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1、第一章 设计科学概论 11 广义设计 自古至今，人类生活在大自然和人类自身所“设计”的世界中。随着科学技术的发展，更改变了大自然及人类社会的面貌，人们越来越生活在“人为”、“人技”设计的世界之中。 历史证明，人类文明的源泉就是创造；人类生活的本质就是创造；而设计，其本质上就是创造性的思维与活动。设计的历史也可以说就是人类的历史，但自觉的“设计”是开始于15世纪欧洲文艺复兴时期，直到20世纪中期，设计仍被限定在比较狭窄的专业范围内，某些情况下是常用较为单一的学科知识解决专业范围里某几个设计问题。 为了更好地满足人类的需求，设计方法必然要发展。随着创造性活动理论、现代决策理论、信息论、控制论、工业
2、设计理论、系统工程等现代理论与方法的发展及传播，人们冲破了传统学科间的专业壁垒，在相邻甚至相远的学科领域内探索、研究，使现代设计科学走上日趋整体化的道路，促使单一的设计研究向广义的设计研究转变，从而形成了设计科学。 赫伯特A西蒙于1969年首次正式提出了设计科学的概念，总结了设计科学的特点、内容与意义。1981年他又作出了重要补充，使设计科学体系基本上得以确立。 20世纪80年代以来，现代设计法在我国日益受重视。从事和研究现代设计的工作者提出了一些适合我国国情的、具有特色的设计研究体系与方法。 对于广义设计，有许多定义，如： (1)设计是“一种针对目标的问题求解活动”。 (2)设计是“将人为环
3、境符合人类社会心理、生理需求的过程”。 (3)设计是“从现存事实转向未来可能的一种想象跃迁”。 (4)设计是“一种创造性活动创造前所未有的、新颖而有益的东西”。 (5)设计是“一种构思与计划，以及把这种构思与计划通过一定的手段符号化的活动过程”。 (6)设计是“建立在一定生产方式上的造型计划”。 (7)设计是“使人造物产生变化的活动”。 (8)设计是“一种社会一文化活动。一方面，设计是创造性的、类似于艺术的活动；另一方面，它又是理性的、类似于条理性科学的活动”。 (9)设计是“对一批特殊的实际需要的总和，得出最恰当的答案”。 (10)设计是“实现信念的一种非常复杂的行动”。 (11)设计是“一
4、种约定俗成的活动，是在规定和创造将来”。， (12)设计是“完成委托人的要求、目标，获得使设计师与用户均能满意的结果”。 (13)设计是“一种研讨生活的途径”。(14)设计是“综合社会的、经济的、技术的、心理的、生理的、人类学的、艺术的各种形态的特殊的美学活动及其产品”。 由此可见，设计的含义具有普遍性和广义性。12 设计理性的特点与思索设计是人们为满足一定需要，精心寻找和选择满意的备选方案的活动，也是一种问题的求解活动、创造和发明活动。同时设计不仅是一种科学-技术活动，也是一种社会文化活动。有一种设计理论被称为“玻璃箱”模型，又称“白箱”模型。它是指系统内部结构完全清楚、完全被人了解的模型，
5、认为设计者对自己的所做所为及其理由是了如指掌的。与此相对的则 有“魔术师”模型，又称“黑箱”模型。认为设计过程的最有价值的部分，处于人脑的深处，其部 分内容已超出自觉控制的范围。这种观点更注重于人类创造活动的心理现象，更富“人性”和 “非理性”。这两种设计模型过于片面。工业设计既不全是理性的“白箱”，也不全是非理性的 “黑箱”。而“对偶处理模型”认为，在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；既有分析式串行思维，又有整体性的综合思维。“对偶”即指两种思维方式的交互作用。而工业设计等领域，设计者还需运用“视觉思维”等。 设计科学既不纯属自然科学和工程技术，又
