设计理论讲解，通用设计理论GDT解析

设计理论讲解，通用设计理论GDT解析

通用设计理念所蕴含的以人文 本、人人平等和人性关怀，体现了一个国家和社会高度发达 的文明程度，是人类社会进步的必然趋势。通用设计理论（General Design Theory，GDT）是个很底层的理论，距离操作方法的实现还有很长的路要走，但是作为一种有系统、有结构的思维指导方法很有价值。通用设计的核心思想是：把所有人都看成是程度不同的能力障碍者，即人的能力是有限的，人们具有的能力不同，在不同环境具有的能力也不同。

我对非操作性的研究一向兴趣不大。“操作性”指的是自己可以动手去实践，用起来，甚至可以写个简单的原型软件弄出一批数据来验证自己的某些设计思想。这种倾向性其实很功利，但是在国内的学术压力下又很自然。工科论文写什么最后都要有个验证环节，否则怎么证明你的东西有价值呢？拿不出证据你就甭想发论文。要么你就去搞实证，给已经发生的事情一个能自圆其说的解释，管理口爱玩这套。

国内学术环境“浮躁”一说大致是这么来的——纯逻辑和思辨性的东西很难得到认可。但这并不是说没有操作性的东西都能靠逻辑取胜，在逻辑上能够有所建树比实现操作性更难。

刚听到GDT的名字时，我还以为这是对各类设计方法的一个泛指。其实它的历史挺久了，其提出者吉川弘之（Hiroyuki Yoshikawa）1981年（也可能是1979年）发表在一本日文机械类期刊上，目前我还没找到它的英文版，本文的介绍总结自其他学者的英文文献。

GDT讨论的是设计中的公理，但是跟Suh的公理设计（Axiom Design，AD）不是一回事，它比AD更底层、更基础。AD是方法而不是理论，且Suh提出的公理并不适用于所有“好的”设计。也就是说，在公理框架下不一定能推导出一个好的产品设计方案来——在机械设计领域AD是基本OK的，但工业设计面对着更复杂的内外环境，很多情况下要把AD套不进去还得做大量额外的工作。

理论和方法的区别是：方法有竞争性，有好有坏有比较；而理论强调的是自洽，并且应该跟已有的、被证明可靠的理论体系不冲突。

已有的各种设计理论，大部分应该算方法，特别是面向设计师而不是研究者的。有几个特点：一是提供了详细的操作步骤而不是思考步骤；二是对方法管不管用概不负责。输出结果不稳定、不可再现、因人而异，这些现象都是理论无法容忍的，但是对方法而言则可以泰然处之，因为可以把方法不好用的责任一股脑推到设计师头上。

吉川弘之想做的事是把设计问题分解到最基础的原子层面，然后用数学概念予以表达。在此基础上逐步构筑高层概念，寻找设计问题的表达和解决方案的推导。听起来他的努力目标有点像现代物理学统一基本力。能不能完成真不知道，但是第一步——提供一个对各种设计方法的统一解释框架——还是有希望实现的。

GDT有几个主要概念：

功能（Function）：即设计目标的定义，designspecification。

功能空间（Function space）：是带有“功能的拓扑”的实体概念集S。S与实体集S’一一对应，也就是说，S里面不能有不存在的实体，但是功能空间理论上应该包括所有的功能方案（其中一个点即一个specification）。

属性空间（Attribute space）：一组可测量的实体参数，用于制造实体集里的东西。

抽象概念集T：是实体概念集S的一个拓扑变形结构，属于同一事物。抽象概念的用途是用于描述功能（designspecification）——它只有用抽象概念描述才能算“设计出来的功能”，否则就是从实体集直接映射过来的实体概念了。

GDT有三个公理：

1. 认知公理：任何实体（entity）都可以被认知或用属性或其他抽象概念来表达；

2. 映射公理（或关联公理）：“实体集S’”与“实体概念集S”是一一对应的；

3.  操作公理：“抽象概念集（T）”是“实体概念集S”的一个拓扑结构。

吉川弘之虚构了一个故事来表达GDT的用途（果然做任何研究都要先学会讲故事，特别是看起来“没什么卵用”的那类研究）：

在一个原始部落里，可以吃的肉有三种：

S1：鲜肉

S2：腐烂的肉

S3：干肉

这三者连猫狗都能分辨得出来，但是人类除了能“分辨”还能“分类”。T是一个由S的子集构成的集合，T={T1，T2}。

T1：过一阵会腐烂的

T2：不能吃的

这种分类可以构造出一些实体的子集。从实体的功能和价值角度，这些子集具有语义学意义。一旦T构筑出来，人类看待食物的眼光就不是猫狗那种查看肉色新鲜度或用鼻子嗅嗅了，三个S有了新的含义：

这种对肉的无比麻烦的重新认识有意义吗？

有的。

假设有一天忽然一个原始人用T构造出了一个新的S类别，S4：

这种不会腐烂又能吃的肉在实体概念集S中并不存在，但是比其他能找到的三种肉价值都要高。既然有了这个概念，那就不妨碍原始人去把它发明出来，于是有了熏肉、腊肉。原始人完成了首次从概念集向实体集的映射，即按图索骥的创造。而以前都是跟猫狗一样，先有实体，再从实体发展出概念，即认知。

真实世界中的熏肉、腊肉也都被创造出来了，但均是经验的产物而不是某种理论指导下的产物。经验可以让你发现一个个岛屿，但理论可以引导你找到一片大洋，让你不用出海手拿一张地图就能定位所有岛屿。

创新设计遵循同样的过程，都是通过摆弄抽象概念集T（功能、价值）从无到有的往实体概念集S加料，然后通过工程设计把蓝图（即属性集）搞出来，最后用制造手段把产品造出来，添加到实体集S’中。

这是设计师们一直都在做的事，就像原始人一直都在吃肉。

吉川弘之的论文比这个故事要严谨复杂得多，充满了定理和定义，一眼望去会以为自己翻开了一本高等数学教科书。吉川的文章实际上是在讲设计知识的操作过程，只不过使用了数学语言进行规范化阐述，这也是他的主要贡献。1989年，Susan Finger和John Dixon在有关设计理论与方法学（Design Theoryand Methodology，DTM）的著名综述中，把DTM分为六个大类：

1）描述性设计过程模型；

2）指示性（prescriptive）设计模型；

3）CAD设计过程模型；

4）设计的语言、表达和环境；

5）设计决策支持分析；

6）面向流程环节的设计（Design for X，DfX）。

计算机技术的发展使得设计研究大量集中在后半部分，而GDT属于第二类。2001年在它基础上产生了一个拓展版本——抽象设计理论（Abstract Design Theory，ADT）。然后貌似就没有然后了。

GDT非常的primitive，与一线设计师和以技术研发为主的学术工作者的实践或研究有距离，会有一种很虚的感觉。但GDT跟喊口号和构造大一统解释框架那类玩概念的东西非常不一样，它的逻辑性和结构性体系值得设计研究者学习。

GDT离应用还有很长的路要走，需要在其上一层层构建。就GDT的基础性而言，急功近利应用研究的结果恐怕不是为这个理论添砖加瓦，而是将其彻底玩坏。

来源：刘肖健

浙江工业大学  工业设计研究院