產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)（產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)的定義）

大家好！今天讓小編來(lái)大家介紹下關(guān)于產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)的問(wèn)題，以下是小編對(duì)此問(wèn)題的歸納整理，讓我們一起來(lái)看看吧。

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文章目錄列表:

• 1、機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)都有哪些內(nèi)容方法？

• 2、產(chǎn)品設(shè)計(jì)的概念

• 3、概念架構(gòu)是什么

• 4、如何進(jìn)行系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)

一、機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)都有哪些內(nèi)容方法？

機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：

一、機(jī)電一體化系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)思想

機(jī)電一體化的優(yōu)勢(shì)，在于它吸收了各相關(guān)學(xué)科之長(zhǎng)并加以綜合運(yùn)用而取得整體優(yōu)化效果，因此在機(jī)電一體化系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，要特別強(qiáng)調(diào)技術(shù)融合，學(xué)科交叉的作用。機(jī)電一體化系統(tǒng)開(kāi)發(fā)是一項(xiàng)多級(jí)別、多單元組成的系統(tǒng)工程。把系統(tǒng)的各單元有機(jī)的結(jié)合成系統(tǒng)后，各單元的功能不僅相互疊加，而且相互輔助、相互促進(jìn)、相互提高，使整體的功能大于各單元功能的簡(jiǎn)單的和，即“整體大于部分的和”。當(dāng)然，如果設(shè)計(jì)不當(dāng)，由于各單元的差異性，在組成系統(tǒng)后會(huì)導(dǎo)致單元間的矛盾和摩擦，出現(xiàn)內(nèi)耗，內(nèi)耗過(guò)大，則可能出現(xiàn)整體小于部分之和的情況，從而失去了一體化的優(yōu)勢(shì)。因此，在開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，一方面要求設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)選擇與控制系統(tǒng)的電氣參數(shù)相匹配的機(jī)械系統(tǒng)參數(shù)；同時(shí)也要求設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)根據(jù)機(jī)械系統(tǒng)的固有結(jié)構(gòu)參數(shù)來(lái)選擇和確定電氣參數(shù)。綜合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)和微電子技術(shù)，使二者密切結(jié)合、相互協(xié)調(diào)、相互補(bǔ)充，充分體現(xiàn)機(jī)電一體化的優(yōu)越性。

二、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法

擬定機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的方法有取代法、整體設(shè)計(jì)法和組合法。

1、取代法

這種方法是用電氣控制取代原傳統(tǒng)中機(jī)械控制機(jī)構(gòu)。這種方法是改造傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品和開(kāi)發(fā)新型產(chǎn)品常用的方法。如用電氣調(diào)速控制系統(tǒng)取代機(jī)械式變速機(jī)構(gòu)，用可編程序控制器或微型計(jì)算機(jī)來(lái)取代機(jī)械凸輪控制機(jī)構(gòu)、插銷(xiāo)板、步進(jìn)開(kāi)關(guān)、繼電器等，以彌補(bǔ)機(jī)械技術(shù)的不足，這種方法不但能大大簡(jiǎn)化機(jī)械結(jié)構(gòu)，而且還可以提高系統(tǒng)的性能和質(zhì)量。這種方法的缺點(diǎn)是跳不出原系統(tǒng)的框架，不利于開(kāi)拓思路，尤其在開(kāi)發(fā)全新的產(chǎn)品時(shí)更具有局限性。

2、整體設(shè)計(jì)法

這種方法主要用于全新產(chǎn)品和系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。在設(shè)計(jì)時(shí)完全從系統(tǒng)的整體目標(biāo)考慮各子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，所以接口簡(jiǎn)單，甚至可能互融一體。例如，某些激光打印機(jī)的激光掃描鏡，其轉(zhuǎn)軸就是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子軸，這是執(zhí)行元件與運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)合的一個(gè)例子。在大規(guī)模集成電路和微機(jī)不斷普及的今天，隨著精密機(jī)械技術(shù)的發(fā)展，完全能夠設(shè)計(jì)出將執(zhí)行元件、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、檢測(cè)傳感器、控制與機(jī)體等要素有機(jī)地融為一體的機(jī)電一體化新產(chǎn)品。

