將公理設(shè)計(jì)理論引入商用電子秤設(shè)計(jì)中，提出基于獨(dú)立公理的商用電子秤設(shè)計(jì)方法。通過 確定主要的設(shè)計(jì)參數(shù),并給出商用電子秤設(shè)計(jì)的優(yōu)化流程。應(yīng)用公理性設(shè)計(jì)方法對商用電子秤進(jìn) 行了分析,層次化分解過程保證在設(shè)計(jì)過程中以適當(dāng)?shù)捻樞蜃鞒龊侠頉Q策。公理性設(shè)計(jì)為商 用電子秤設(shè)計(jì)開發(fā)提供了基本原則和指導(dǎo)框架。

0.引言

經(jīng)濟(jì)競爭已成為世界各國競爭的焦點(diǎn)和社會發(fā)展的 主要動力。對于電子秤業(yè)來說,競爭的核心是新產(chǎn)品設(shè)計(jì)和 制造技術(shù)的競爭。產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)作為制造業(yè)的靈魂，因此 開展產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論及應(yīng)用研究就顯得尤為重要。公 理化設(shè)計(jì)作為一種科學(xué)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法，為設(shè)計(jì)人員評價設(shè) 計(jì)的可接受性提供了標(biāo)準(zhǔn)，同時也為設(shè)計(jì)的改進(jìn)提供了系 統(tǒng)的指導(dǎo)和基本的方向1。

1.公理化設(shè)計(jì)理論

公理化設(shè)計(jì)（axiomatic design, AD)是美國麻省理工學(xué) 院 Nam P Suh 教授于 1990 年在《The Principles of De- sign》2 —書中正式提出的。其目的是為設(shè)計(jì)建立科學(xué)基 礎(chǔ),通過為設(shè)計(jì)者提供基于邏輯和理性的思維方法和工 具，改善設(shè)計(jì)活動。

1.1公理化設(shè)計(jì)中域的概念

域分為四種類型3 ,即用戶域（customer domain)、功 能域（functional domain)、物理域（design domain)、過程域 (process domain)。域的結(jié)構(gòu)及域間關(guān)系如圖1所示。相 鄰的兩個域中，左邊的域是“要達(dá)到什么目標(biāo)”而右邊的 域是“選擇什么方法來實(shí)現(xiàn)左邊域的要求”。

1.2公理化設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)公理

獨(dú)立性公理:保持功能要求之間的獨(dú)立性。 信息公理:力求使設(shè)計(jì)的信息量最少。

2.獨(dú)立公理在商用電子秤設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2. 1實(shí)例分析M

近年來，商用電子秤的更新?lián)Q代速度越來越快，競爭也 越來越激烈。如何設(shè)計(jì)出客戶滿意的產(chǎn)品，成為企業(yè)市場 競爭的核心。最初客戶需求FR0定為：FR =商用電子秤性 能穩(wěn)定,質(zhì)量可靠,客戶滿意度高;DP0 =采用從得到客戶 需求到最終把產(chǎn)品送到客戶手中，整個過程控制的策略。

2. 2第一級分解

對總目標(biāo)進(jìn)行分解:FR' =質(zhì)量可靠性;FR2 =成本控 制;FR,=生產(chǎn)周期短；FR4 =安全性能。DP' =應(yīng)用全面 質(zhì)量管理的策略;DP2 =降低各項(xiàng)成本的策略;DP3 =整個 價值流優(yōu)化的策略;DP4 =符合國家安全標(biāo)準(zhǔn)的策略。功 能域中的功能要求與結(jié)構(gòu)域中的設(shè)計(jì)參數(shù)之間的關(guān)系可 表示為：

通過該步驟可以確定設(shè)施布置的方案。上面的目標(biāo) 和策略設(shè)計(jì)屬于非耦合設(shè)計(jì),滿足獨(dú)立性公理。

2. 3第二級分解

確定DP!后,FR!可以進(jìn)一步分解為：FRn =計(jì)量準(zhǔn)確 性;FRU=耐沖擊性能；FRl3 =耐高低溫性能。DRn =加 大過程控制的策略;DR12 =模擬使用運(yùn)輸環(huán)境，進(jìn)行跌落 驗(yàn)證策略;DR13 =高低溫老化策略。設(shè)計(jì)方程為：

設(shè)計(jì)矩陣是對角矩陣，為無耦合設(shè)計(jì)，符合獨(dú)立公理 的應(yīng)用。

類推,其他的功能要求也需進(jìn)一步分解，為滿足各自 的目標(biāo),就需確定相應(yīng)的設(shè)計(jì)參數(shù)。

確定DP^后,FR2可以進(jìn)一步分解為：FR2i =降低生產(chǎn) 成本;FR22 =降低交易成本;FR23 =降低采購成本;DR21 = 用互聯(lián)網(wǎng)整合供應(yīng)鏈的策略；dr21 =供應(yīng)鏈采購管理； DR於=嚴(yán)格控制其他成本的策略。設(shè)計(jì)方程為：

確定DP4后,FR4可以進(jìn)一步分解為：FR41 =電子秤操作 安全性;FR42 =反作弊安全性；FR43 =電子秤應(yīng)用軟件的安 全性;DR41 =按照操作說明書上使用安全;DR42 =加強(qiáng)電子秤運(yùn)行、調(diào)試、校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的保護(hù)功能;DR43 =軟件加密措 施;設(shè)計(jì)方程為：

2.4第三級分解

根據(jù)DPii, FRn可以進(jìn)一步分解：FRn:=零點(diǎn)穩(wěn)定 性;FRn]=同一量程，重復(fù)三次測試在允許誤差范圍內(nèi)； FRn3 =不同量程誤差在允許誤差范圍內(nèi)；FRn* =同一量 程,不同時間誤差在允許范圍內(nèi)；DRn:=開機(jī)測試零點(diǎn)穩(wěn) 定性;DR112 =重復(fù)性測試其穩(wěn)定性；DR113 =線性測試； DRn4 =蠕變測試。

以上分析可知，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)矩陣不是對 角陣就是三角陣,表明此設(shè)計(jì)滿足獨(dú)立性公理，是合理的 設(shè)計(jì)。事實(shí)上,無耦合設(shè)計(jì)是很困難的，只要得到準(zhǔn)耦合 設(shè)計(jì)就可以了。此時設(shè)計(jì)者在選擇策略時必須按適當(dāng)?shù)?/span> 順序才能滿足各子項(xiàng)目標(biāo)要求間的獨(dú)立性。

3.結(jié)語

公理化設(shè)計(jì)理論旨在為產(chǎn)品設(shè)計(jì)的合理性提供辨別 準(zhǔn)則和科學(xué)依據(jù),提供了一種自頂向下的設(shè)計(jì)思路；應(yīng)用 公理化設(shè)計(jì)理論進(jìn)行商用電子秤設(shè)計(jì),降低了商用電子秤設(shè)計(jì) 的復(fù)雜性,給出了商用電子秤設(shè)計(jì)步驟;利用基于公理化設(shè) 計(jì)理論的商用電子秤設(shè)計(jì)方法，可在設(shè)計(jì)過程當(dāng)中判斷設(shè)計(jì) 是否滿足獨(dú)立性公理,是否為合理的設(shè)計(jì)，進(jìn)而改進(jìn)設(shè)計(jì)， 提高工作效率。