簡聖芬
1999/12/26
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衍生式設計輔助系統(generative design systems)的主
要功能在：透過各種自動生產的機制(generative
mechanism)，來協助設計者快速產生並評估替選方
案。這類的設計輔助系統是理性設計程序思考下的
產物，其開始發展的時間可以追溯至1960年代。1962
年Asimow提出了（至今仍被廣為認同的）三階段
設計進行程序：分析(analysis)階段，著重於了解設
計問題與訂定設計目標；綜合(synthesis)階段，致力
於替選方案的產生；評估(evaluation)階段，依據設
計目標，衡量各替選方案的可行性並做選定[2]。
Alexander [1]則針對綜合階段的設計行為，以理性的
數學模型來探討，標示以電腦作為設計輔助工具的
可能性。1970年代，Eastman [5]與Mitchell [9]等學
者以資訊處理的認知理論(information processing
theory [10])為基礎，將設計的過程視為一「問題定
義(specification)、方案衍生(generation)、答案測試
(evaluation)」系列循環的問題解決(problem-solving)過
程。衍生式設計輔助系統即是以這些設計理論為基
礎所發展的電腦操作環境。
早期的衍生式設計輔助系統的研發，多致力於 設計問題的描述，以及自動生產機制的開發。其中 DOMINO或ARK-2系統利用專家配置平面所用的常 規(heuristic rules)來產生平面；IMAGE系統則以幾何 與圖形理論為衍生的機制(見[5][7])。隨著電腦圖學 技術的發展與硬體效能的增進，近期的衍生式設計 輔助系統更結合早期研究的成果，著眼於設計問題 的複雜性，企圖提供較多元的設計輔助。例如，輔 助平面規劃的ABLOOS系統[4]，能適用於各種尺度 的問題，大至城市的街廓計劃，小則可用於積體電 路版設計。又如，支援3D量體組構的GENESIS系 統[8]，為少數真正處理3D資訊的衍生式設計輔助 系統之一。 目前，有關衍生式設計輔助的運算理論與技術 發展已臻成熟，這類系統由學術研究成果轉向實務 應用的可能性大增；因此，系統的「可用性(usability)」 成為新的探討課題。以SEED設計輔助系統[6]為 例：設計者可以利用SEED-Pro模組進行建築計畫書 編製；計畫書中的資訊進而可用於SEED-Layout與 SEED-Config模組，協助設計者進行平面空間規劃以 及3D量體分析。這三個模組，各是一個完整的衍 生式設計輔助系統，能獨立運作；更可以結合運用， 於設計發展初期輔助設計者迅速研擬替選方案。然 而，用過SEED系統的設計者卻因為系統能在短時 間內產生大量的替選方案與設計相關資訊，而常有 無法掌控或迷失的感覺。針對此一問題的初步探討 顯示：在使用介面加入簡單的資訊管理或導覽工 具，可以提昇系統的可用性[3]。後續有關可用性的 研究，將是推展衍生式設計輔助系統進入實務界的 關鍵。 衍生式設計輔助系統未來發展的另一個課題 是：如何支援多人且跨越地域時區的設計合作？發 展至今，這類系統主要是單人單機的作業環境。就 其所依據的設計理論，配合物件導向的軟體開發技 術，衍生式設計輔助系統可分成數個子系統，各司 其職。例如：人機介面子系統，負責設計者與系統 的互動；方案生產子系統，運用自動生產機制衍生 方案；資料庫子系統，儲存管理設計資訊。各個子 系統若能獨立運作，配合網路通訊協定的應用，則 可擺脫單機的限制。此外，上述方案生產子系統是 這類系統運作的核心，若能引入主從式軟體架構 (client-server architecture)，則可配合多個人機介面子 系統，成為多人作業的環境。雖然上述各式技術， 可用來發展分散式提供多人作業的衍生式設計輔 助系統，而研究重點應在這些技術的配合應用，以 期真正協助設計者間的合作。 市售的電腦輔助繪圖軟體並不適合設計發展初 期的使用，而這正是衍生式設計輔助系統可以發揮 其強大功能的階段。這類系統目前與未來的發展， 可望把「輔助設計」的理想逐步帶入實務環境中。 參考文獻
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