为接受的标准以及性能需求驱动。

所以现在面临着非常重要的一个问题就是怎样才能够将性能需求表达出来，也就是说需要利用什么样的特征函数和特征才能够对这种需求进行描述；怎样对产品的性能特点及其定义，比如如何利用特征参数对性能特征进行定量描述；如何定性等。因为对这一方面并不具备很成熟的理论，因此现在还在不断的探索和描述表达的方法。一般来说，应该采用系统输出对系统输入的响应来对一个系统的功能进行描述，比如将运动保证功能作为例子，从而初步的探讨功能特征的描述。可以这样描述转子轴承系统的功能：在负荷的作用下系统在下一处的旋转运动向另一处的旋转运动进行转变。一般都可以对产品的功能进行分解，可以采用若干个子功能的形式对产品的功能进行分解，所以树形结构才是功能特征集的结构形式。然而结构树和功能树未必具有相同的形状，而且功能需要要能够使功能的独立公理得到满足，而一个结构可能需要保证尽可能多的功能的实现。必须要遵循以下的原则进行功能分解：首先，各子功能在每一级的分解中都应该属于最为基本的本级的功能；其次，每一个同级的基本功能之间应该具备相交的特点。同时也可以选择同样的方法处理质量特征，然而以质量的定义为根据，就需要使质量树和结构树相对应。在描述质量特征的时候也应该具备三个组成部分，也就是参数表、质量表达式以及功能表达式。上述的分析中讲到，知识服务在分布式智力资源环境中也属于一种产品，其具备功能需求驱动的特点。因此在描述其质量和功能的时候也需要与这一类的产品特征相符合。UDDI协议一直在致力于对、发现和集成中智力资源所存在的非结构化的问题，然而还有一个用词统一以及描述方法的问题存在于结构化中，因此要想保证其可以实现完全的实施，仍然需要做大量的工作。

知识流理论的研究

我们都知道现代设计的基础就是知识，而其中心就是获取新的知识。因此要是立足于这个角度来看，那就可以将设计的过程看作在设计的各个有关各方面和各个节点中知识的流动过程。作为一个非常复杂的领域，设计知识在传统的设计方法研究及设计理论研究中很少涉及，而大部分的设计知识研究的出发点都是设计知识己经存在，从而对后续的各种设计问题进行研究。然而在实际的很多情况中并不存在这种知识，所以目前产品设计竞争的焦点之一就是如何能够将最新的技术尽快的引入进来。企业面对分布式智力资源的环境就必须要积极地开发产品，在开发产品的过程中必须要直接地与知识流的问题进行面对，这是我国的制造企业所欠缺的。对知识流的研究实际上就是对各种动态知识的研究，其中包括流动控制、知识获取、积极的运动机制、动态特征以及分类等。其研究的主要目标就是清晰的描述以知识获取为中心的设计活动，从而能够将必要的理论基础提供给工具的研发工作实现方法的研究。如果立足于流动要完成的任务和特征进行分析，我们就可以将知识流划分为四种，也就是知识融合并物化为解决方案、知识及知识获取服务、信息一知识以及信息采集。如果采用设计过程或者知识流的一个节点的方式对任何层次上的决策进行分析，我们就可以发现，一般利用某种算法都能够获取些决策及其所依赖的知识，这个过程常常在人的意愿的已知规律之外。但是在实际设计中还要对共构知识进行获取，其一共包括两类，一种是需要通过交互过程才能够获取的知识，而另外一种则是需要经过多方面的讨论之后最终达成共识才能够获取的知识。共构知识具有双向或者多向流动的形式。公共知识并不是简单的意愿的产物，不管某一方是否将问题提出或者将答案给出，都需要将一些非意愿知识的服务获得。一般都是从分布的智力资源单元将知识和获取的新知识汇集到设计的决策节点，而流动的过程一般还包括与将委托和服务关系形成和解除；测试、描述、以及搜索等具有密切关系的信息。在其中大部分的子过程都属于主过程的分支，在输出子过程的时候，其就有可能属于该子过程所获取的知识；而如果将其作为下一个子过程的输入，其就有可能属于获取知识的信息。一般在这里没必要严格的区分知识和信息，这两者都具有双向流动的。由于设计对知识使用具有复杂性、不确定性、不清晰性等特点，因此在知识流理论中还包括了研究设计知识在流动中的各种表达形式。各种平台之间的无障碍互动以及顺利流动等是保证知识流理论得以实现的基础。然而因为各种原因的影响，其实现方法方面还存在着非常多的困难。智力资源单元等与知识流理论也具有非常密切的关系。因此即使流理论必须要关注的一个问题就是智力资源单元的有效运作、发展、生存、生成以及结构等，如果不存在这些内容，也就不会有分布式资源环境下的知识流存在。总之，作为关于设计的一个新的视角，知识流理论现在需要有新的理论作为阐述。

结语

通过上述的分析，我们可以得出以下的观点：设计的竞争是制造业竞争的实质，而竞争的焦点就是要保证最小的开发成本、最短的开发周期以及将最新技术尽快的引入进来；知识是设计的基础，而知识获取的是设计的中心，不管是知识也好，还是知识获取也好都必须要依赖各种资源，因此参与设计各个要素的关系会随着智力资源结构的变化而发生相应的变化；现代设计理论中需要包括以下几个部分的内容，也就是知识流理论、性能需求驱动理论、设计过程理论；功能实现和保持性的度量就是质量，功能和质量的集成就是性能；功能特征能够利用参数表、功能表达式以及文字说明等三个要素描述出来，而质量特征也可以利用参数表、质量表达式以及功能表达式等三个要素描述出来。