设计原理学

　　设计原理学是60年代由美国学者研究形成，以1978年MIT的ProfessionN.P-shu为代表确立。

　　过去的设计是基于经验或试错式的，缺乏科学合理的原理与方法指导设计发展、因此设计周期长、效率低，无法适应复杂产品创新设计的要求。因而其研究目的为:发现、归纳设计优劣的评价标准，找出导致好设计的机制与设计指导准则;提出设计综合的科学方法。

　　1.设计定义模型:

　　向设计参数空间DP设计原理学认为设计是社会“需求”到“产品”的过程，设计定义为由功能空间FR的映射，【如图3】。功能空间FR、参数空间、DP具有树状层次结构，【如图4】。设计过程模型为:问题设定、创造过程、分析评价-(问题设定)-决策选优-方案

　　2.设计原理学:

　　设计产生大量方案，为了快速决策作出最佳设计，设计原理学提出两个评价设计原理。独立原理:保持必要功能的相互独立性—方案可行性准则;信息原理:使设计信息量最小—方案优化准则。

　　3.设计状态方程:

　　{FR}={A}{DP}

　　{FR}:必要功能向量，i=12m;{DP}:设计参数向量j=12...n;

　　{A}mn:设计状态矩阵:,i=1,2....n;

　　其中a_ij = 0时，FR_i与DP_j无关;a_ij≠0FR_i与DP_j乃有关。据设计方案的独立性或干涉状态，设计分类:a)独立设计:必要功能FRi与设计参数Dpi一一对应;m=n，[A]为正交陈，对角阵。各必要功能相互独立。b)干涉设计:各必要功能彼此相互干涉。c)准独立设计:A为三角矩阵;

　　设计状态方程表示了设计方案的干涉性或独立性，据独立公理1淘汰干涉性方案，或采取新的功能分解使设计向准独立或独立设计转化。

　　4.设计公理推论:

　　为实际设计应用方便，设计公理推出七点设计应用准则。a.干涉设计独立化(采用功能分解或参数分解法，使干涉设计转化为独立设计);b.减少必要功能的数目;c.另件集零为整;d.采用标准件;e.采用对称性;f.允许值范围极大化;g.信息最小的独立设计。