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交互进化——工业设计过程探析


□ 张文莉

交互进化——工业设计过程探析图片1
内容摘要:本文通过对工业设计问题求解模式的简单分析,引入具有一定程度非逻辑性的交互进化设计过程模型。该模型不仅有助于对工业设计过程的更好理解,还可以为计算机辅助交互进化设计系统的构建提供理论支持。
关键词:工业设计 设计过程模型 交互进化

一、逻辑与非逻辑的设计问题求解模式

传统工程设计常常根据“白箱”理论,把设计看成是一个逻辑推理过程。在这种自顶向下的方法中,通常假设设计系统内部结构完全清晰,可以通过一定的模型来进行描述,而设计者对自己的所作所为及理由也有清醒的认识。设计过程可以从目标分析开始,建立相应的模型,然后寻求适当的效应及其组合,进行实例的构思和系统化设计,最终得出满足需求的方案。“黑箱”理论则与此相反,认为设计过程中最有价值的部分来源于人的直觉和感性,其部分内容已超出自觉控制的范围。如唐纳德·琼斯就认为,设计是交流性的,设计过程就是设计者“在行动中思考”以及“与材料对话”的过程。这类观点注重人类创造活动的心理现象,更富“人性”和“非理性”。
对于工业设计而言,这两种设计理论均过于片面。因为工业设计处于产品开发的概念阶段,设计开始之时,产品功能及行为定义不明,它们是在设计过程中根据设计要求和现有的状态衍生的。求解设计问题的过程中,设计者既有逻辑的、理性的思维,又有非理性的、形象的思维 ;既有分析式的串行思维,又有整体性的综合思维。因而工业设计既不全是理性的“白箱”,也不全是非理性的“黑箱”,而是两者的综合,即所谓的“有限理性”。也就是既承认设计中的理性,又认为这种理性是受到限制的,不可能很完美。
因而,单纯逻辑方向的方法学研究对于工业设计来说远远不够,非逻辑方法近年来不断受到研究者的关注。运用交互进化思想来分析设计过程、构建设计模型就是其中的一种方式。这种根植于生物进化论的研究方法,虽然还是初露端倪,但已经在设计领域显示出巨大的理论指导作用和实际运用潜力。

二、交互进化—一种工业设计过程模型

达尔文于1858年提出了以优胜劣汰的自然选择理论为核心的进化论,认为生物的进化是经由复制、变异、竞争和选择过程在种群中的作业所造成的。1964年,埃利希和雷文又提出了协同进化的概念,即:一个物种的某一特性由于回应另一物种的某一特性而进化,而后者的该特性也同样由于回应前者的特性而进化。这一补充考虑到物种之间的相互作用,弥补了达尔文进化论的不足。
进化与人类的设计程序有很多相似特性。一些研究者甚至认为,自然的进化和人类的设计过程具有直接的可比性。如工业设计过程,就可以看作是一个在设计问题和解决方案之间展开的协同进化过程。设计开始之时,设计师头脑中仅仅存在一些对产品的功能、美学特性、顾客需求等方面的模糊要求,对产品设计最终要解决的问题或达到的目标要求并不十分明确。设计过程中,设计师的思维与产品造型之间互相影响而发展,最终得到清晰的产品定位及特定的造型设计方案。
这样的设计过程中,产品造型不断完善,其进化是显然的。而设计师思维的进化也可以从认知学方面得到支持。根据威廉·卡尔文提出的思维瞬间的达尔文进化机制,人脑中存在许多时空模式,它们可以是躯体的各种运动序列,也可以是感知单元。对于输入信息的反应,是各种相关时空模式的瞬间复制、竞争过程。竞争取胜的时空模式得以在思维过程中存在,并可作为新的信息输入,展开新一轮的竞争,以实现思维的转移和进化。此外,设计师思维和产品造型两个进化进程之间的关系非常密切,相互之间由对方来确定进化过程中的适应值。设计师根据头脑中对设计问题的理解对造型方案进行评判和选择,反过来,基于产品造型,设计师对设计的要求或目标也不断得到修正。
为了建立具有普遍意义的设计过程模型,我们根据西蒙的思想将设计定义为一种搜索行为,将设计师的思维抽象成问题空间,则工业设计过程可以概念性地描述为问题空间和方案解空间的协同进化。这样的协同进化由于参与进化的其中一方为设计师的设计思维,常常称之为交互进化以强调人在其中的主导作用。交互进化的设计过程中,当设计问题不能被清晰地定义时,对可能解的搜索过程常常被认为是明确问题的过程。此时存在问题和方案两个不同的空间要求被搜索,而且问题空间和方案空间通过相互作用而改变。此过程中,搜索方案空间时,评价标准基于问题空间,反之,对问题空间实施搜索时,则基于解决方案空间作出评价。通过搜索范围的变换以及从一个空间往另一个空间传递信息,两个空间的交互可以在双方空间中加入新的元素。
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