3、組合法

這種方法就是選用各種標(biāo)準(zhǔn)模塊，像積木那樣組合成各種機(jī)電一體化系統(tǒng)。例如，設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床時(shí)可以從系統(tǒng)整體的角度選擇工業(yè)系列產(chǎn)品，諸如數(shù)控單元、伺服驅(qū)動(dòng)單元、位置傳感檢測(cè)單元、主軸調(diào)速單元以及各種機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)件或單元等，然后進(jìn)行接口設(shè)計(jì)，將各單元有機(jī)的結(jié)合起來(lái)融為一體。在開(kāi)發(fā)機(jī)電一體化系統(tǒng)時(shí)，利用此方法可以縮短設(shè)計(jì)與研制周期、節(jié)約工裝設(shè)備費(fèi)用，有利于生產(chǎn)管理、使用和維修。

三、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容

在機(jī)電一體化系統(tǒng)(產(chǎn)品)中控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容可歸結(jié)為：確定系統(tǒng)整體控制方案、確定控制算法、選擇微型計(jì)算機(jī)、進(jìn)行系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)，以及系統(tǒng)統(tǒng)調(diào)。

1、確定系統(tǒng)整體控制方案

(1)確定控制任務(wù)

在設(shè)計(jì)系統(tǒng)以前，必須對(duì)控制對(duì)象的工作過(guò)程進(jìn)行深入的調(diào)查、分析和熟悉，并明確實(shí)際應(yīng)用中的具體要求，按機(jī)械與電子功能劃分方案確定系統(tǒng)所要完成的任務(wù)，然后用控制流程圖或其他適當(dāng)形式描述控制過(guò)程和任務(wù)，寫(xiě)成設(shè)計(jì)任務(wù)說(shuō)明書(shū)，作為整個(gè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的依據(jù)。

(2)構(gòu)思控制系統(tǒng)的整體方案

1)確定系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)形式是開(kāi)環(huán)還是閉環(huán)控制。

2)采用閉環(huán)控制時(shí)應(yīng)考慮檢測(cè)傳感器的選擇和所要求精度級(jí)別，并考慮機(jī)構(gòu)安裝、使用環(huán)境等問(wèn)題。

3)選擇執(zhí)行元件是電動(dòng)、氣動(dòng)還是液壓或其他，根據(jù)控制對(duì)象具體要求，比較方案的優(yōu)缺點(diǎn)，擇優(yōu)而用。

4)明確微機(jī)在系統(tǒng)中的作用：是設(shè)定值計(jì)算、直接控制還是數(shù)據(jù)處理和應(yīng)具備的功能，需要哪些輸入／輸出通道和配置哪些外圍設(shè)備等。最后，畫(huà)出系統(tǒng)組成的原理框圖和附加說(shuō)明，作為進(jìn)一步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，并初步估算成本。

2、建立數(shù)學(xué)模型確定控制方法

建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型是個(gè)復(fù)雜過(guò)程，也是一個(gè)試探的過(guò)程，需要反復(fù)權(quán)衡。

1)根據(jù)已初步確定的控制系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)，采用合適的控制理論方法建立和組成各環(huán)節(jié)以及整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型表達(dá)形式。通過(guò)靜、動(dòng)特性計(jì)算，為計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算處理提供依據(jù)。

2)根據(jù)不同的控制對(duì)象和不同的控制性能指標(biāo)要求，選擇不同的控制算法。對(duì)過(guò)程控制設(shè)備的直接數(shù)字控制系統(tǒng)常用PID調(diào)節(jié)的控制算法；在位置數(shù)字隨動(dòng)系統(tǒng)中常用實(shí)現(xiàn)最少拍控制的控制算法；機(jī)床數(shù)字控制中常使用逐點(diǎn)比較法、數(shù)字積分法和數(shù)據(jù)采樣法的控制算法。另外，還有多種最優(yōu)控制的控制算法、隨機(jī)控制和自適應(yīng)控制的控制算法等供選擇。

3)當(dāng)控制系統(tǒng)較復(fù)雜時(shí)，控制算法也比較復(fù)雜，為設(shè)計(jì)、調(diào)試方便，可忽略小的非線性、小延時(shí)等因素的影響，將控制算法作某些合理的簡(jiǎn)化。利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)仿真技術(shù)，逐步將控制算法完善，直到獲得最好的控制效果。

總之，控制算法的確定是一個(gè)反復(fù)修正與試驗(yàn)的漸進(jìn)過(guò)程。

3、選擇微型計(jì)算機(jī)

