当我们上一节提到的,系统工程工作流程往往从涉众需求和目标,然后制定关键需求,行为,和结构图,之前设计的实现。这个流允许我们真的想想之前系统真正需要做限制于特定的实现。现在,这不是一个线性发展但来回作为利益相关者,管理和工程领域专家在设计螺旋。在这个视频中,我们探索的过程,走过一个简单的设计的例子。我们要集中精力建立一个烤面包机功能体系结构,我们将展示如何描述一个系统的一组功能可以帮助我们在项目的早期阶段,可以提供一个基础,我们可以开发模型和执行研究。我希望你留下来。我是布莱恩,欢迎来到MATLAB技术说话。
首先,让我们来谈谈什么是架构。系统可以被弥补的元素特征,取决于我们要实现我们可以选择不同类型的元素来描述同一个系统。也就是说,我们可以描述一个系统作为一个函数的集合,或者是逻辑组件的集合,或身体部分的集合,这些操作的组合。和一个建筑是捕捉这些元素之间的关系。这个映射系统中显示了不同元素互动和互补。那么,这对我们有什么好处呢?
好了,我们可以开始系统设计通过思考系统需要做什么。思考功能的系统需要执行以及材料、能源、和信号流之间的功能。然后我们可以开始开始考虑谁,或哪些逻辑组件负责实现一个给定的一组功能。最后,我们可以想想,这些组件将被实际执行。这样,我们通过系统设计通过创建不同的体系结构,通过查看函数之间的关系,和逻辑组件,和身体的部分。
给你的感觉为什么架构很重要,让我们关注的好处和使用功能架构。
除了作为一个快速,这里我想说一个小的警告。系统工程是一个广泛的术语,解释不同取决于你的行业。您可以使用不同类型的图,和术语,方法开发复杂的项目比我解释在这个视频。所以,我只是想让你注意,我要礼物是一个版本,但绝不是唯一的方法。重要的是我想让你从这个视频背后的思想方法有更好的欣赏他们为什么是有价值的。所以,有了这些方法,让我们回到功能架构。
一个函数有三个部分。有一个输入流到函数可以被一个或多个物品组成的物质,能量和信号。有处理输入的函数本身在某种程度上,然后有一个输出流的函数,再由一个或多个项目。
让我们看一个图显示大致功能如何在系统工程过程中扮演一个角色。启动整个项目涉众需求和目标。和工程团队开始算出所需的函数实现涉众想要什么。物品流入和从功能。这些连接,从项目到项目功能函数,形成功能体系结构的基础。我们可以函数分解成小函数,随着越来越多的细节和连接被添加到架构。一旦我们有足够的细节,功能是分配到组件的一些逻辑分组。这是我们分组函数,要么一起工作以达到一些更高层次的目标或以其它方式有关。建立或实现的组件创建系统本身。我们可能会决定在这种情况下,建立一个组件作为嵌入式软件实现编写代码,或者我们可以实现一个组件是身体像一个特定的处理器,或者机械部分、电气组件。 Organizing the relationships between these physical parts is where the physical architecture comes into play.
现在这个简单的图表只显示了三个架构是相关的。这不是一个完整的系统工程过程的早期的理解。例如,我们有其他需求状态的关键参数,系统必须满足。现在我要覆盖要求更多的细节在接下来的视频所以现在没关系就明白在某些方面他们补充功能,逻辑,和物理架构,我们将继续这个视频。
好的,在这一点上,我认为这张图会更有意义,如果我们走过这个过程和一个例子。我们从涉众需求和在这种情况下,利益相关者需要一个烤面包机。让我们构建一个功能架构。在顶层,烤面包机的主要功能是吐司面包。面包在,一些过程,和烤面包。
这是一个功能体系结构,但它不是一个非常完整的一个。在这一点上我们还没有真正分解问题足够能够分配这个功能组件和实现它或能写需求。因此,这个过程的下一步是将函数分解成小函数。我们可以添加一个说我们需要能够加载面包烤面包机,然后加热去除水分和氧化表面的面包,然后我们需要能够去掉吐司。
我们可以继续分解甚至越来越意识到为了加热,我们需要的能源和能量转换成热能的一种方式。作为边注这里,如果你有困难提出您的系统需要执行的函数,考虑一个函数的一个好方法是verb-noun配对。动词是函数是做什么,和名词是项目,它是身体力行。所以我们有负载面包和热能应用于面包,和删除烤面包,将能量转换成热能。通过考虑动词和物品在你的系统可以使功能分解更简单。
