路甬祥. 论设计的进化[J]. 工程设计学报, 2025, 32(4): 427-428. doi:10.3785/j.issn.1006-754X.2025.04.001
LU Y X. On the evolution of design[J]. Chinese Journal of Engineering Design, 2025, 32(4): 427-428.

                                                                   论设计的进化

                                                                                   路甬祥

摘 要：设计是关于工程方案的设想和策划。人类区别于动物的根本是在于人能够创造性思维和设计制造工具，并在劳动过程中设计运用并发展了复杂的语言文化和科技创新能 力。设计伴随着人类社会文明进步而发展进化，设计都需要知识、材料、工具、计算、实验和制造，同时变革进化了设计的理念与方法。每个阶段设计都依托若干起核心作用的科学基础、关键核心技术和数学计算方法。创新设计也永无止境，它伴随着人类社会的进步不断发展，其发展趋势和方向是确定无疑的，即：数字化、网络化、绿色化、智能化可持续发展。设计创新是无限的，但地球资源却是有限的，因此设计师必须遵循科学发展规律，尊重自然、尊重伦理、尊重市场经济、尊重人类文明传承，坚持公平公正透明原则、恪守诚实守信的职业道德规范，坚持深化改革开放，积极吸收世界各国各民族创造的科技成果和先进设计理念和方法，创新发展好中国好设计，引领和全面推进新时代现代化建设，为实现中华民族伟大复兴的中国梦不断做出新的贡献！

关键词：设计理论；设计方法；设计进化；数字化；智能化

        设计是关于工程方案的设想和策划。唯物主义者认为，劳动创造了人类，人类区别于动物的根本是在于人能够创造性思维和设计制造工具，在集体劳动过程中运用并发展了复杂的语言文化和科技创新能力，设计是这种能力最简约完美的概括。设计也伴随着人类社会文明进步而发展进化，无论在原始社会还是现代社会，设计都需要知识、材料、工具、计算、实验和制造，设计也推动了工具的进化，同时变革进化了设计的理念与方法。

如同工业发展历经工业1.0——工业2.0——工业3.0——工业4.0——工业4.0+，设计也经历了从设计1.0——设计2.0——设计3.0——设计4.0——设计4.0+的进化。对应着人类社会从农耕时代——机械化时代——电气化时代——信息化网络化时代——大数据人工智能时代的发展，每个阶段都依托若干起核心作用的科学基础、关键核心技术和数学计算方法。

在农耕时代也就是工业1.0时代，利用土地、阳光和水这些天然要素，依靠动植物生长发育能力产出淀粉和蛋白质等，其设计的主要内涵是优选农牧品种——选择充分利用太阳能的耕作方式和供排水的水利工程等。

进入机械化的工业2.0时代，即对应设计2.0时代，能源动力机械是人类设计创造的利用风力和水力的风车和水轮机、蒸气机和内燃机，能源燃料主要依靠煤炭和石油制品，这一时代也是海陆空交通变革的时代，人们设计制造出高效的各类工作母机、汽车轮船和飞机等运载工具，开通了洲际海运和空中航线，可以说这是机械设计最辉煌的时代，机械设计依托的科学基础是牛顿力学三定律和热力学方程，设计的工具方法是三角几何，计算方法是代数方程和微积分原理。

随着发电机、电动机、变压器和电力系统的设计制造，电报电话的设计发明以及各类家用电器等的设计制造，使人类进入了电气化时代，亦即是工业3.0时代。电气化的科学基础在于欧姆定律、法拉第电磁感应定律和拉普拉斯方程，电气化时代与机械化时代的不同之处在于电气设备更方便实现远程能量传输分配和控制，有利于机器和社会整体效益的提升。

计算机和大规模集成电路IC的发明和应用、互联网的普及将人类推进到工业4.0亦即设计4.0时代，使得部分脑力劳动也可以被机器所替代。

由Deep Blue、AlphaFold、AlphaGo、ChatGPT、Deepseek等基于网络大数据和深度学习计算方法的 示范运用，开启了大数据人工智能时代，可以说工业4.0+也是相应的设计4.0+时代来临的标志！展望设计4.0+时代及未来，人们可以通过设计新的分子结构改变材料的性状，通过生物质的3D打印技术设计制造出诸如人造皮肤和心脏瓣膜等生命活体，设计制造出具有在轨自我修复功能的空间站或卫星，设计出具有自学习优化升级功能的人工智能翻译耳机，设计建造出利用太阳能和潮汐能的自治海洋钻井采油气平台或渔牧场智能平台等。

科技创新永无止境，创新设计也永无止境，它伴随着人类社会的进步不断向前发展，其发展趋势和方向是确定无疑的，即：数字化、网络化、绿色化、智能化和可持续发展。设计创新是无限的，但地球资源却是有限的，因此设计师必须遵循科学发展规律，尊重自然、尊重伦理、尊重市场经济、尊重人类文明传承，坚持公平公正透明原则、恪守诚实守信的职业道德规范，坚持深化改革开放，积极吸收世界各国各民族创造的科技成果和先进设计理念和方法，创新发展好中国好设计，引领和全面推进新时代现代化建设，为实现中华民族伟大复兴的中国梦不断做出新的贡献！

参考文献：

［1］路甬祥.世界进入新时期 中国创新好设计[R].杭州，2025-05-18.

［2］国务院.中国制造2050[M].2015-05-19.

［3］美国国家科学技术委员会.2022先进制造业国家战略报告[R].2022.

［4］甘特·莱因哈特，等.工业4.0手册[M].北京：机械工业出版社，2021.

［5］习近平.高举中国特色社会主义伟大旗帜 为全面建设社会主义现代化国家而团结奋斗[R].北京, 2020-10-16.

作者简介：路甬祥，浙江大学/中国科学院教授、中国科学院/中国工程院院士、中国机械工程学会荣誉理事长