Nigel Cross, un prominente académico e investigador británico en diseño, define la metodología de diseño como "el estudio de los principios, prácticas y procedimientos de diseño en un sentido amplio". Su trabajo ha sido fundamental para comprender cómo los diseñadores abordan y resuelven problemas, y cómo se puede mejorar este proceso.
Cross ha explorado extensamente las distintas formas en que se conceptualiza el diseño, desde sus primeras incursiones en sistemas de diseño asistido por ordenador hasta su influyente artículo "Designerly Ways of Knowing", donde postula que el diseño posee su propia cultura intelectual y práctica.

Modelos Descriptivos del Proceso de Diseño
Los modelos descriptivos del proceso de diseño, según Cross, suelen enfatizar la generación temprana de un concepto de solución. Esta "conjetura" inicial se somete a un análisis, evaluación, refinamiento y desarrollo. El proceso es heurístico, es decir, emplea la experiencia previa, guías generales y "reglas prácticas" que dirigen al diseñador hacia una solución, aunque sin garantía absoluta de éxito.
Un modelo descriptivo sencillo, basado en las actividades esenciales del diseñador, culmina en la comunicación de un diseño listo para su fabricación. Previamente, la propuesta de diseño se evalúa comparándola con las metas, restricciones y criterios establecidos. La propuesta surge de la generación de un concepto, generalmente tras una exploración inicial del problema.
Al organizar estas actividades en su secuencia natural, se obtiene un modelo sencillo de cuatro etapas del proceso de diseño:
- Exploración: Una fase inicial de análisis del problema.
- Generación: La creación de conceptos y soluciones.
- Evaluación: La comparación de las soluciones con los requisitos.
- Comunicación: La presentación final del diseño.
Este modelo se visualiza a menudo como un diagrama de flujo, con ciclos de retroalimentación que permiten volver a etapas previas cuando es necesario. Los círculos representan etapas o resultados, y los rectángulos actividades o trabajo en curso.

Fases del Diseño Convencional de Ingeniería
El proceso de diseño comienza con un planteamiento de una "necesidad", seguido por el "análisis del problema". French sugiere que el análisis del problema, aunque pequeño, es crucial y comprende:
- Un planteamiento claro del problema de diseño.
- Las limitaciones impuestas a la solución (códigos de práctica, requisitos estatutarios, normas del cliente, fechas de terminación, etc.).
- El criterio de excelencia hacia el cual se trabajará.
Estos elementos se alinean con las metas, restricciones y criterios del planteamiento del diseño.
Dar Forma a los Esquemas
En esta fase, los esquemas se detallan y se elige la opción final si hay varias. El resultado suele ser un conjunto de dibujos del arreglo general. Es común que haya retroalimentación hacia la fase de diseño conceptual.

Desarrollo de Detalles
Esta es la fase final, donde se deciden los puntos pequeños pero esenciales. La calidad de este trabajo es vital para evitar demoras, gastos o incluso fallos. Las computadoras son cada vez más utilizadas para los aspectos monótonos de este trabajo, reduciendo errores y demandando habilidad y paciencia.

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Modelos Prescriptivos del Proceso de Diseño
A diferencia de los modelos descriptivos, los modelos prescriptivos buscan guiar a los diseñadores hacia mejores formas de trabajar, a menudo enfatizando un trabajo más analítico antes de generar conceptos de solución. El objetivo es asegurar una comprensión completa del problema, identificando el problema real y evitando soluciones excelentes para el problema incorrecto.
Estos modelos sugieren una estructura básica de análisis-síntesis-evaluación. Esto implica encontrar soluciones posibles para cada especificación de rendimiento individual, desarrollar diseños completos con el mínimo compromiso y evaluar la exactitud con la que los diseños alternativos satisfacen los requisitos de rendimiento antes de seleccionar el diseño final.
Archer desarrolló un modelo prescriptivo más detallado, que incluye interacción con el mundo exterior del proceso de diseño, como la información del cliente, la capacitación y experiencia del diseñador, y otras fuentes de información. Este modelo se resume en tres fases amplias: analítica, creativa y ejecutiva.
Fases del Modelo Prescriptivo de Archer
- Programación: Establecer aspectos cruciales y proponer un curso de acción.
- Análisis: Identificar problemas secundarios, preparar especificaciones de rendimiento y reevaluar el programa.
- Síntesis: Preparar bosquejos de las propuestas de diseño.
- Desarrollo: Desarrollar diseños prototipo y realizar estudios de validación.
La fase analítica requiere observación objetiva y razonamiento inductivo, mientras que la fase creativa demanda participación, juicio subjetivo y razonamiento deductivo. El proceso concluye con la fase ejecutiva, que implica la realización de dibujos de trabajo y programas de manera objetiva y descriptiva, configurando el diseño como un "sándwich creativo".

Pahl y Beitz ofrecen un modelo más completo que mantiene claridad al centrarse en:
- Recopilar información sobre requisitos y restricciones.
- Establecer estructuras funcionales, buscar principios de solución y combinarlos en variantes de conceptos.
- A partir del concepto, determinar el arreglo y las formas, desarrollando un producto o sistema técnico según consideraciones técnicas y económicas.
La Relación entre Ciencia y Diseño
A lo largo del tiempo, han surgido diferentes interpretaciones sobre la relación entre ciencia y diseño. Desde principios del siglo XX, con el término "Scientific Design" propuesto por Theo van Doesburg, que abogaba por un nuevo espíritu en el arte y el diseño, hasta la "Design Science" de Buckminster Fuller en la década de 1960, que buscaba una revolución basada en la ciencia y la tecnología para resolver problemas humanos y ambientales.
Herbert Simon plantea la necesidad de considerar el diseño como una "ciencia de lo artificial", al igual que existen las ciencias del mundo natural. Sin embargo, en la década de 1970, con cambios sociales y mentales, surgió el concepto de "Science of Design", que diferenciaba las actividades de científicos y diseñadores: "Los científicos tratan de identificar los componentes de las estructuras existentes, los diseñadores tratan de dar forma a los componentes de las nuevas estructuras".
Finalmente, "Design as a Discipline" emerge como un concepto que relaciona la ciencia y el diseño, utilizando el diseño como campo de estudio práctico y teórico, explorado en sus propios términos y cultura. El conocimiento del diseño se enfoca en contribuir a la creación y mantenimiento del mundo artificial.

Aunque se ha intentado establecer un método de diseño inspirado en el método científico, siempre existirá una manera personal de llevar a cabo los proyectos. El diseño es una actividad amplia que oscila entre la abstracción y lo tangible, donde las inspiraciones, observaciones e ideas son abstractas y el producto o servicio es una experiencia tangible.
En el diseño no existe una fórmula específica. La ciencia se define como el conocimiento obtenido mediante la observación y el estudio sistemático y razonado, con el objetivo de descubrir, comprender y explicar las leyes que rigen los fenómenos de la realidad. El conocimiento científico se obtiene a través del método científico, que incluye observación, proposición, hipótesis y conclusiones.
Los diseñadores, por su parte, deben considerar aspectos estéticos y funcionales, pero su actividad es distinta a la científica. Después de todo, "la ciencia no es diseño y el diseño no es ciencia; cada palabra define su actividad y sí, tal vez existan etapas parecidas, pero cada actividad posee su pura esencia".