系統(tǒng)設計指用專業(yè)技術設計產(chǎn)品系統(tǒng)(結構)的過程。根據(jù)產(chǎn)品規(guī)劃所需的功能,設計了新產(chǎn)品的整體系統(tǒng)結構和功能。系統(tǒng)設計又稱功能設計和初級設計。
1.設計是一個映射過程。
設計的目的是將客戶的需求逐步轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品設計和工藝要求。客戶的需求給出了功能需求和設計目標,設計參數(shù)到過程指標的轉(zhuǎn)換就是一個過程映射。從客戶需求到功能需求的轉(zhuǎn)換稱為需求映射。如下圖所示:
2.設計原則
新產(chǎn)品的設計應遵循一定的設計原則,以達到新穎和先進的功能。共同原理天行健管理咨詢公司總結了兩個公理和七個定理,這是六西格瑪設計教師應該考慮的原理和方法。
公理1:獨立性公理——保持功能需求的獨立性。
這是指設計出來的產(chǎn)品功能互不干擾,相對獨立。避免設計參數(shù)的相互作用導致產(chǎn)品的不穩(wěn)定,現(xiàn)在提倡模塊化設計就是基于這個思路。
公理2:信息公理——信息量最小化。
這需要較少的設計輸出。設計的輸出越多,設計越復雜,穩(wěn)定性和可靠性越差,出現(xiàn)缺陷的機會就越多。最小DPU設計,即要求越簡單,結果越好。
從以上兩個公理出發(fā),推導出以下七個設計定理。這些定理對于提高新產(chǎn)品設計的合理性,提高新產(chǎn)品設計的質(zhì)量,從源頭上控制質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實意義。
定理1:消除設計耦合。
定理2:最小化功能需求。
定理3:物理部件的集成意味著模塊化。
定理4:標準化。
定理5:對稱原理。
定理6:最大容量原理。
定理7:少信息無耦合設計。
3.功能轉(zhuǎn)換
新產(chǎn)品的設計是實現(xiàn)系統(tǒng)功能的過程,產(chǎn)品功能的實現(xiàn)是轉(zhuǎn)換產(chǎn)品系統(tǒng)輸入輸出的過程。主要表現(xiàn)為能量、物質(zhì)和信息的轉(zhuǎn)化。
(1)能量轉(zhuǎn)換形式:
A.能量形式的變化,如電能轉(zhuǎn)化為機械能。
B.能量數(shù)量的變化,如扭矩的增加。
C.能量和信息的聯(lián)系,比如接通電源。
D.能量轉(zhuǎn)移。
E.能量儲存。
②材料的轉(zhuǎn)換形式:
A.改變物質(zhì)的形態(tài),如液化和汽化。
改變材料的尺寸,如金屬板的成型。
C.物質(zhì)與能量有關,比如運動部件。
D.材料與信息有關,如關閉油路。
E.不同材料的相互關系,如材料的混合和分離。
F.材料提取與新礦產(chǎn)資源開發(fā)。
G.材料儲存、物流和倉儲。
③信息轉(zhuǎn)換形式:
A.信息的變化,如機械信號轉(zhuǎn)換成電信號。
B.更改信息量,如信號衰減。
C.信息和能量之間的聯(lián)系,如信號放大。
信息和材料之間的聯(lián)系,如材料的識別。
E.不同信息的聯(lián)系,如目標值和實際值之間的比較。
F.信息交流,如信息傳遞。
G.信息存儲,如數(shù)據(jù)庫。
4.產(chǎn)品的功能開發(fā)
新產(chǎn)品的功能分為兩部分:主要功能和附屬功能。新產(chǎn)品設計的過程就是將功能從復雜的抽象層次發(fā)展到具體層次的過程。我們經(jīng)常使用系統(tǒng)圖工具來描述它們,如下圖所示:
例如某SMS電話機的功能展開系統(tǒng)圖如下: