공리적 설계 (axiomatic design)
한 줄 정의: 기능 요구사항과 설계 변수의 관계를 독립 공리와 정보 공리로 평가해 좋은 설계를 고르는 방법론입니다.
쉽게 풀면
공리적 설계는 '좋은 설계란 무엇인가'를 두 가지 원칙으로 정리합니다. 첫째, 각 기능 요구사항은 서로 영향을 주지 않고 따로 조절될 수 있어야 합니다(독립 공리). 둘째, 그런 설계 중에서는 필요한 정보량이 가장 적은, 즉 성공 확률이 높은 것이 낫습니다(정보 공리).
왜 중요한가
설계를 감각이 아니라 논리적 기준으로 평가할 수 있게 해 주어 제품 개발, 제조 시스템, 소프트웨어 구조 설계 연구에서 널리 인용됩니다. 특히 한 부분을 고치면 다른 기능이 틀어지는 결합 문제를 진단하는 데 쓰입니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"설계 행렬 분석 결과 기존안은 결합 설계로 판정되었으며, 설계 변수를 재배치해 비결합 설계로 개선하였다."
기능끼리 서로 얽혀 있던 설계를 각 기능이 독립적으로 조절되도록 바꿨다는 뜻입니다.
조금 더 깊게 보면
MIT의 서남표(Nam P. Suh) 교수가 1970년대 후반부터 발전시켰습니다. 기능 요구사항(FR)과 설계 변수(DP)를 행렬로 연결하고, 행렬이 대각형이면 비결합, 삼각형이면 비연성(순서를 지키면 조절 가능), 그 외는 결합 설계로 봅니다. 설계를 기능 영역과 물리 영역을 오가며 층층이 분해하는 '지그재그' 과정이 특징입니다.
주의할 점
조립용이성 설계나 제조용이성 설계가 특정 목표를 위한 지침이라면, 공리적 설계는 어떤 설계든 구조적 적합성을 평가하는 일반 원리라는 점이 다릅니다. '공리'라는 말은 수학적 증명이 아니라 경험적으로 타당하다고 받아들이는 원칙이라는 뜻입니다.