طراحی چیست و فرآیند تکاملی طراحی چه ویژگی هایی دارد؟

طراحی سیستم های مهندسی یک فرایند پیچیده است. فرضیات بسیاری باید انجام شود تا بتوان مدل هایی را به وجود آورد تا بتوان آن ها را با روش ها موجود تحلیل کرد و هم چنین این مدل ها می بایست توسط آزمایشات صحت سنجی شوند. بسیاری از احتمالات و عوامل  می بایست در فاز فرمولاسیون استفاده شود. ملاحظات اقتصادی نقش مهمی را در طراحی سیستم های کارآمد اقتصادی بازی می کنند. برای تکمیل عملیات طراحی یک سیستم تعدادی از مهندسین در رشته ها متفاوت می بایست با یکدیگر همکاری کنند. به طور مثال برای طراحی یک ساختمان بلند نیازمند طراح هایی از رشته ها ی معماری، سازه، مکانیک، برق، و محیط زیست و هم چنین یک کارشناس مدیریت ساخت، هستیم. بنابراین یک تعامل میان رشته ای قابل توجه بین تیم های طراحی مختلف برای تکمیل پروژه مورد نیاز است. برای اکثر کاربرد ها پروژه طراحی می بایست به چندین جزء مسئله که هر کدام به صورت مجزا بررسی می شود تقسیم  گردد. با هر کدام از جزء مسئله ها می توان به صورت یک مسئله  بهینه سازی برخورد شود.
طراحی یک سیستم با بررسی انتخاب های متفاوت آغاز می شود. جزء مسئله ها و اجزای تشکیل دهنده آن شناخته و طراحی و آزمایش می شوند. این روند منتج به نقشه ها، محاسبات و گزارش هایی می شود که توسط آن ها سیستم ساخته می شود.
طراحی یک روند تکرارشونده است. تجربه و فراست یک طراح برای طراحی سیستم ها در اکثر رشته های مهندسی مورد نیاز است. تکرار شونده بدین معناست که چندین طرح آزمایشی یکی پس از دیگری تحلیل می شوند تا زمانی که یک طرح قابل قبول بدست آید. مفهوم طرح آزمایشی می بایست کاملا درک شود. در یک روند طراحی، طراح یک طرح آزمایشی را بر اساس تجربه، شهود و یا براساس تحلیل های ریاضی تخمین می زند. طرح آزمایشی تحلیل می شود تا مورد قبول بودن آن تعیین شود. در صورتی که مورد قبول باشد، روند طراحی پایان می یابد. در روند بهینه سازی طرح آزمایشی بررسی می گردد که آیا بهترین است یا خیر؟ بر اساس نیازمندی های متفاوت بهترین می تواند برای سیستم های متفاوت تعابیر متفاوتی را داشته باشد. به طور کل می تواند یک سیستم اقتصادی ، کارامد، قابل اعتماد و با دوام باشد.
روند طراحی می بایست یک فعالیت کاملا از پیش تعیین شده و منظم باشد. برای توضیح شکل زیر را که مدل تکاملی سیستم نام دارد در نظر بگیرید. این روند می بایست با شناسایی نیازهایی که می بایست برآورده شود توسط مهندسین آغاز می شود. اولین مرحله در روند مدل تکاملی تعیین دقیق نیازمندی های سیستم است. برای تعیین نیازمندی های سیستم تعامل قابل توجهی می بایست بین سرمایه گذار ومهندس برقرار باشد. هنگامی که نیاز مندی ها مشخص شد طراحی سیستم آغاز می شود.

دومین مرحله این فرایند توسعه یک طرح اولیه از سیستم است. مفاهیم متفاوت سیستم مطالعه می شود. با توجه به اینکه این مرحله می بایست در مدت زمان کمی انجام شود، مدل های ساده شده ای استفاده می شود. جزء سیستم های متفاوتی شناخته شده و طرح اولیه آن ها تخمین زده می شود. تصمیماتی که در این مرحله اتخاذ می شود، به طور معمول بر روی ظاهر نهایی و کارایی سیستم تاثیر گذار خواهد بود. در انتهای فاز طراحی اولیه، برخی از مفاهیمی که نیازمند به تحلیل بیشتری هستند شناخته می شوند.
سومین مرحله فرایند انجام یک طراحی با جزییات کامل برای تمامی جزء سیستم ها با استفاده از یک روند تکرار شونده است. برای ارزیابی احتمالات مختلف، این مهم می بایست برای مفاهیم تعیین شده انجام شود. پارامتر های طراحی برای برای جزء سیستم ها می بایست تعیین شود. نیازمندی های عملکرد سیستم می بایست تعیین شده و اغنا گردد. جزء سیستم ها می بایست به گونه ای طراحی شوند که ارزش سیستم را بیشینه کرده و یا معیار هزینه را کاهش دهند. مراحل چهارم و پنجم مدل تکاملی ممکن است برای تمامی سیستم ها مناسب نباشد. این مراحل شامل ساخت سیستم نمونه و آزمایش آن است. این مراحل هنگامی نیاز است که سیستم می بایست به صورت انبوه تولید شود و یا هنگامی که جان انسان ها در میان باشد. اگر چه که این مراحل به نظر مراحل پایانی روند طراحی می شود اما این گونه نیستند زیرا که ممکن است سیستم مطابق نیازمندی ها در فاز آزمایش عمل نکند. بنابراین، نیازمندی ها بازنگری می شوند و یا مفاهیم دیگری مطالعه می شوند. در واقع این بازنگری می بایست در در تمامی گام های روند طراحی می بایست انجام شود. به همین دلیل است که حلقه های بازگشت در تمامی مراحل روند تکاملی سیستم گنجانده شده است. با توجه به پیچیدگی های سیستم این روند ممکن است چندین روز و یا چندین ماه زمان ببرد.

منبع: دپارتمان سازه کارگشا،  سامانه جامع صنعت ساختمان