對(duì)于微機(jī)所承擔(dān)的任務(wù)給定以后，完成同一任務(wù)的微機(jī)方案有多種。一般以既能完成給定任務(wù)(應(yīng)包括處理確定的控制算法)、又能充分發(fā)揮選用微機(jī)的功能、再留有一定功能余量為原則來(lái)選擇。

從控制生產(chǎn)機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程要求出發(fā)，微型機(jī)應(yīng)滿足以下要求：

(1)有較完善的中斷系統(tǒng)

對(duì)于控制用計(jì)算機(jī)，實(shí)時(shí)控制功能是一大特點(diǎn)。它包含系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的實(shí)時(shí)控制能力和發(fā)生故障時(shí)緊急處理的能力。這種處理和控制一般都采用中斷控制方式，即CPU及時(shí)接收終端請(qǐng)求、暫停原來(lái)執(zhí)行程序，轉(zhuǎn)而執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)程序，待中斷處理完畢，再返回繼續(xù)執(zhí)行原程序。

在選用與CPU相應(yīng)的接口芯片時(shí)也應(yīng)有中斷工作方式，以保證控制系統(tǒng)能滿足生產(chǎn)中提出的各種要求。對(duì)于比較復(fù)雜的控制，要考慮采用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。

(2)足夠的存儲(chǔ)容量

由于微型機(jī)內(nèi)存容量有限，當(dāng)內(nèi)存容量不足以存放程序和數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)擴(kuò)充內(nèi)存，或配備適當(dāng)?shù)耐獯鎯?chǔ)器(如硬磁盤(pán)等)。

(3)完備的輸入／輸出通道

輸入輸出通道是系統(tǒng)外部過(guò)程和微機(jī)交換信息的通道。根據(jù)實(shí)際需要有開(kāi)關(guān)量輸入／輸出通道、模擬量輸入／輸出通道、數(shù)字量輸入／輸出通道和實(shí)現(xiàn)快速、批量交換信息的直接數(shù)據(jù)通道。通道的操作方式有串行、并行以及隨機(jī)選擇與按某種預(yù)訂順序進(jìn)行工作等。

(4)微處理器芯片的選擇

這一選擇的實(shí)質(zhì)就是確定能滿足控制功能要求的微處理器的字長(zhǎng)、速度和指令系統(tǒng)。這三者是相互依存的。一般選擇：

1)對(duì)通常的順序控制、程序控制可選用1位微處理器；

2)對(duì)計(jì)算量小、計(jì)算精度和速度要求不高的系統(tǒng)可選用4位微處理器，如計(jì)算器、家用電器控制及簡(jiǎn)易控制等；

3)對(duì)計(jì)算精度要求較高、處理速度較快的系統(tǒng)可選用8位微處理器，如經(jīng)濟(jì)型的線切割機(jī)床、普通機(jī)床的控制和溫度控制等；

4)對(duì)要求計(jì)算精度高、處理速度快的系統(tǒng)統(tǒng)可選用16位或32位微處理器，甚至采用精簡(jiǎn)指令集運(yùn)算的芯片RIRC或多CPU，如控制算法復(fù)雜的生產(chǎn)過(guò)程控制，要求高速運(yùn)行的機(jī)床控制，特別是大量的數(shù)據(jù)處理等。

(5)系統(tǒng)總線的選擇

微型計(jì)算機(jī)主要由若干塊印制電路板(按功能模塊設(shè)計(jì)、制造)構(gòu)成。各塊板之間的連接，當(dāng)然是通過(guò)印制板的插座之間的連線來(lái)實(shí)現(xiàn)的。通常，為了給使用和維護(hù)帶來(lái)方便，希望插座之間的連線具有通用性——一個(gè)系統(tǒng)中的各塊印制板可插在任一插座上。同時(shí)，也是為了各廠家生產(chǎn)的電路板具有通用性、互換性，就要對(duì)插座及連線訂個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。這就是系統(tǒng)總線選擇的由來(lái)。

目前支持微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)機(jī)構(gòu)的總線有：STD Bus支持8位和16位字長(zhǎng)；Multi Bus工型可支持16位字長(zhǎng)，Ⅱ型可支持32位字長(zhǎng)；S-100 Bus可支持16位字長(zhǎng)；VERSA Bus可支持32位字長(zhǎng)，以及VME bus可支持32位字長(zhǎng)等。生產(chǎn)廠家為這類(lèi)總線提供各種型號(hào)規(guī)格的OEM(初始設(shè)備制造)產(chǎn)品，包括主模塊和從模塊，由用戶任意選配。

