【2017年整理】公理设计的研究现状与问题分析.pdfVIP

机 械 工 程 学 报 CHINESE JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING 公理设计的研究现状与问题分析* 1 1, 2 3, 4 肖人彬 蔡池兰 刘 勇 (1. 华中科技大学 CAD 中心 武汉 430074 ； 2. 上海第二工业大学机电工程学院 上海 201209 ； 3. 广西制造系统与先进制造技术重点实验室 南宁 530004 ； 4. 三峡大学电气信息学院 宜昌 443002 ) 摘要：公理设计理论为系统设计提供了科学基础，同时也可为其他设计方法和工具提供概念框架。以公理设计对 设计活动的指导为线索，在剖析其历史背景的基础上，对公理设计的理论概要进行归纳和简单评析，从而导引出 研究热点；从公理设计理论的扩展和完善、公理设计与其他设计方法的关系、耦合设计问题的处理以及基于公理 设计的复杂性科学研究角度对公理设计的研究进展进行阐述说明，并展开细致深入的分析；综述了公理设计在产 品设计、制造系统设计、材料及材料加工和设计评价与决策领域的典型应用情况；最后对公理设计研究目前所存 在的问题和局限性进行分析，并展望了今后的研究重点和发展趋势。 关键词：公理设计 研究现状 问题分析 中图分类号：TH122 信息公理为好的设计提供了评判标准。基于两条公 * 0 前言 理，推导出一系列的定理、推论和相应的方法论。 近十年来，AD 已被应用于产品、过程、系统、软件、 目前，设计学领域的公理化研究在实际应用需 组织机构、材料和商业计划设计等领域。 求和理论发展需求的双重推动下正在兴起。具体来 已有的研究成果表明，AD不仅为新产品设计和 说，在实际应用需求方面，快速开发新产品是企业 已有产品的改进提供原理指导，同时也为其他一些 生存与发展之关键，而有效的设计理论与方法的应 设计方法和工具提供概念框架[4] 。因此，AD理论的 用则是其支撑；在理论发展需求方面，设计理论体 研究、扩展和应用得到了大学、研究机构和工业界 系的公理化意味着设计学逐渐由经验基础向符合科 的广泛关注和重视。MIT 的帕克复杂系统中心(Park 学规范性和逻辑严密性的阶段迈进，故其遵循了科 Center for Complex Systems, PCCS)在完善AD理论 学界和工程界历史发展趋势。已有的公理化方法代 的基础上研究复杂性科学，并探讨其在成本工程、 表性成果中美国麻省理工学院 (Massachusetts 系统生物学和内燃机设计等方面的应用[5] ；美国的 Institute of Technology, MIT)SUH教授[1-2] 的公理设 Axiomatic Design Solutions公司致力于AD研究成果 计(Axiomatic design, AD)理论影响最大，并得到了 的传播，提供AD 的相关资料、咨询、培训和一系列 普遍认可。 AD应用软件[6] ；定期召开的AD 国际会议为AD研究 20 世纪 70 年代末SUH提出公理设计概念，并 成果的及时交流提供平台；众多公司(如美国的Ford [1]一书中正