降低信息含量的方法的分析介绍

满足独立公理所需信息量最少的就是最佳设计。因此，人们不断寻求减少所需信息量的方法，目前，比较有效的有健壮设计（田口方法）等。

（1）健壮设计 设计的最终目标是降低设计所需的附加信息，这样，就必须能在较大的范围内调节设计参数和过程变量，使其满足功能需求。这就是健壮设计的实质。为得到一个健壮设计，必须尽量减少系统的方差并消除偏差。

1）消除偏差。从图3-7可见，FR的目标值在设计范围的中点。因此，为使偏差最小，就应当力求使系统pdf的均值等于在设计范围内的目标值。在单FR设计里，可以通过改变特定的DP来减少或消除偏差，而不必担心它对其他FR的影响。当有多个FR时，除非设计满足独立公理，否则不能消除偏差。

图3-9 弹簧的设计范围与刚度的关系

2）减少方差

①通过减少刚度来减少信息含量。由图3-9可见，在同样的设计范围内，刚度大的弹簧允许的DP范围，要比刚度小的弹簧来得小。这样，降低弹簧刚度，就可以在更大的设计范围内选择参数。

②用设计不受方差影响的系统来减少信息含量。刚度为零时，系统对DP的变化完全不敏感。因此，可以设计得使FR仅对某个特定的DP敏感，使之满足要求，而对其他DP_S都完全不敏感。(www.xing528.com)

③通过固定的冗余的DP_S值来减少信息含量。当实现无耦合设计时，可以通过使某些设计元素为零或与相关的DP_S的系数固定的方法，来降低FR_S的方差。

④通过使DP_S和PV_S的随机变化最小来减少信息含量。根据方差的算式可以看出，通过减少任何一个DP方差，都可以减少FR的方差，即减少其随机变化，以减少信息含量。

⑤通过补偿来减少信息含量。因为与FR的设计范围（即FR允许的随机变化）有关的随机噪声，能通过调节DP来补偿，而其调节量可以计算出来。这种补偿随机误差的办法，不仅可用于单FR设计，在满足独立公理的情况下，也可以用于多FR设计。

⑥通过扩大设计范围来减少信息含量。只要扩大设计范围，使系统范围处于设计范围之中，从而可以减少信息含量，易于设计目标的实现。

（2）通过DP_S集成来减少信息含量。如前述饮料罐的实例，通过在一个单一的物理部件中集成DP而不要求FR_S独立，这样，可以通过减少许多物理部件产生装配误差的可能性或简化制造操作而使所需信息量变小。

（3）追求无约束的单功能需求设计 因为只有单功能需求（即一个FR），如无约束相应的DP就可以满足FR。因此，不会出现耦合设计，当然也可以满足独立公理要求。这时对信息的需求量为零。