4、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是依據(jù)上述控制方案、設(shè)計(jì)所要求和選用的微機(jī)類(lèi)型，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)。其設(shè)計(jì)可分為硬件的接口設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩大類(lèi)型。

在對(duì)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)時(shí)，一個(gè)最重要的問(wèn)題是如何解決微機(jī)、被控對(duì)象和操作者這三者之間可靠地適時(shí)進(jìn)行信息交換的通道和分時(shí)控制的時(shí)序安排。也就是綜合考慮用硬件配置和軟件措施解決系統(tǒng)運(yùn)行的次序安排，以保證系統(tǒng)有條不紊地運(yùn)行。

(1)接口設(shè)計(jì)

對(duì)于一種產(chǎn)品(或系統(tǒng))，其各部件之間，各子系統(tǒng)之間往往需要傳遞動(dòng)力、運(yùn)動(dòng)、命令或信息，這都是通過(guò)各種接口來(lái)實(shí)現(xiàn)的。機(jī)械本體各部件之間、執(zhí)行元件與執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間、檢測(cè)傳感元件與執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間通常是機(jī)械接口；電子電路模塊相互之間的信號(hào)傳送接口、控制器與檢測(cè)傳感元件之問(wèn)的轉(zhuǎn)換接口、控制器與執(zhí)行元件之間的轉(zhuǎn)換接口通常是電氣接口。

機(jī)電一體化產(chǎn)品的內(nèi)外接口實(shí)際上就是一種進(jìn)行物質(zhì)、能量和信息交換的界面，它具有存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)換和服務(wù)功能。按功能可以將接口劃分為以下3種：

1)零接口。不需進(jìn)行任何轉(zhuǎn)換，把具有結(jié)合關(guān)系的兩部分直接連接起來(lái)稱為零接口，如連接管、電纜、接線柱和剛性聯(lián)軸節(jié)等。

2)普通轉(zhuǎn)換接口。在具有結(jié)合關(guān)系的兩部分之間存在能量或信息的轉(zhuǎn)換，但不含微處理器的接口為普通轉(zhuǎn)換接口。如減速器、變壓器、電磁離合器、放大器、光電耦合器、A／D轉(zhuǎn)換器、D／A轉(zhuǎn)換器等。

3)智能轉(zhuǎn)換接口。它是一種含有微處理器的轉(zhuǎn)換接口，具有可編程的特點(diǎn)，因而能夠自動(dòng)改變接口條件，如由微處理器編程的8255A，8279，PIO等。

目前，大部分硬件接口和軟件接口都已標(biāo)準(zhǔn)化或正在逐步標(biāo)準(zhǔn)化。對(duì)于硬件接口，在設(shè)計(jì)時(shí)可以根據(jù)需要選擇適當(dāng)?shù)慕涌?，再配合接口編?xiě)相應(yīng)的程序。

(2)操作控制臺(tái)設(shè)計(jì)

微機(jī)控制系統(tǒng)必須便于人機(jī)聯(lián)系，通常都要設(shè)計(jì)一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)操作人員使用的控制臺(tái)。這個(gè)控制臺(tái)一般不能用微機(jī)所帶的鍵盤(pán)代替。原因是現(xiàn)場(chǎng)操作人員需要的是簡(jiǎn)單、明了、安全的操作面板，以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器的操作。所以，要求操作控制臺(tái)應(yīng)有以下功能：

1)有一組或幾組數(shù)據(jù)輸入鍵(數(shù)字鍵或撥碼開(kāi)關(guān)等)，用于輸入或更新給定值、修改控制器參數(shù)或其他必要的數(shù)據(jù)。

2)有一組或幾組功能鍵或轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，用于轉(zhuǎn)換工作方式，啟動(dòng)、停止系統(tǒng)或完成某種指定功能。

3)有一個(gè)顯示裝置或顯示屏，用于顯示各種運(yùn)行狀態(tài)、參數(shù)及故障指示等。控制臺(tái)上應(yīng)該有一個(gè)“緊急停止”按鈕，用于有緊急事故時(shí)停止系統(tǒng)運(yùn)行，轉(zhuǎn)入故障處理。

