การวิจัยวิทยาศาสตร์การออกแบบ (DSR) เป็นกระบวนทัศน์การวิจัยที่มุ่งเน้นการพัฒนาและการตรวจสอบความรู้เชิงกำหนดในวิทยาศาสตร์สารสนเทศ เฮอร์เบิร์ต ไซมอน ได้แยกแยะวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการอธิบายว่าสิ่งต่างๆ เป็นอย่างไร ออกจากวิทยาศาสตร์การออกแบบ ซึ่งเกี่ยวข้องกับว่าสิ่งต่างๆ ควรจะเป็นอย่างไร^{[ 1 ]} กล่าว คือ เกี่ยวกับการคิดค้นสิ่งประดิษฐ์เพื่อให้บรรลุเป้าหมาย^{[ 2 ]}ระเบียบวิธีวิจัยวิทยาศาสตร์การออกแบบ (DSRM) หมายถึงระเบียบวิธีวิจัยที่เกี่ยวข้องกับกระบวนทัศน์นี้ ครอบคลุมระเบียบวิธีของหลายสาขาวิชาการวิจัย ตัวอย่างเช่นเทคโนโลยีสารสนเทศซึ่งมีแนวทาง เฉพาะ สำหรับการประเมินและการทำซ้ำภายในโครงการวิจัย

DSR มุ่งเน้นไปที่การพัฒนาและประสิทธิภาพของสิ่งประดิษฐ์ (ที่ออกแบบ) โดยมีเจตนาที่ชัดเจนในการปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานของสิ่งประดิษฐ์นั้น DSR มักถูกนำไปใช้กับสิ่งประดิษฐ์ประเภทต่างๆ เช่นอัลกอริทึม อินเทอร์เฟซระหว่างมนุษย์กับคอมพิวเตอร์วิธีการออกแบบ (รวมถึงแบบจำลองกระบวนการ ) และภาษา การประยุกต์ใช้ DSR โดดเด่นที่สุดใน สาขา วิศวกรรมและวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์แม้ว่าจะไม่ได้จำกัดอยู่เพียงเท่านี้และสามารถพบได้ในหลายสาขาและแขนง^{[ 3 ] [ 4 ]} DSR หรือการวิจัยเชิงสร้างสรรค์^{[ 5 ]}ตรงกันข้ามกับการวิจัยวิทยาศาสตร์เชิงอธิบาย มีวัตถุประสงค์การวิจัยทางวิชาการโดยทั่วไปที่มีลักษณะเชิงปฏิบัติมากกว่า การวิจัยในสาขาเหล่านี้สามารถมองได้ว่าเป็นการแสวงหาความเข้าใจและปรับปรุงประสิทธิภาพของมนุษย์^{[ 6 ]}สถาบันวิจัยที่มีชื่อเสียง เช่นMIT Media Lab , ศูนย์วิจัยการออกแบบของมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด , สถาบันวิศวกรรมซอฟต์แวร์ของมหาวิทยาลัยคาร์เนกีเมลลอน , PARC ของซีร็อก ซ์ และศูนย์ออกแบบองค์กรและระบบของ มหาวิทยาลัยบรูเนล ลอนดอนใช้แนวทาง DSR ^{[ 3 ]}

วิทยาศาสตร์การออกแบบเป็นวิธีการวิจัยที่ถูกต้องในการพัฒนาวิธีแก้ปัญหาทางวิศวกรรมเชิงปฏิบัติ^{[ 7 ]}วิทยาศาสตร์การออกแบบมีความเหมาะสมเป็นพิเศษสำหรับปัญหาที่ซับซ้อน^{[ 8 ]}

เป้าหมายหลักของ DSR คือการพัฒนาความรู้ที่ผู้เชี่ยวชาญในสาขาวิชาที่เกี่ยวข้องสามารถนำไปใช้ในการออกแบบวิธีแก้ปัญหาในสาขาของตนได้ วิทยาศาสตร์การออกแบบมุ่งเน้นไปที่กระบวนการเลือกสิ่งที่เป็นไปได้และมีประโยชน์สำหรับการสร้างอนาคตที่เป็นไปได้ มากกว่าสิ่งที่มีอยู่แล้วในปัจจุบัน^{[ 9 ]}ภารกิจนี้สามารถเปรียบเทียบได้กับ 'วิทยาศาสตร์เชิงอธิบาย' เช่น วิทยาศาสตร์ธรรมชาติและสังคมวิทยา ซึ่งมีเป้าหมายในการพัฒนาความรู้เพื่ออธิบาย อธิบาย และทำนาย^{[ 6 ]}เฮฟเนอร์กล่าวว่าวัตถุประสงค์หลักของ DSR คือการบรรลุความรู้และความเข้าใจในขอบเขตปัญหาโดยการสร้างและการประยุกต์ใช้สิ่งประดิษฐ์ที่ออกแบบไว้^{[ 10 ] [ 11 ]}

