طراحی مهندسی چیست؟

مهندسی یا engineering دانشی است که از شناخت اطراف و طبیعت آغاز میشود و به ساخت ابزار و ماشین ها و مواد و مصالح و هرچیزی که فکرش را بکنید منتهی میشود.

اگر بخواهید طراحی را یاد بگیرید با عناوین متعدد اما مشابهی روبه‌رو می‌شوید که مطالب متفاوتی را آموزش می‌دهند؛ موارد زیر مثال‌هایی از این دست هستند:

• طراحی محصول (Product Design)
• توسعه‌ی محصول (Product Development)
• طراحی صنعتی (Industrial Design)
• مهندسی محصول (Product Engineering)
• طراحی برای ساخت و مونتاژ (DFMA)
• طراحی مفهومی (Conceptual Design)

اما چگونه باید تشخیص دهید که کدام شاخه‌ی طراحی برای شما مناسب است؟

در ویکی‌تولید پس از بررسی‌های بسیار به این نتیجه رسیدیم که چون اکثر مخاطبان‌مان از قشر مهندسان هستند احتمالاً مجموعه‌ی طراحی مهندسی (Engineering Design) با نیازشان هم‌خوانی بیشتری دارد، مخصوصاً که این دانش تنها برای طراحی محصول استفاده نمی‌شود و می‌تواند برای طیف وسیعی از مسائل مهندسی به کار گرفته شود. با این حال تصمیم یک‌جانبه‌ی ما نمی‌تواند مبنای محکمی برای یادگیری طراحی مهندسی باشد و لازم است خودتان با ویژگی‌ها و کارآیی آن آشنا شوید، به این منظور در این درس تلاش می‌کنیم که طراحی مهندسی را از جنبه‌های مختلف بررسی کنیم تا با شناخت کامل در مورد یادگیری یا کنار گذاشتن آن تصمیم بگیرید؛ امیدواریم از مطالعه‌ی این درس لذت ببرید

تعریف طراحی چیست؟

از تصاویری که انسان‌های اولیه روی دیوارها رسم می‌کردند تا دکوراسیون منازل، شکل صفحات مجله، نرم‌افزارها، وسایل نقلیه، لوازم تحریر، رایانه، خطوط تولید و چیدمان کارخانجات همگی نتایج طراحی هستند و این گستردگی باعث شده است که متخصصان حوزه‌های مختلف، نگاه متفاوتی به مقوله‌ی طراحی داشته باشند و نتوانیم تعریف دقیق و جامعی برای آن ارائه کنیم؛ همچنین تفاوت‌های زبانی به پیچیده‌تر شدن مفهوم طراحی دامن زده‌اند، مثلاً در فارسی برای ترجمه‌ی بسیاری از کلمات مانند Sketch یا Plan یا Plot یا حتی گاهی Organize و Arrange از کلمه‌ی طراحی (در کاربرد فعل) یا طرح (در کاربرد اسم) استفاده می‌کنیم در حالی که اگر انگلیسی‌‌زبان بودیم برای درک مفهوم طراحی فقط روی کلمه‌ی Design تمرکز می‌کردیم.

اگر اصرار داشته باشیم که تعریف عام و نسبتاً جامعی برای طراحی (Design) پیدا کنیم، مراجعه به فرهنگ لغات گزینه‌ی مناسبی به نظر می‌رسد اما باید توجه کنیم که کلمه‌ی Design هم به‌صورت اسم (با ترجمه‌ی طرح) و هم به‌صورت فعل (با ترجمه‌ی طراحی یا طراحی کردن) استعمال می‌شود که در کاربرد فعل، گاهی از کلمه‌ی Designing به جای Design استفاده می‌کنند اما معنا و مفهوم‌شان یکسان است.

ما به نیابت از شما به چند فرهنگ‌‌لغت معتبر مراجعه کردیم و متوجه شدیم که هیچ‌کدام تعریف جامع و مشترکی برای طراحی مشخص نکرده‌اند بلکه با ارائه‌ی چند تعریف جداگانه تلاش می‌کنند تا معنای طراحی در حوزه‌های مختلف را تحت پوشش قرار دهند؛ مثلا در فرهنگ لغات مریام-وبستر چندین تعریف ارائه شده است که این تعریف به ذهنیت مهندسان از طراحی نزدیک‌تر است: “طراحی (در کاربرد فعل) یعنی ایجاد، عمل‌آوری، اجرا یا ساخت مطابق برنامه”. همچنین در فرهنگ لغات آکسفورد طراحی (در کاربرد فعل) را تصمیم‌گیری در مورد ظاهر یا عملکرد چیزهایی مثل ساختمان و پوشاک و اشیای دیگر از طریق ترسیم جزئیات‌شان (مثل نقشه‌های فنی) تعریف کرده و طرح (در کاربرد اسم) را برنامه یا نقشه‌ای تعریف می‌کند که نمایان‌گر ظاهر یا عملکرد یک شیء قبل از ساخته شدن است.

