نظرية CK

تُعدّ نظرية التصميم المفاهيمي المعرفي (CK) نظريةً في التصميم ونظريةً في الاستدلال في التصميم. وهي تُعرّف الاستدلال في التصميم بأنه منطق عمليات التوسع، أي منطق يُنظّم توليد الأشياء غير المعروفة. وتستند هذه النظرية إلى عدة تقاليد في نظرية التصميم، بما في ذلك التصميم المنهجي، والتصميم البديهي ، ونظريات الإبداع ، ونظريات التصميم العامة والرسمية . ^{[ 1 ]}

تشمل الادعاءات المتعلقة بنظرية تصميم CK أنها أول نظرية تصميم تقوم بما يلي:

1. يقدم هذا النموذج صياغة شاملة للتصميم مستقلة عن أي مجال أو كائن تصميمي.
2. يشرح هذا المفهوم الاختراع والإبداع والاكتشاف ضمن نفس إطار عمليات التصميم.

يستند اسم النظرية إلى فرضياتها المركزية: التمييز بين فضاءين:

• مساحة من المفاهيم ج
• مساحة معرفية K.

تُعرَّف عملية التصميم بأنها توسيع مزدوج لمساحتي C و K من خلال تطبيق أربعة أنواع من المؤثرات: C→C، C→K، K→C، K→K. ^{[ 2 ]}

وضع أرماند هاتشويل المسودة الأولى لنظرية CK ^{[ 3 ]} ، ثم قام هاتشويل وزميله بينوا ويل بتطويرها. ^{[ 4 ]} وتشرح المنشورات الحديثة نظرية CK وتطبيقها العملي في مختلف الصناعات. ^{[ 5 ]}

كانت نظرية CK بمثابة رد فعل على ثلاثة قيود متصورة لنظريات التصميم الحالية: ^{[ 6 ]}

1. إن نظرية التصميم، عند دمجها مع نظرية حل المشكلات ، لا تستطيع تفسير الجوانب الابتكارية للتصميم.
2. فضّلت نظريات التصميم الكلاسيكية، التي تعتمد على مجالات الأشياء، أو تصميم الآلات، أو الهندسة المعمارية، أو التصميم الصناعي، نظريات تصميم مُصممة خصيصًا لقواعد معارفها وسياقاتها المحددة. وبدون نظرية تصميم موحدة، تواجه هذه المجالات صعوبات في التعاون في مواقف التصميم الواقعية.
3. لقد تطورت نظريات التصميم ونظريات الإبداع كمجالين بحثيين منفصلين. لكن ينبغي أن تشمل نظرية التصميم الجوانب الإبداعية والمفاجئة والعفوية للتصميم؛ بينما عجزت نظريات الإبداع عن تفسير العمليات الابتكارية المقصودة الشائعة في مجالات التصميم. ^{[ 7 ]}

تستخدم نظرية CK منهجًا مستقلًا عن المجال، يسمح بالتعامل مع الكائنات غير المعروفة، وتغيير تعريفات الكائنات المعروفة أثناء العملية ( مراجعة هويات الكائنات ). ^{[ 8 ]} وقد أظهر هاتشويل وويل ^{[ 8 ]} أن نظرية CK ترتبط ارتباطًا وثيقًا بنظرية براها للتصميم الرسمي ^{[ 1 ]} وتوضيحها من خلال نظرية براها ورايخ للتصميم المزدوج ^{[ 9 ]} ، وكلاهما يعتمد على البنى الطوبولوجية لنمذجة التصميم.

تتمثل الفكرة الأساسية وراء نظرية المعرفة التصميمية في تحديد حالة التصميم بدقة. الموجز هو وصف غير مكتمل لأشياء لم تُوجد بعد وما زالت جوانبها غير معروفة. ^{[ 10 ]} تتمثل الخطوة الأولى في نظرية المعرفة التصميمية في تعريف الموجز كمفهوم، من خلال تقديم تمييز رسمي بين فضاء المفهوم وفضاء المعرفة؛ أما الخطوة الثانية فتتمثل في تحديد خصائص العوامل اللازمة للربط بين هذين الفضاءين.