นับตั้งแต่ยุคแรกเริ่มของวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์นักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ได้ทำการวิจัย DSR โดยไม่ได้ตั้งชื่อมัน พวกเขาได้พัฒนาสถาปัตยกรรมใหม่สำหรับคอมพิวเตอร์ ภาษาโปรแกรมใหม่ คอมไพเลอร์ใหม่ อัลกอริทึมใหม่ โครงสร้างข้อมูลและไฟล์ใหม่ โมเดลข้อมูลใหม่ ระบบจัดการฐานข้อมูลใหม่ และอื่นๆ อีกมากมาย การวิจัยในช่วงแรกส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่แนวทางและวิธีการพัฒนาระบบ ปรัชญาการวิจัยที่โดดเด่นในหลายสาขาวิชามุ่งเน้นไปที่การพัฒนาผลการวิจัยเชิงสะสมตามทฤษฎีเพื่อสร้างข้อกำหนด ดูเหมือนว่ากลยุทธ์การวิจัย 'ทฤษฎีที่มีนัยสำคัญในทางปฏิบัติ' นี้ไม่ได้บรรลุเป้าหมายนี้ ซึ่งนำไปสู่การค้นหาวิธีการวิจัยเชิงปฏิบัติ เช่น DSR ^{[ 12 ]}

กระบวนการออกแบบเป็นลำดับของกิจกรรมของผู้เชี่ยวชาญที่สร้างผลิตภัณฑ์นวัตกรรม^{[ 13 ]}สิ่งประดิษฐ์นี้ช่วยให้นักวิจัยเข้าใจปัญหาได้ดียิ่งขึ้น การประเมินปัญหาใหม่ช่วยปรับปรุงคุณภาพของกระบวนการออกแบบ และอื่นๆ วงจรการสร้างและประเมินนี้มักจะทำซ้ำหลายครั้งก่อนที่จะสร้างสิ่งประดิษฐ์การออกแบบขั้นสุดท้าย^{[ 14 ]}ใน DSR จุดเน้นอยู่ที่กฎทางเทคโนโลยีที่ผ่านการทดสอบภาคสนามและมีพื้นฐาน ซึ่งอาจเป็นผลผลิตของการวิจัยโหมด 2 ที่มีศักยภาพในการปรับปรุงความเกี่ยวข้องของการวิจัยทางวิชาการในการจัดการ การผลิตความรู้โหมด 1 เป็นเชิงวิชาการและสหวิทยาการล้วนๆ ในขณะที่โหมด 2 เป็นแบบสหวิทยาการและมุ่งเป้าไปที่การแก้ปัญหาภาคสนามที่ซับซ้อนและเกี่ยวข้อง^{[ 6 ]}

Hevner และคณะได้นำเสนอชุดแนวทางสำหรับ DSR ภายในสาขาวิชาระบบสารสนเทศ (IS) ^{[ 10 ]} DSR กำหนดให้สร้างสิ่งประดิษฐ์ที่เป็นนวัตกรรมและมีจุดประสงค์สำหรับโดเมนปัญหา เฉพาะ สิ่งประดิษฐ์ นั้นจะต้องได้รับการประเมินเพื่อให้แน่ใจว่ามีประโยชน์สำหรับปัญหาที่ระบุไว้ เพื่อให้เกิดการมีส่วนร่วมในการวิจัยใหม่ สิ่งประดิษฐ์นั้นจะต้องแก้ปัญหาที่ยังไม่ได้รับการแก้ไข หรือให้วิธีแก้ปัญหาที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ทั้งการสร้างและการประเมินสิ่งประดิษฐ์จะต้องดำเนินการอย่างเข้มงวด และผลการวิจัยจะต้องนำเสนออย่างมีประสิทธิภาพทั้งต่อกลุ่มเป้าหมายที่เน้นด้าน เทคโนโลยีและด้าน การจัดการ

