第 6 章

第 6 章 系統工程應用面之二：迴路分析

目錄 • 6.0 前言 • 6.1 需求分析 • 6.2 功能分析 • 6.3 設計合成 • 6.4 全系統架構、擇優及成本效益 • 6.5 總結第6章系統工程應用面之二：迴路分析

6.0 前言 • 在十三項工作中「分析」為主要工作，其中有： 1.需求分析。 2.功能分析。 3.合成分析。 • 三項分析透過四個迴路 (Loop) 之整合，配以擇衷優化 (Trade-off) 的手法，做出系統所需要之第一級產品 ── A規格來。第6章系統工程應用面之二：迴路分析

6.0 前言 第6章系統工程應用面之二：迴路分析

6.1 需求分析 • 需求分析 (Requirements Analysis) 之輸入來自： 1.客戶的需求 / 客戶或公司老闆指定之目標，包含： (1)任務。 (2)效益性指標 (Measures of Effectiveness, MOEs)。 (3)環境之條件。 (4)限止條件。 2.依賴之技術水準。 3.來自前一個之輸出參數。 4.計畫決策需求。 5.經由規格或標準件所需之需求。第6章系統工程應用面之二：迴路分析

6.1 需求分析 • 針對客戶之需求，必須要先「至少」考慮到下面三個因素： 1.分析此任務與環境之相關性及需求性。 2.確定因為1. 之需要，則做出來之產品，必須要能符合之功能是哪些。 3.針對在第1章中之系統四元素中，把性能及設計條件之一些限制做一個澄清 / 確認，若已做多次，則依據回饋之經驗去做精進 (Refine)。第6章系統工程應用面之二：迴路分析

6.1 需求分析 第6章系統工程應用面之二：迴路分析

6.1 需求分析 • 針對上段之1. 也有下列幾個重點： 1.型管環境之一致性。在前面第3章是已談到需求之版本，及相關資訊必須同步及一致。 2.服務之品質需求要考慮。 3.資料管理之需求必須給予協助。第6章系統工程應用面之二：迴路分析

6.1 需求分析 • 在需求分析方面，至少有下列四個領域需要考量： 1.工作分析 (Work Analysis) ── 確定所訂的性能「能」做得到，且可以表示出來。 2.性能分析 (Performance) ── 找出性能之「至少」標準在哪裡。 3.評量分析 (Evaluation Analysis) ── 要找出評量之方法，如何去做。 4.成本預估 (Cost Estimation)。第6章系統工程應用面之二：迴路分析

6.2　功能分析 • 在功能分析 (Functional Analysis) 中，我們要用一套合乎邏輯及簡擬結構化的說明來描敘客戶所要的系統，做出來後，是具備有哪些特性，這裡要注意的就是在定出功能時，必須要考慮到產品有能力「發揮」出這個功能來。第6章系統工程應用面之二：迴路分析

6.2.1　功能分析目的 • 接受來自需求分析 (Requirements Analysis) 的命令，或說是輸出，透過功能分析之運作，其輸出就是系統合成 (Synthesis)。 • 其任務或說是目的，有下列六項： 1.把功能向下逐層配當 / 分解到低階之功能。 2.把在系統A規格中的性能及一些限止需求配當到所有功能層次。 3.定義 / 精進各層之功能。 4.做出時序圖及圖。 5.定義 / 精進各功能與功能間之介面，或說干涉 (內部 / 外部)。 6.定義 / 精進由下層向上接合起來系統總功能。第6章系統工程應用面之二：迴路分析

6.2.1　功能分析目的 • 功能分析與需求分析兩者，在不斷的做 PDCA、迴饋精進，此一迴路，我們稱之為需求迴路 (Requirements Loop)，其目的是使最終之輸出，就是依客戶所需所做出之最接近之功能。第6章系統工程應用面之二：迴路分析

6.2.1　功能分析目的 第6章系統工程應用面之二：迴路分析

6.2.2　功能分析四項基本之輸出參數 1.功能分解圖 (Functional Decomposition)。 2.功能時序圖 (Functional Sequencing)。 3.信息流圖 (Information/Data Flow)。 4.介面圖 (Interface Definition)。第6章系統工程應用面之二：迴路分析

6.2.2　功能分析四項基本之輸出參數 第6章系統工程應用面之二：迴路分析

6.2.2.1　功能分析圖 • 就是指功能流程方塊圖 (Functional Flow-block Diagrames, FFBD)，此圖中，說明構成系統之每一個元件或系統功能與次系統功能，其發生之時流圖，哪個在先、哪個在後均可表露無遺。第6章系統工程應用面之二：迴路分析

6.2.2.1　功能分析圖 第6章系統工程應用面之二：迴路分析

6.2.2.2　功能時序圖 • 該圖中之時序圖，一旦系統產生故障時，可以依據故障之時間、每一個元件當時所發揮之功能，做一個 (t1，功能1) 之時序圖 (如圖6-12)。第6章系統工程應用面之二：迴路分析