فارغ از تعاریف بالا به‌صورت کلی طراحی را می‌توانیم فعالیتی برای ایجاد با بهبود بدانیم، طوری که اگر چیزی (مثل یک مفهوم یا وسیله یا تصویر) به واسطه‌ی بشر (نه طبیعت) و مطابق یک فعالیت هدفمند (نه اتفاقی) ایجاد شود یا وضعیت متفاوتی به خود بگیرد حتما به واسطه‌ی طراحی بوده است.

طراحی مهندسی چیست؟

با این‌که تعاریف متفاوتی در مورد طراحی وجود دارد اما خوشبختانه با تخصصی‌تر شدن موضوع بحث، تعاریف دقیق‌تر و مشابه‌تری برای طراحی مهندسی ارائه شده است؛ در ادامه تعریف ABET از طراحی مهندسی را بخوانید:

“طراحی مهندسی فرایند ابداع یک سیستم یا وسیله یا فرایند برای برطرف کردن نیازها است و نوعی فرایند تصمیم‌گیری غالباً تکراری به حساب می‌آید که با کمک آن از علوم پایه، ریاضیات و علوم مهندسی برای بهره‌برداری از منابع در جهت اهداف معین استفاده می‌شود.”

مطابق تعریف فوق، طراحی مهندسی یک فرایند (Process) است، یعنی شامل اقداماتی است که به ترتیب انجام می‌شوند تا نتیجه‌ی مطلوب حاصل شود؛ در درس‌های بعدی با این فرایند بیشتر آشنا می‌شوید اما پیشاپیش ذکر این نکته ضروری‌ است که مسائل مهندسی و به تبع آن فرایند طراحی مهندسی انتهایی باز (Open-Ended) دارند، یعنی تنها یک جواب نهایی و قطعی وجود ندارد و پاسخ‌های دیگری هم می‌تواند وجود داشته باشد.

همچنین مطابق تعریف، طراحی مهندسی می‌تواند برای ایجاد یک وسیله (مثل تلفن همراه، میز، فرش، کولر، یخچال، هواپیما) یا یک سیستم (مثل سیستم تهویه‌ی تونل، نیروگاه برق، سایت پتروشیمی، سیستم انبارداری) یا یک فرایند (مثل انواع فرایند تولید یا فرایند بازرسی) و به‌صورت کلّی‌تر برای حل انواع مسائل مهندسی کارایی داشته باشد؛ در این خصوص باید این نکته را هم اضافه کنیم که مسائل مهندسی معمولاً ساختاری معیوب (ill structured) دارند و نمی‌توانند صرفاً با روش‌های ریاضی یا الگوریتم‌های ساختاریافته به جواب برسند و به همین علت است که دانش مهندسی برای حل آن‌ها کافی نیست و باید در کنار آن با روش‌های حلّ مسأله، مثل فرایند طراحی مهندسی، آشنا باشیم.

احتمالاً به ذهن گروه وسیعی از مخاطبان این درس خطور می‌کند که مگر می‌شود یک مسأله‌ی مهندسی با روابط ریاضی و اصول علمی به پاسخ نرسد؟ در پاسخ باید گفت که مسائل مهندسی که در فضای صنعت با آن‌ها روبه‌رو می‌شویم با مسائل آموزشی و دانشگاهی متفاوت هستند، چون در فضای دانشگاه مسائلی در یک چهارچوب و موضوع مشخص طرح می‌شوند و پارامترهای مسأله در اختیار دانشجو قرار می‌گیرد اما در فضای واقعی با مسائلی سر و کار داریم که ترکیبی از حوزه‌های مختلف هستند و بسیاری از پارامترهای مساله قابل شناسایی نیستند و چه بسا اگر شناسایی شوند، میزان تأثیر و مقدارشان را نمی‌توان با دقت پیش‌بینی کرد و در کنار این جزئیات فنی، احتمالاً محدودیت‌های مثل هزینه‌ یا زمان یا قوانین روی حل مسأله اثر می‌گذارند و ترکیب این عوامل باعث می‌شود که جواب واحدی برای مساله وجود نداشته باشد.