好了,回的例子。我们如何进一步分解这些功能?嗯,我们可能会添加一个函数来控制如何烤面包。但是,我们必须小心,因为我们不知道如果这是内联与涉众想要什么。我们知道的是,他们想要一个烤面包机,和功能,我们发现到目前为止,对任何一个烤面包机都是必需的。我们将不得不负载面包,运用热能,并删除吐司无论我们正在构建一个标准住宅烤面包机,插进一堵墙,你负载通过插槽上烤面包,一个商业烤面包机也插入一个墙,但你在传送带上负载吐司,一个轻量级露营烤面包机和烤面包片面包在开放的炉子,或只是一个火焰喷射器和一对钳子。
这就是思考功能架构图和其他类型的行为可以促进工程团队和涉众之间来回。需求和目标被遗漏,所以我们不能做任何更多的进展没有回顾高级目标和关键需求。
假设股东实际上是寻找一个住宅烤面包机,用户需要能够调整敬酒,和能够清洁它,并让它适合在厨房柜台上,等等。从这,我们可以继续分解功能架构的过程。
现在,这是会得到巨大的很快,所以我给你一个版本的架构,我建在系统作曲家。这种架构的灵感来自于一篇论文名为功能建模的理论基础:初步实验研究,我在描述与如果你想看看。
左边是输入进系统。我们有电能,一只手,当然,面包。有一种手作为输入看起来傻傻的,但我们需要确保某些流程设计的方式,一个人可以与之交互。所以,这是一个必要的提醒。好的,让我们通过这个过程遵循面包。面包有导入功能。这听起来很有趣,但这是什么说的是,我们需要考虑如何面包会进入烤面包机,我们需要一个地方去。除此之外,我们必须能够位置的面包。然后指导面包从初始位置到敬酒的位置,这在很多住宅烤面包机杆拉下,储存机械能在春天。在这个过程中可以生成屑的烤面包机需要能够存储和删除这些面包屑。 Once the bread is in place, it has to be secured and held near to but not touching the heating elements. At this point, thermal energy can be transferred to the bread, and when that’s done the toast can be removed.
烤面包的一部分切除是释放储存的机械能,烤面包,使其可以删除。和释放的触发这个存储能量是当玩家一个信号从释放。这个信号是基于热或光学传感器的输出测量的状态吐司和比较一个变量设置点。所有这些是由电能,从一些外部来源。
这里要注意的一件事是,尽管已经假定一些实现(例如,我们储存机械能)大部分这些函数是独立于任何形式或实现。例如,我们还没有认为如何存储屑或如何从电能,产生热能,这些功能是必要的,我们应该贸易一些不同的实现看到最好的服务整体烤面包机和用户的需求。一旦我们达成方法像一个可移动的托盘和镍铬合金加热线圈,然后我们可以进一步分解功能,如果这样做是有道理的。或者,我们可能已经达到了一个水平的工程领域专家能够把这个功能需求和设计一个面包屑盘和加热线圈,没有额外的分解。
现在每一个烤面包机的全视图函数是好的,因为我们可以得到一个全面的视图的一切互联。和从这个观点我们可以审计烤面包机体系结构从系统级别的角度,试图确定哪些功能可能会丢失或确保之间的互联功能是一致的和完整的。尽管这是一个简单的模型,所以很容易理解完整的架构,不一定要这样对你的系统。系统层次架构可能是一个意大利面框和连接的混乱,难以作为交流的工具。所以,简化架构模型的一种方法是查看只有组件感兴趣的人看。例如,一个电气工程师,可能只希望看到的组件,在某种程度上,与电气系统交互。
我们可以通过改变观点,我设置一个电子元件。在这里,我们可以看到,有一些外部来源的电能,我们需要将其导入的烤面包机。这可能是插入墙上的绳子或者通过某种无线系统。我们还需要考虑如何打开烤箱,开始敬酒。这是机械开关,数码开关,也许你想要打开从智能手机蓝牙,这图并不限制实现它只是列出了功能性需求。我们还可以看到,我们需要调节的能量,用它来驱动一个传感器,并将其转换为热能加热。
所以,在这一点上,我们有我们需要开始贸易研究的过程。我们想出不同的实现方案,描述了性能的措施,构建模型来估计这些措施,并做出选择。
希望在这个例子中,您可以开始了解功能和架构可以在系统工程过程中发挥作用。但正如我们讨论过的,这不是唯一。我们还需要要求我们的描述系统必须满足的关键参数。这就是我们要讨论下一节。
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