應(yīng)當(dāng)明確指出，控制臺(tái)上每一種信號(hào)都與系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)密切相關(guān)。設(shè)計(jì)時(shí)，必須明確這些轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、按鈕、鍵盤(pán)、顯示器和故障指示燈的作用和意義，仔細(xì)設(shè)計(jì)控制臺(tái)的硬件及其相應(yīng)的管理程序，使設(shè)計(jì)的操作控制臺(tái)既能方便操作又保證安全可靠，即使操作失誤也不會(huì)引起嚴(yán)重后果。

(3)微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的電源設(shè)計(jì)

微機(jī)控制系統(tǒng)中的電源，根據(jù)需要可以有不同的類(lèi)型(直流和交流)和規(guī)格(電壓和功率)。按照使用情況，對(duì)性能的要求也不盡相同，在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)按實(shí)際要求合理選用調(diào)試，并控制電壓變動(dòng)。電源本身要具有過(guò)壓、短路、過(guò)載保護(hù)和熱保護(hù)，否則將會(huì)造成不可彌補(bǔ)的損失。

(4)整機(jī)的安裝、聯(lián)接設(shè)計(jì)

這是一種整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。微機(jī)控制系統(tǒng)安裝既包括了與被控對(duì)象的聯(lián)接安排，也考慮了主機(jī)本身的安裝聯(lián)接問(wèn)題。其設(shè)計(jì)原則應(yīng)該是安裝、聯(lián)接的可靠性和使用、裝配、維護(hù)的方便性。

1)安裝、聯(lián)接結(jié)構(gòu)具有防震性，即印制電路板、接插件和元器件包括電纜等應(yīng)牢固地安裝在同一個(gè)機(jī)殼上，不因振動(dòng)而松動(dòng)。

2)采用標(biāo)準(zhǔn)或?qū)Ｓ?、制造質(zhì)量好的防松接插件，以保證接觸可靠而又使用、維護(hù)方便。

3)布線結(jié)構(gòu)要合理，能防止相互間的電磁耦合干擾。一定要使信號(hào)線和功率線進(jìn)行隔離，分別走線。對(duì)模擬信號(hào)更要注意走線的長(zhǎng)短和屏蔽，如走線太長(zhǎng)，需要考慮進(jìn)行信號(hào)增強(qiáng)等措施。

4)正確安裝安全地線、信號(hào)地線、屏蔽地線以及功率地線和強(qiáng)電地線，最終要進(jìn)行地線連接。地線要采用一點(diǎn)接地型，即把信號(hào)地線、功率地線、被控對(duì)象地線(安全地)等連接到公共接地點(diǎn)。而總的公共接地點(diǎn)必須與大地接觸良好，一般接地電阻要小于(4～7)Ω。

(5)軟件設(shè)計(jì)

對(duì)于選定的微機(jī)控制系統(tǒng)，其微機(jī)本身已有一定的軟件支持，一般這些軟件要求用戶了解其使用方法和基本原理。如果把微型計(jì)算機(jī)專門(mén)為某一控制領(lǐng)域而設(shè)計(jì)成專用的控制計(jì)算機(jī)，用戶就需要利用計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)和相應(yīng)的開(kāi)發(fā)系統(tǒng)來(lái)設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件，即控制軟件、管理軟件、診斷軟件等。這些系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)要求更有專用性和針對(duì)性。

在微機(jī)控制中，其軟件任務(wù)大體可以分為數(shù)據(jù)處理和過(guò)程控制兩大基本類(lèi)型。數(shù)據(jù)處理主要包括數(shù)據(jù)的采集、數(shù)字濾波、標(biāo)度變換，以及數(shù)值計(jì)算等等。過(guò)程控制主要是使微機(jī)按照一定控制算法進(jìn)行計(jì)算，然后進(jìn)行輸出去控制生產(chǎn)。

5、系統(tǒng)聯(lián)調(diào)

微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，硬件電路要進(jìn)行制作、安裝及試驗(yàn)，并進(jìn)行連續(xù)烤機(jī)運(yùn)行。軟件各模塊要在微機(jī)上分別進(jìn)行調(diào)試，使其正確無(wú)誤，然后存盤(pán)。上述工作完成后，就可將硬件與軟件組合起來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)調(diào)的模擬試驗(yàn)，正確無(wú)誤后，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，直到正式運(yùn)行。在這個(gè)階段，最重要的是仔細(xì)設(shè)計(jì)模擬調(diào)試的方法與步驟，以及所用的測(cè)試手段。