6、不纯属人文、社会科学。它是一门高度交叉性的新学科。设计的本质在于决策、问题求解和创造。整个设计过程都贯穿着信息的收集、整理、变换、传输、贮存、处理、反馈等基本活动要素。一方面，信息处理观点被用来解释设计思考过程；另一方面，信息处理技术又被广泛用作设计工具。设计科学的另一个实质性特征，是从人性、社会性角度去考察设计过程，“设计人”不仅是“思维人”，同时也应是“社会人”、“管理人”。这是新时期对设计师所提出的新要求。设计“以人为本”，已作为重要的思想和行为准则。 从设计领域来看，当今最盛行的新思潮是“有限理性说”。它承认设计中的理性，但认为不可能有完美的而只能是有限的、受限制的理性。所谓理性j w
7、詹姆斯定义为“一种叫作推理的特定思考过程”；R道尔则认为理性行动是“被正确地设计成最适于实现目标”的行动。赫伯特A西蒙则定义：“理性指行为的一种风范。这种风范一方面适于达成指定目标，另一方面又受制于一定条件和约束”。 有限理性说是与客观理性说相对立的新学说。客观理性说认为设计者可用一个囊括全部价值的效用函数来计算所有方案的多重价值，以比较方案的优劣。要求设计者知道可供选取的一切方案，了解所有方案的一切可能后果并寻求最优解。而有限理性说则认为不具备单一的、综合的、一致的效用函数，设计者对方案的选择是依照选择发生时某几个最主要的因素来进行的，也只考虑最有关系的少数方案，不会把一切可能后果都认真考察
8、一番。其决策是寻求满意而不是谋求最优。所以，其根本的一个观点是认为现实的设计、决策者只可能有有限的理智并遵循满意原则。设计系统原理是设计思维和问题求解活动的根本原理。所谓“系统”，是由若干部分相互作用、相互联系所构成的具有特定功能的有机整体。凡由人设计、生产的物品，都是适应性系统。任何适应性系统其意图的实现过程均包含适应性系统的意图、目的，以及适应性系统的外在环境和内在特质、结构这三个要素问的相互关系。只有把这三个要素有机地联在一起，从综合观点上去寻求理解，才能构成对适应性系统较全面的描述。例如我们要设计2l世纪的汽车，其意图或目的是提供完成运输、旅游更为适宜的交通工具，能进行无人驾驶，消除废
9、气污染；其外在环境则包括路面状况、停车场所、服务设施等；而其内部结构包含诸如新型发动机、传动部件、计算机控制系统等所构成的复杂装置。只考虑一个个单件设计，只考虑新产品本身结构、形体、色彩等的设计观念已经过时。如上面设计汽车的例子，还应当考虑汽车与行人；汽车与驾车人、乘车人；汽车与人行横道线、红绿灯管理、交通状况等的关系、矛盾等。人机工程学中的人一机关系，亦由人操纵工具，人适应机器，机器适应人，人一机协调发展到人机一环境这一适应性系统。所以，设计系统原理，应为工业设计师所牢牢记住，并且加以应用。下面简述一些设计工作常具有的特点。 (1)设计问题的求解模式主要有三种。约束模式把问题求解看成是用各个
10、约束条件来缩减问题空间，直至缩减为包含满足所有约束的一个或若干个设计方案。推理模式把问题求解看成是通过逻辑推理，收集越来越多的信息，从中逐步推出答案。而搜索模式则把设计问题的求解看成是在问题迷宫里发现、搜寻答案。由于设计活动要进行新产品的创造发明，故更多地采用搜索模式。当然，设计过程不可能在问题迷宫里盲目地、无限地搜寻答案，而是高度选择性的试错。(2)设计中很难知晓什么问题是恰当的，什么信息是有用的。这或许要到得出答案甚至更迟时才明白。所以，逐步逼近、试错、回归的方法，在设计中经常用到。(3)设计问题经常是多因素的，相互影响、制约的，也很少只为一个目的服务的。因而，设计有时处于模糊状态，并可能
11、有多种解决问题的方案。(4)设计有许多修改的事务性工作，但其关键则要有独创性。(5)设计不可能十全十美，它是一种永远不停止的、无终极目标的问题求解。(6)设计的成功与否，有人的因素，有物的因素，也有社会的、经济的、立法的制约。因而，设计是一种既有自由又有限制的活动。(7)设计的评价准则有的是可以计量的，有的是难以计量的，因而答案常常不是唯一的。它是各种因素、矛盾的权衡、协调。(8)设计是委托者、用户和设计者、立法者共同产生的。委托者、用户、立法者不可能在同样的价值尺度上来衡量设计。他们也往往在不同程度上把要求、规定强加给设计方案，其关系如图所示。(9)由于社会文明的高度发展、管理和科学技术的日