Hevner นับ 7 แนวทางสำหรับ DSR: ^{[ 10 ]}

1. การออกแบบในฐานะที่เป็นผลลัพธ์:การวิจัยด้านวิทยาศาสตร์การออกแบบต้องสร้างผลลัพธ์ที่ใช้งานได้จริงในรูปแบบของโครงสร้าง แบบจำลอง วิธีการ หรือตัวอย่างการใช้งาน
2. ความเกี่ยวข้องของปัญหา:เป้าหมายของการวิจัยด้านการออกแบบเชิงวิทยาศาสตร์คือการพัฒนาโซลูชันที่ใช้เทคโนโลยีเพื่อแก้ไขปัญหาทางธุรกิจที่สำคัญและเกี่ยวข้อง
3. การประเมินการออกแบบ:ประโยชน์ คุณภาพ และประสิทธิภาพของชิ้นงานออกแบบจะต้องได้รับการพิสูจน์อย่างเข้มงวดผ่านวิธีการประเมินที่ดำเนินการอย่างดี
4. ผลงานวิจัย:งานวิจัยด้านวิทยาศาสตร์การออกแบบที่มีประสิทธิภาพต้องให้ผลลัพธ์ที่ชัดเจนและตรวจสอบได้ในด้านชิ้นงานออกแบบ พื้นฐานการออกแบบ และ/หรือระเบียบวิธีออกแบบ
5. ความเข้มงวดของการวิจัย:การวิจัยเชิงออกแบบวิทยาศาสตร์อาศัยการประยุกต์ใช้วิธีการที่เข้มงวดทั้งในการสร้างและการประเมินผลงานออกแบบ
6. การออกแบบในฐานะกระบวนการค้นหา:การค้นหาสิ่งประดิษฐ์ที่มีประสิทธิภาพจำเป็นต้องใช้เครื่องมือที่มีอยู่เพื่อให้บรรลุเป้าหมายที่ต้องการ ในขณะเดียวกันก็ต้องปฏิบัติตามกฎเกณฑ์ในสภาพแวดล้อมของปัญหาด้วย
7. การสื่อสารงานวิจัย:งานวิจัยด้านการออกแบบเชิงวิทยาศาสตร์ต้องนำเสนออย่างมีประสิทธิภาพทั้งต่อกลุ่มเป้าหมายที่เน้นด้านเทคโนโลยีและกลุ่มเป้าหมายที่เน้นด้านการจัดการ

ความโปร่งใสใน DSR กำลังกลายเป็นประเด็นที่น่ากังวลมากขึ้น DSR มุ่งมั่นที่จะใช้งานได้จริงและมีความเกี่ยวข้อง แต่มีนักวิจัยเพียงไม่กี่คนที่ตรวจสอบขอบเขตที่ผู้ปฏิบัติงานสามารถใช้ความรู้เชิงทฤษฎีที่ผลิตโดย DSR ในการแก้ปัญหาในโลกแห่งความเป็นจริงได้อย่างมีความหมาย มีช่องว่างที่อาจเกิดขึ้นระหว่างข้อเสนอเชิงทฤษฎีและปัญหาที่เป็นรูปธรรมที่เผชิญในทางปฏิบัติ ซึ่งเป็นความท้าทายที่เรียกว่าความไม่แน่นอนของทฤษฎีการออกแบบแนวทางในการจัดการกับความท้าทายนี้มีอยู่ใน Lukyanenko et al. 2020 ^{[ 15 ]}

วงจรวิศวกรรมเป็นกรอบการทำงานที่ใช้ในวิทยาศาสตร์การออกแบบสำหรับระบบสารสนเทศและวิศวกรรมซอฟต์แวร์ ซึ่งเสนอโดยRoel Wieringa ^{[ 16 ]}

สิ่งประดิษฐ์ภายใน DSR ถูกมองว่ามีองค์ความรู้บรรจุอยู่ องค์ความรู้นี้ครอบคลุมตั้งแต่ตรรกะการออกแบบ วิธีการก่อสร้าง และเครื่องมือ ไปจนถึงข้อสมมติเกี่ยวกับบริบทที่สิ่งประดิษฐ์นั้นมีจุดประสงค์เพื่อใช้งาน (Gregor, 2002)

ดังนั้น การสร้างและการประเมินสิ่งประดิษฐ์จึงเป็นส่วนสำคัญในกระบวนการ DSR ซึ่ง Hevner et al. (2004) ได้อธิบายไว้ และได้รับการสนับสนุนโดย March และ Storey (2008) ว่าเป็นกระบวนการที่เน้น “การสร้างและการประเมิน”