此外，在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)前，要仔細(xì)檢查接線，無(wú)誤后才能進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的步驟根據(jù)不同對(duì)象要仔細(xì)考慮。首先要把涉及的自動(dòng)保護(hù)項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，確認(rèn)有效后才可進(jìn)入功能、參數(shù)等項(xiàng)目的試驗(yàn)。

二、產(chǎn)品設(shè)計(jì)的概念

產(chǎn)品設(shè)計(jì)

開(kāi)放分類(lèi)： 名詞解釋、設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)、藝術(shù)設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)藝術(shù)

目錄

• 產(chǎn)品設(shè)計(jì)概述

• 產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要性

• 產(chǎn)品設(shè)計(jì)的要求

• 產(chǎn)品設(shè)計(jì)必須嚴(yán)格遵循“三段設(shè)計(jì)”程序

• 產(chǎn)品設(shè)計(jì)的方法

產(chǎn)品設(shè)計(jì)（Product Design）

產(chǎn)品設(shè)計(jì)概述

產(chǎn)品設(shè)計(jì)是一個(gè)將人的某種目的或需要轉(zhuǎn)換為一個(gè)具體的物理形式或工具的過(guò)程，是把一種計(jì)劃、規(guī)劃設(shè)想、問(wèn)題解決的方法，通過(guò)具體的載體，以美好的形式表達(dá)出來(lái)的一種創(chuàng)造性活動(dòng)過(guò)程。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)反映著一個(gè)時(shí)代的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和文化。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要性

由于產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段要全面確定整個(gè)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、規(guī)格，從而確定整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的布局，因而，產(chǎn)品設(shè)計(jì)的意義重大，具有“牽一發(fā)而動(dòng)全局”的重要意義。如果一個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)缺乏生產(chǎn)觀點(diǎn)，那么生產(chǎn)時(shí)就將耗費(fèi)大量費(fèi)用來(lái)調(diào)整和更換設(shè)備、物料和勞動(dòng)力。相反，好的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，不僅表現(xiàn)在功能上的優(yōu)越性，而且便于制造，生產(chǎn)成本低，從而使產(chǎn)品的綜合競(jìng)爭(zhēng)力得以增強(qiáng)。許多在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占優(yōu)勢(shì)的企業(yè)都十分注意產(chǎn)品設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)，以便設(shè)計(jì)出造價(jià)低而又具有獨(dú)特功能的產(chǎn)品。許多發(fā)達(dá)國(guó)家的公司都把設(shè)計(jì)看作熱門(mén)的戰(zhàn)略工具，認(rèn)為好的設(shè)計(jì)是贏得顧客的關(guān)鍵。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)的要求

一項(xiàng)成功的設(shè)計(jì)，應(yīng)滿足多方面的要求。這些要求，有社會(huì)發(fā)展方面的，有產(chǎn)品功能、質(zhì)量、效益方面的，也有使用要求或制造工藝要求。一些人認(rèn)為，產(chǎn)品要實(shí)用，因此，設(shè)計(jì)產(chǎn)品首先是功能，其次才是形狀；而另一些人認(rèn)為，設(shè)計(jì)應(yīng)是豐富多采的、異想天開(kāi)的和使人感到有趣的。設(shè)計(jì)人員要綜合地考慮這些方面的要求。下面詳細(xì)講述這些方面的具體要求：

1、社會(huì)發(fā)展的要求

設(shè)計(jì)和試制新產(chǎn)品，必須以滿足社會(huì)需要為前提。這里的社會(huì)需要，不僅是眼前的社會(huì)需要，而且要看到較長(zhǎng)時(shí)期的發(fā)展需要。為了滿足社會(huì)發(fā)展的需要，開(kāi)發(fā)先進(jìn)的產(chǎn)品，加速技術(shù)進(jìn)步是關(guān)鍵。為此，必須加強(qiáng)對(duì)國(guó)內(nèi)外技術(shù)發(fā)展的調(diào)查研究，盡可能吸收世界先進(jìn)技術(shù)。有計(jì)劃、有選擇、有重點(diǎn)地引進(jìn)世界先進(jìn)技術(shù)和產(chǎn)品，有利于贏得時(shí)間，盡快填補(bǔ)技術(shù)空白，培養(yǎng)人才和取得經(jīng)濟(jì)效益。

