曾 勇， 张执南

(1. 加拿大康考迪亚大学 信息工程研究所， 蒙特利尔 H3G1M8，加拿大； 2. 上海交通大学 机械与动力工程学院， 上海 200240)

为提升设计过程效率，提高设计对象的创新性，学术界和工业界发展了许多设计理论与方法，在不同时期有不同的研究焦点.从早先研究系统化设计方法[1]和创新原理[2]，到研究设计的认知和表达体系[3-5]，再到力图建立描述设计的公理化理论体系[6-8]，以及大量关于设计过程和设计对象相关的方法和技术，如协同设计[9]、多学科优化[10]、不确定性优化[11]、设计方案综合[12]、设计知识的表示等[13]，到如今试图解密人类创造力的产生规律[14-17]、设计科学规律[18]、生物激励[19]的设计以及数字孪生驱动的设计[20]等.设计研究可谓百花齐放，百家争鸣.然而，受设计的认知性、技术性和社会性特征影响，迄今尚未有统一和被一致认可的设计理论.实际上，现有研究和工程实践均表明，在产生创意和创新的过程中存在着可以遵循的共性规律，基于这种共性规律发展出新的设计理论和方法可用于科学地指导创意和创新设计过程.本文旨在阐述面向环境的设计(EBD)的理论基础、构成要素及其使用流程，为创新设计提供一种系统化方法.

1 EBD理论的基础

EBD[7-8,21]是一种以设计递归逻辑为基础，基于设计建模的公理化理论推导出的设计方法学.EBD认为设计问题由3部分组成：① 产品的工作环境，包括自然、人工和人因环境；② 环境对产品的结构需求；③ 环境对产品的性能需求.结构需……