6.2.2.2　功能時序圖 第6章系統工程應用面之二：迴路分析

6.2.2.3 N2圖 • 此圖主要是針對介面較為複雜之系統，其次系統之間的介面無法一眼看到，因此利用此圖之關係一步一步的找出介面之間的干涉，或沒有注意到之問題來。第6章系統工程應用面之二：迴路分析

6.2.2.3 N2圖 第6章系統工程應用面之二：迴路分析

6.2.2.4　功能流圖與時序圖合一 第6章系統工程應用面之二：迴路分析

6.2.2.5　表示 “Function”功能之寫法 第6章系統工程應用面之二：迴路分析

6.2.2.6　功能配當圖 第6章系統工程應用面之二：迴路分析

6.2.3　需求配當表 (RAS表) • 需求配當表 (Requirements Allocation Sheet)，簡稱RAS，此一表是把功能一層層配當下去之諸「下」項功能、下項性能 (Performance) 及產品間之關係表，此一表在一旦有問題發生時要做追蹤就十分有用。第6章系統工程應用面之二：迴路分析

6.2.3　需求配當表 (RAS表) 第6章系統工程應用面之二：迴路分析

6.2.3　需求配當表 (RAS表) • 若依下列幾個數字點去看，即可做到「讀」圖之效果。 1.功能方塊 (Function Block)。 2.功能點 (Function Numbering)。 3.流向方向箭項 (Flow Direction)。 4.合成點 (Summing Gate)。 5.流結點 (Flow Connection)。 6.功能參考點 (Functional Reference)。 7.行或不行之路徑 (Go and No-go Paths)。第6章系統工程應用面之二：迴路分析

6.2.4　硬體文件關係表 第6章系統工程應用面之二：迴路分析

6.2.5　功能分析的優點 • 功能分析之優點有四個： 1.針對你的設計「讀」一遍，是否行的「通」。 2.找到功能需求的項目。 3.依迴路控制，可做到最基層之元件。 4.可以建立一個團隊一起在一定功能下，完成此一產品。第6章系統工程應用面之二：迴路分析

6.2.6　功能分析小結 • 功能分析承需求分析之先，其輸入為需求分析之輸出，而此功能分析之輸出又將是「合成」之輸入，因此，十分重要。功能分析也是所有系統工程基礎中之基礎，其文字化之文件圖表有兩個，即FFBD與RAS，而在6.2.4節中則說明硬體文件與測試製作之關係，而有無軟體文件與裝備之關係，則依軟體發展流程 (Software Development Process) 而定。第6章系統工程應用面之二：迴路分析

6.3　設計合成 (Design Synthesis) • 一旦把功能決定，也就是說一個產品具備了哪些功能，這些功能「配當」到最基層均行的通，就要靠一種「工具」把「功能」轉換成「具體」之實物，使其「產生」這種功能，這一轉換之工作叫做「合成」(Synthesis)。 • 要定出系統元件及其型態，還有物性間彼此之干涉，找出產品之最佳組合，以及最佳步驟 (Process)，做出來之產品在「合成」上必須要滿足客戶之需求。 • 合成之輸出就是要找出一種可以整合的系統，不但整合要一定而且物性間之搭配也必須可行 (如圖6-17)。第6章系統工程應用面之二：迴路分析

6.3　設計合成 (Design Synthesis) 第6章系統工程應用面之二：迴路分析

6.3.1　合成之目的 • 其目的就是要產生一組架構 (Architecture) (元件特性) 而能滿足： 1.系統需求。 2.滿足對外之介面。 3.一旦做成硬品，其反映出之功能與6.2節所述一致。 4.能做成硬品之技術是成熟的，且風險也在可接受之範圍內。 5.所完成之產品有擴充性。 6.一旦未來技術成熟時，還有繼續改良之空間。 7.在細步設計時，可提供用花最少的檢討，可找到問題。第6章系統工程應用面之二：迴路分析

6.3.1　合成之目的 第6章系統工程應用面之二：迴路分析

6.3.2　物理量之分析 (Physical Decomposition) • 分析工具之主要目的，是把一個實體系統由大分解到最小之元件，這個動作又叫 “Partitioning” (逐解化)。 • 在分解過程中要注意的有下列六項： 1.儘量先由已知的元件或次系統下手。 2.分解出之次系統必須仍能工作，且與其他之次系統有獨立測試之能力。 3.對單獨之次系統不可太過偏離原系統之設計範圍。 4.被特定之次系統可以用在做為家族產品 (系統硬體及電腦軟件) 之發展系統之用。 5.次系統與次系統間，儘量減少其互相依賴及互相影響之特性。 6.分解時，上一層之功能與下一層功能之彼此關係要隨時檢查，以防止一下子張冠李戴的發生。第6章系統工程應用面之二：迴路分析

6.3.2　物理量之分析 (Physical Decomposition) 第6章系統工程應用面之二：迴路分析

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