公理的設計法入門

公理的設計法では設計プロセスを以下のようにモデリングします。

各領域は、ある領域を「何をやりたいか(What)」と見ると、その右隣の領域は「それをどうやって実現するか(How)」を示すという相対的な関係があります。

設計プロセスは一方通行ではなく、下記のようなフィードバックループを繰り返し経てより高いレベルの設計解へと進化していきます。

公理的設計法の第一のステップは、ＦＲすなわち必要機能の設定です。

ＦＲとは「設計目標の特徴を完全に表すような最少の独立な必要条件」を指します。ＦＲは顧客領域の顧客の要求属性を満たすように設定します。顧客の要求属性は一般にあいまいなもので定式化は困難ですが、Customer Attributeの頭文字をとってＣＡと表すことがあります。

例：一般的な横開きドアの冷蔵庫は、ドアが断熱・食品の出し入れの両方に影響を与えるため、ＦＲ相互の干渉が起きているよくない設計といえます。

なお、ＦＲと混同されがちな概念に制約条件があります。Constraintの頭文字をとってＣと表示する場合があります。ＣはＦＲと異なり、ある値以下であればよいという制限値であり、他のＣやＦＲと独立である必要がありません。

ＤＰは実体領域における設計変数（Design Parameter）、ＰＶはプロセス領域におけるプロセス変数（Process Variable）です。様々な設計分野における例を以下に示します。

表．各種設計における４つの領域

４．設計公理 独立公理：必要機能の独立性を保て。 設計のプロセスにおいて、機能領域におけるＦＲ（必要機能）を満たすように実態領域におけるＤＰ（設計変数）を決めていくとき、ＤＰが対応するＦＲのみを満たすような写像関係にしなければいけない。 情報公理：情報量を最小化せよ。 独立公理を満たすすべての設計のうち、最小の情報量のものが最良の設計である。

機能領域と実体領域の間の往復（Zigzagging）を通じて、ＦＲと対応するＤＰは階層構造に分解されます。ある階層のＦＲに対応するＤＰを選定しない限り、より下位の階層に分解を進めることはできません。

さらに詳しい内容は、

をご覧下さい。機能の独立性の定量評価などの他、豊富なケーススタディも収録されています。

公理的設計法入門