สิ่งประดิษฐ์ของ DSR โดยทั่วไปอาจรวมถึง: แบบจำลอง วิธีการ โครงสร้าง การนำไปใช้ และทฤษฎีการออกแบบ (March & Smith, 1995; Gregor 2002; March & Storey, 2008, Gregor and Hevner 2013) นวัตกรรมทางสังคม คุณสมบัติใหม่หรือที่ไม่เคยรู้จักมาก่อนของทรัพยากรทางเทคนิค/สังคม/สารสนเทศ (March, Storey, 2008) ทฤษฎีอธิบายใหม่ แบบจำลองการออกแบบและการพัฒนาใหม่ และกระบวนการหรือวิธีการนำไปใช้ (Ellis & Levy 2010)

DSR สามารถมองได้ว่าเป็นตัวแทนของกิจกรรมสามรอบที่เกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิด^{[ 17 ]}รอบความเกี่ยวข้องเริ่มต้น DSR ด้วยบริบทการใช้งานที่ไม่เพียงแต่ให้ข้อกำหนดสำหรับการวิจัยเป็นข้อมูลป้อนเข้าเท่านั้น แต่ยังกำหนดเกณฑ์การยอมรับสำหรับการประเมินผลการวิจัยขั้นสุดท้ายด้วย รอบความเข้มงวดให้ความรู้ในอดีตแก่โครงการวิจัยเพื่อให้มั่นใจถึงนวัตกรรม นักวิจัยมีหน้าที่ต้องทำการวิจัยและอ้างอิงฐานความรู้ อย่างละเอียดถี่ถ้วน เพื่อรับประกันว่าการออกแบบที่ผลิตขึ้นเป็นผลงานวิจัย ไม่ใช่การออกแบบตามปกติที่อิงจากการประยุกต์ใช้กระบวนการที่เป็นที่รู้จักกันดีรอบการออกแบบ หลัก จะวนซ้ำระหว่างกิจกรรมหลักของการสร้างและการประเมินสิ่งประดิษฐ์การออกแบบและกระบวนการของการวิจัย

DSR เองนั้นหมายถึงการเปลี่ยนแปลงทางจริยธรรมจากการอธิบายและตีความโลกที่มีอยู่ไปสู่การกำหนดรูปแบบของโลกนั้น เราอาจตั้งคำถามถึงคุณค่าของการวิจัยระบบสารสนเทศ กล่าวคือ คุณค่าของใครและคุณค่าใดที่ครอบงำการวิจัย โดยเน้นย้ำว่าการวิจัยอาจรับใช้ผลประโยชน์ของกลุ่มที่มีอำนาจเหนือกว่าบางกลุ่มอย่างเปิดเผยหรือโดยปริยาย ผลประโยชน์ที่ได้รับอาจเป็นผลประโยชน์ขององค์กรเจ้าภาพตามที่ผู้บริหารระดับสูงรับรู้ ผลประโยชน์ของผู้ใช้ระบบสารสนเทศ ผลประโยชน์ของผู้เชี่ยวชาญด้านระบบสารสนเทศ หรืออาจเป็นผลประโยชน์ของกลุ่มผู้มีส่วนได้ส่วนเสียอื่นๆ ในสังคม^{[ 12 ]}

มีการอ้างอิงถึงตัวอย่างของ DSR อย่างจำกัด แต่Adamsได้ทำวิจัยระดับปริญญาเอกสองหัวข้อโดยใช้ DSRP ของ Peffers และคณะ (ทั้งสองหัวข้อเกี่ยวข้องกับนิติวิทยาศาสตร์ดิจิทัล แต่มาจากมุมมองที่แตกต่างกัน):

2013: โมเดล การได้มาซึ่งข้อมูล ขั้นสูง (ADAM): โมเดลกระบวนการสำหรับการปฏิบัติทางนิติวิทยาศาสตร์ดิจิทัล^{[ 18 ]}

2024: กรอบงานขั้นสูงสำหรับการประเมินตัวแทนระยะไกล (AFERA): กรอบงานสำหรับผู้ปฏิบัติงานด้านนิติวิทยาศาสตร์ดิจิทัล^{[ 19 ]}

• การวิจัยเชิงประจักษ์
• การวิจัยเชิงปฏิบัติการ
• การสังเกตแบบมีส่วนร่วม
• กรณีศึกษา
• การคิดเชิงออกแบบ