مشغلي CK

وبناءً على هذه المقدمات، تُظهر نظرية CK عملية التصميم كنتيجة لأربعة عوامل: C→K ، K→C ، C→C ، K→K .

• يتم تقسيم المفهوم الأولي باستخدام القضايا من K: K→C
• تُضيف هذه التقسيمات خصائص جديدة إلى المفاهيم وتُنشئ مفاهيم جديدة: C→C
• بفضل اقتران C→K، قد يؤدي هذا التوسع في C بدوره إلى توسع فضاء K: K→K

يمكن تلخيص هذه العملية من خلال مربع تصميم . أحد حلول التصميم للمفهوم الأول C0 هو مسار في فضاء C يُشكّل اقتراحًا جديدًا في K. قد توجد عدة مسارات تصميم لنفس المفهوم C0 .

يلخص التمثيل البياني التالي عملية التصميم باستخدام نظرية CK.

أفكار مجنونة

المفاهيم غير التقليدية هي مفاهيم تبدو غريبةً عند استكشافها في عملية التصميم. وقد أظهرت كلٌ من نظرية CK والتطبيقات العملية أن هذه المفاهيم يمكن أن تُثري عملية التصميم الشاملة بإضافة معارف جديدة، لا تُستخدم في سبيل اتباع مسار التصميم "غير التقليدي"، بل في سبيل تحديد مفهوم أكثر منطقية والوصول إلى تكامله النهائي. الصورة التالية تمثيل بياني لهذه العملية.

الإبداع في التصميم

ينشأ الجانب الإبداعي للتصميم من توسعين متميزين: توسعات C التي يمكن اعتبارها "أفكارًا جديدة"، وتوسعات K الضرورية للتحقق من صحة هذه الأفكار أو لتطويرها نحو تصميمات ناجحة. ^{[ 8 ]}

توحيد نظريات التصميم

تعتمد نظريات التصميم المعتمدة على المجال على بنية محددة لمساحة K، إما بافتراض أن بعض الكائنات لها تعريفات وخصائص ثابتة (كما هو الحال في جميع المجالات الهندسية)، أو بافتراض أن مساحة K تقدم بنية مستقرة (على سبيل المثال، يمكن تعريف وظائف الكائن بشكل مستقل عن تحقيقه التقني، كما هو الحال في نظرية التصميم المنهجي ).

نظرية التصميم

في المؤتمر الدولي للتصميم الهندسي لعام 2009 الذي نظمته جمعية التصميم، ربطت ورقة بحثية حائزة على جائزة ^{[ 11 ]} بين الاكتشاف العلمي وعملية التصميم باستخدام نظرية CK كإطار رسمي. وقد أشارت الورقة إلى إمكانية وجود علم للتصميم، مكملاً للعقلانية المحدودة التقليدية . ^{[ 12 ]}

النمذجة الرياضية

طُوِّرت مناهج رياضية للتصميم منذ ستينيات القرن الماضي على يد باحثين مثل كريستوفر ألكسندر ، وهيرويوكي يوشيكاوا ، ودان براها، ويورام رايش . وقد ركزت هذه المناهج على نمذجة التطور الديناميكي المشترك بين حلول التصميم ومتطلباته. وفي مجال التصميم الهندسي، تفتح نظرية CK آفاقًا جديدة للنمذجة تستكشف الروابط مع قضايا أساسية في المنطق والرياضيات؛ وهي تختلف عن الاستخدام التقليدي للنماذج العلمية في التصميم. وقد طُرحت ^{[ 13 ]} تشابهات بين نظرية CK ومفهوم الإجبار في نظرية المجموعات ، والرياضيات الحدسية . ^{[ 14 ]}

التطبيقات الصناعية

طُبقت نظرية CK في العديد من السياقات الصناعية منذ عام 1998، لا سيما في فرنسا والسويد وألمانيا. وتُستخدم عمومًا كمنهجية لتعزيز القدرة الابتكارية لأقسام التصميم والبحث والتطوير . كما ألهمت نظرية CK مبادئ إدارية جديدة للابتكار التعاوني، بهدف تجاوز قيود أساليب إدارة التصميم التقليدية . ^{[ 15 ] [ 16 ]}