12、渐重要，现代设计工作越来越依靠集体的力量来完 成。整个设计过程、设计的组织管理，也就成为十分突出的设计任务。而就设计师个人来讲，专业化亦容易成为设计的“紧箍咒”，使其智力活动局限于固定的目标。因而，一个设计师除了精通有关专业的各种知识、技能外，思维能力、处理问题的能力、审美能力、人机工程学、营销学等知识均十分重要。(10)设计任务具有分层次的结构，可按功能、空间或时间范围等来分成层次；分成若干子系统。可以从总体到局部、由外向里设计、组织；也可以先搞局部设计，由里向外进行设计、组织。设计的其它一些特点，将在下一节中加以论述。13工业产品的功能 产品功能是设计物工业产品与使用者之间最基本的一个关系
13、。每一件产品均具有不同的功能。人们在使用一件产品的过程中，是经由功能而获得需求之满足。 一、实用功能 一件工业产品对使用者来说，主要是购买其实用功能。如电冰箱的实用功能为冷冻、冷藏食品；耗电量要少；振动、噪声要小。一把电动剃须刀的实用功能为经由电动机使刀片振动或转动；适合于不同脸型的固定刃、可动刃的设计，以去除须毛；剃下之须悄可积集、清除。此外，通过形状、色彩、材料肌理、表面处理等，赋予产品以美学功能等。工业产品的功能关系如图所示。应特别强调指出：在赋予工业产品实用功能时，必须为人类创造良好的物质生活环境。随着社会的发展，工业设计应满足“产品一人一社会一环境”的统一协调，越来越显其重要性。当人
14、类在治理燃煤所带来的“黑色公害”时，却又产生了塑料制品带来的“白色公害”；当世界各地越来越多地生产汽车、电冰箱时，却又给人类造成了大气污染、臭氧层的破坏。这些教训必须重视。国际工业设计协会(ICSID)、世界设计博览会、国际设计竞赛等以“设计和公共事业”、“为了生命而设计”、“信息时代的设计”、“灾害援助”等作为主题，就是工业设计现时代的重要使命的体现。工业设计必须符合可持续发展的战略。“绿色设计”的提出与实施，即是时代的需要。 二、美学功能 产品的美学功能是产品对人类心理、人体感官发生的作用，引起的感受。工业设计应使产品通过形态、色彩、材质、肌理、表面加工、装饰等手段符合人的感受条件，维持人
15、类的心理健康。工业设计师的主要工作之一，即在满足人们心理条件下赋予产品以美学功能。图所示的亚克力椅，就较好地体现了这种功能。而因为仅考虑经济性和实用性，致使许多城市建筑成为悲哀的、灰朦朦的、千篇一律的水泥方块建筑，在今后设计工作中应引以为戒。 应注意，工业产品设计时，需考虑的使用者的心理感受是多方面的。不仅是形态、色彩的美感，人的舒适性、安全性、仪表等的易读性，视觉、触觉、听觉等因素，均是与人的心理状态、感受有关。人机工程学之所以成为工业设计的一种思想基础，其原因亦在于此。只有当工业设计师赋予产品以美学功能的工作得以与美术工作的美学因素有所区别时，工业设计才区别于美工设计；工业设计师亦就不是美工师了。 产品的美学功能与使用者的注意力息息相关。它对购买者的购买行为产生最为强烈的影响。因为大部份产品的实用功能只有在购买后使用时才能体验到，而美学功能则通过视觉、触觉、听觉等(特别是视觉)能直接觉察到。由上可见，美学功能对产品设计、市场销售等的重要性三、象征功能 产品的象征功能是在观察、使用产品时得到的所有有关精神、心理、社会等各方面的感受、体验。可以有国家的象征，企业的象征，社会地位、声誉、财富的象征，功能的象征，情感因素的象征，等等。图15所示是米斯凡德洛在1928年为1929年世界博览会德国馆专门设计的巴塞罗纳椅。可摆动的、发亮的弯曲钢脚配
