产品设计是需求导向的，往往可以描述为从用户需求到产品推出的整个过程，也就是从“问题”输入到“解”输出的思维过程。而且，从设计的逻辑角度看，设计往往从现存产品消费情境中寻找产品机会，后续的“设计问题”往往来源于前面求得的“设计解”，即在成本和时间允许的条件下，设计过程是在“问题”和“解”之间不断循环的动态过程（如图2-1所示）。

产品设计的基本过程描述了设计思维的基本逻辑和行为特征，但表达得过于宽泛和模糊，不便指导具体的设计实践和设计创新。在系统研究了设计问题的有关基本规律后，麻省理工学院的苏赫（N· P·Suh）教授于20世纪90年代提出了一套较为系统的能广泛适用的设计理论，通常称之为公理化设计理论。

在公理化设计理论中，设计过程主要通过四个依次相邻的域来描述，这四个域依次为：顾客需求域、功能域、物理载体域和过程域。这四个相互独立的域分别对应于下列元素：顾客需求（customer needs，简称CNs），表示消费者购买和使用产品的目的；功能需求（functional requirements，简称FRs），表示产品在功能层次上对顾客需求和设计目标的说明；设计参数（design parameters，简称DPs），表示功能实现需要具备的物理结构；过程变量（process variables，简称PVs），表示在产品制造及其生产过程中主要涉及的因素。公理化设计过程被描述为在顾客需求驱动下，不同域之间的转换和映射过程（如图2-2所示）。

公理化设计从哲学和设计逻辑的角度来探索和揭示设计过程的本质，并将设计看作用户需求（意图属性）逐渐向产品物理结构（物理属性）转换的过程，强调域间的展开具有相互的依赖性。

为了满足和评价域之间的转换，在公理化设计过程模型中，域之间的转换要求遵循两个基本公理，即独立公理和信息公理。独立公理要求在对功能的分解过程中，需要保持各分解项之间的独立性，即分解得到的功能要素之间要保持独立。当对某个物理参数进行修改时，只影响到其对应项的功能要素，而不会影响到其他的功能要素。信息公理是指在满足独立公理要求的不同设计方案中，所含信息量最小的设计方案是最优的。可见，信息公理为评价和选择最佳方案提供了思路，即通过计算和比较设计方案的信息量来进行判断。

(www.daowen.com)

图2-1　产品设计的基本过程

图2-2　公理化设计过程模型

如果结合设计初始阶段，则需要对顾客需求和功能需求进行定义，在获取物理载体的过程中会伴随着新信息的生成和对设计构思的评价等心理学过程，集成的公理化设计与创新过程可以用图2-3来描述。

公理化设计是高度抽象的哲学层面的设计理论，缺乏对设计的社会性、文化性等因素的思考，仅仅提供了设计过程中的四个域和两个基本公理，在工业设计实践中难以直接应用。首先，独立性公理强调相邻域间映射时保持各变量要素之间的独立性，要求单一功能要素由单一的物理要素来实现，要素与要素之间的转换要保持对应的关系。显然，由于交互功能难以层次化表达，独立性和唯一性几乎无法实现，对复杂产品系统的实际设计过程也几乎无法满足。例如，产品的审美情感、语义阐释很难层次化分析和表达，也很难通过产品独立的物理结构来实现，即功能参数和设计参数之间表现出了一定的模糊性、整体性和相互关联性。其次，公理化设计虽然描述了以设计功能要求为输入、以最佳结构方案为输出的设计思维逻辑，表明了“产品的物理结构具有功能”这一特性，但忽视了“物理结构如何实现功能”的过程，对功能如何向物理结构转换没有提供可行的设计方法，设计创新的过程仍然是一个“黑箱子”，不利于设计方案的创新。