本文试图通过“设计过程”的研究,探讨设计的艺术性,构建“语义提取”与“形象附着”的艺术创作双阶段模式。然后,在计算机算法的语境中,探讨其科学性或理性,在工程应用的情境中赋予其实用性,并通过实践案例分析研究“设计迭代”来扩充、优化过程模型。在人文学科的语境下,将设计过程分解为设计概念的语意提炼,以及设计的实体化两个阶段。针对语意提炼阶段的研究,构建了设计师常用于表述设计概念的设计语料库,并通过在企业与高校进行问卷调研的方式,来收集高频词汇,以词频统计的研究方法,来分析不同知识背景下,各类设计角色群体的用词倾向。针对设计图形的阶段,则收集了各类具有代表性的图片,来构建与设计高频语汇相对应的结构化图库,以卡片分类的研究方法,展开了图形与语意相互表征的方式与规律的相关研究。在科学计算的语境下,将造型设计过程转化为造型问题的迭代求解过程,通过特征线的概念,将设计的问题域与解域的参数进行定性定量研究,从而实现算法求解。采用基于意向尺度打分的方法,来实现算法求解的收敛。论文还将人文科学语境与自然科学语境下的设计过程描述整合、归化后,抽象为工程管理语境中的过程模型,将软件工程RUP、UML等体系中的工件、里程碑、用例等流程开发技术,应用到造型设计流程重构中,并依据实地调研、问卷调查等手段获取的信息,来重构数字化设计流程。并参照软件工程的方法,将流程转化为设计辅助软件的系统架构(Framework)与模块界面。本文研究的主要理论成果主要包括三个方面：第一,汽车造型设计的语义和形象的研究中,提出了概念设计活动是一个由基于语义信息处理的逻辑思维,过渡到基于形象生成的形象思维的转换过程,并制作了一款实用的轻量化汽车造型设计辅助工具——结构化意像看板,在次基础上设计了用于计算机平台上辅助现实设计流程的功能模块。第二,在汽车造型设计计算研究中,将汽车造型的特征线属性、车型线属性和造型语义作为进化设计的初始条件,对初始种群进行设定,完成了汽车造型设计的进化实验与收敛条件研究,提出了视觉效能、基于语义的适应度和设计优化,以及多角色协调问题。第三,将软件工程UML等体系中的工件、里程碑、用例等流程开发技术应用到造型设计流程重构中,形成了面向设计阶段与操作对象的复杂产品造型设计辅助工具开发方法。原型系统通过基于视觉思维和语义联想模块组织设计活动,交互形式始终以语义与图形为基本操作对象,形成了完整的设计流程、清晰的结构逻辑、简单的界面操作。本文的理论成果也在国家973项目开发的面向汽车行业的大型应用软件的研发中,取得了良好的效果,也验证了理论。