مقایسه‌ی طراحی مهندسی با مفاهیم مشابه

اگر در منابع جست‌وجو کنید، شاخه‌های دیگری هم برای طراحی وجود دارد که عناوین آن‌ها در ظاهر شباهت زیادی با طراحی مهندسی دارد و لازم است تفاوت‌شان را بدانید اما قیاسی که در این بخش انجام می‌دهیم چندان اصولی و دقیق نیست چون همانطور که برای طراحی مهندسی به مقدمه‌چینی زیادی نیاز داشتیم، درک شاخه‌های دیگر طراحی هم به بررسی نسبتا عمیقی نیاز دارد که در چهارچوب این مجموعه نیست؛ به همین علت در ادامه صرفا بعضی کلیات گفته می‌شود و به جزئیات نمی‌پردازیم.

تفاوت طراحی مهندسی (Engineering Design) و طراحی محصول (Product Design)

طراحی مهندسی فرایندی است که برای مسائل مختلف کارایی دارد اما طراحی محصول صرفاً نوع خاصی از مسأله که همان طراحی کردن محصول است را مبنا قرار می‌دهد، همچنین رویه‌ی کلّی منابع آموزشی طراحی محصول این است که تمرکز بیشتری روی مباحث بازاریابی دارند در حالی‌که در طراحی مهندسی چون هدف اصلی الزاماً طراحی محصول نیست، موضوعات بازاریابی کمتر مورد توجه قرار می‌گیرند.

طراحی مهندسی (Engineering Design) و توسعه‌ی محصول (Product Development)

توسعه‌ی محصول به تمام اقداماتی گفته می‌شود که برای تبدیل یک ایده‌ی اولیه به محصولی موفق در بازار انجام می‌شوند و شامل موضوعاتی مثل بازاریابی، مدیریت پروژه و طراحی و ساخت محصول می‌شود، با این حال منابع آموزشی توسعه‌ی محصول هیچ‌کدام نگاه جامعی به تمام این فعالیت‌ها ندارند و معمولاً روی جنبه‌ی خاصی از آن مثل مدیریت یا بازاریابی یا برنامه‌ریزی متمرکز می‌شوند؛ این در حالی است که اولاً طراحی مهندسی محدود به ایجاد محصول نیست و دوماً برای مسائلی از جنس مهندسی طراحی شده است و سوماً معمولا به مباحث مدیریتی و سازمانی و امثالهم نمی‌پردازد.

طراحی مهندسی (Engineering Design) و توسعه‌ی محصول (Product Development)

توسعه‌ی محصول به تمام اقداماتی گفته می‌شود که برای تبدیل یک ایده‌ی اولیه به محصولی موفق در بازار انجام می‌شوند و شامل موضوعاتی مثل بازاریابی، مدیریت پروژه و طراحی و ساخت محصول می‌شود، با این حال منابع آموزشی توسعه‌ی محصول هیچ‌کدام نگاه جامعی به تمام این فعالیت‌ها ندارند و معمولاً روی جنبه‌ی خاصی از آن مثل مدیریت یا بازاریابی یا برنامه‌ریزی متمرکز می‌شوند؛ این در حالی است که اولاً طراحی مهندسی محدود به ایجاد محصول نیست و دوماً برای مسائلی از جنس مهندسی طراحی شده است و سوماً معمولا به مباحث مدیریتی و سازمانی و امثالهم نمی‌پردازد.

تفاوت طراحی مهندسی (Engineering Design) و طراحی صنعتی (Industrial Design)

به‌صورت کلّی تمرکز طراحی صنعتی بیشتر روی شکل و فرم مواد و محصولات از جنبه‌‌های هنری و فنی است تا برای مصرف‌کنندگان جذاب باشند اما در طراحی مهندسی اولاً مسائل متنوع‌تری مطرح می‌شود که الزاماً از جنس ایجاد مصنوعات نیستند و دوماً‌ روی ویژگی‌های عملکردی (Functional) تمرکز بیشتری می‌شود.

تفاوت طراح مهندسی (Engineering Designer) و مهندس طراح (ٍDesign Engineer)

استفاده از عنوان “طراح مهندسی” در فارسی چندان رایج نیست اما به صورت کلی به کسانی اطلاق می‌شود که به فعالیت “طراحی مهندسی” اشتغال دارند، اما “مهندس طراح” عنوان مشترکی است که برای متخصصان حوزه‌های مختلف مهندسی مثل صنایع، مکانیک، برق، کشاورزی، عمران یا شیمی استفاده می‌شود؛ این مهندسان می‌توانند در حوزه‌ی تخصصی خودشان با اصول و محاسباتی که آموخته‌اند در مورد مسائل تخصصی تصمیم‌گیری کنند و به ارائه‌ی طرح بپردازند.

منبع: www.pjmi.ir