2、經(jīng)濟(jì)效益的要求

設(shè)計(jì)和試制新產(chǎn)品的主要目的之一，是為了滿足市場(chǎng)不斷變化的需求，以獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益。好的設(shè)計(jì)可以解決顧客所關(guān)心的各種問(wèn)題，如產(chǎn)品功能如何、手感如何、是否容易裝配、能否重復(fù)利用、產(chǎn)品質(zhì)量如何等；同時(shí)，好的設(shè)計(jì)可以節(jié)約能源和原材料、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低成本等。所以，在設(shè)計(jì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)時(shí)，一方面要考慮產(chǎn)品的功能、質(zhì)量；另一方面要顧及原料和制造成本的經(jīng)濟(jì)性；同時(shí)，還要考慮產(chǎn)品是否具有投入批量生產(chǎn)的可能性。

3、使用的要求

新產(chǎn)品要為社會(huì)所承認(rèn)，并能取得經(jīng)濟(jì)效益，就必須從市場(chǎng)和用戶需要出發(fā)，充分滿足使用要求。這是對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的起碼要求。使用的要求主要包括以下幾方面的內(nèi)容：

使用的安全性。設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)，必須對(duì)使用過(guò)程的種種不安全因素，采取有利措施，加以防止和防護(hù)。同時(shí)，設(shè)計(jì)還要考慮產(chǎn)品的人機(jī)工程性能，易于改善使用條件；

使用的可靠性。可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)和預(yù)定的使用條件下正常工作的概率。可靠性與安全性相關(guān)聯(lián)?？煽啃圆畹漠a(chǎn)品，會(huì)給用戶帶來(lái)不便，甚至造成使用危險(xiǎn)，使企業(yè)信譽(yù)受到損失；

易于使用。對(duì)于民用產(chǎn)品（如家電等），產(chǎn)品易于使用十分重要；

美觀的外形和良好的包裝。產(chǎn)品設(shè)計(jì)還要考慮和產(chǎn)品有關(guān)的美學(xué)問(wèn)題，產(chǎn)品外形和使用環(huán)境、用戶特點(diǎn)等的關(guān)系。在可能的條件下，應(yīng)設(shè)計(jì)出用戶喜愛(ài)的產(chǎn)品，提高產(chǎn)品的欣賞價(jià)值。

4、制造工藝的要求

生產(chǎn)工藝對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的最基本要求，就是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)應(yīng)符合工藝原則。也就是在規(guī)定的產(chǎn)量規(guī)模條件下，能采用經(jīng)濟(jì)的加工方法，制造出合乎質(zhì)量要求的產(chǎn)品。這就要求所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)能夠最大限度地降低產(chǎn)品制造的勞動(dòng)量，減輕產(chǎn)品的重量，減少材料消耗，縮短生產(chǎn)周期和制造成本。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)必須嚴(yán)格遵循“三段設(shè)計(jì)”程序

技術(shù)任務(wù)書(shū)

技術(shù)任務(wù)書(shū)是產(chǎn)品在初步設(shè)計(jì)階段內(nèi)，由設(shè)計(jì)部門(mén)向上級(jí)對(duì)計(jì)劃任務(wù)書(shū)提出體現(xiàn)產(chǎn)品合理設(shè)計(jì)方案的改進(jìn)性和推薦性意見(jiàn)的文件。經(jīng)上級(jí)批準(zhǔn)后，作為產(chǎn)品技術(shù)設(shè)計(jì)的依據(jù)。其目的在于正確地確定產(chǎn)品最佳總體設(shè)計(jì)方案、主要技術(shù)性能參數(shù)、工作原理、系統(tǒng)和主體結(jié)構(gòu)，并由設(shè)計(jì)員負(fù)責(zé)編寫(xiě)(其中標(biāo)準(zhǔn)化綜合要求會(huì)同標(biāo)準(zhǔn)化人員共同擬訂)，其編號(hào)內(nèi)容和程序作如下規(guī)定：

1.設(shè)計(jì)依據(jù)(根據(jù)具體情況可以包括一個(gè)或數(shù)個(gè)內(nèi)容)：

(1)部、省安排的重點(diǎn)任務(wù)：說(shuō)明安排的內(nèi)容及文件號(hào)；

(2)國(guó)內(nèi)外技術(shù)情報(bào)：在產(chǎn)品的性能和使用性方面趕超國(guó)內(nèi)外先進(jìn)水平或產(chǎn)品品種方面填補(bǔ)國(guó)內(nèi)“空白”：

(3)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)情報(bào)：在產(chǎn)品的形態(tài)、型式(新穎性)等方面滿足用戶要求，適應(yīng)市場(chǎng)需要，具有競(jìng)爭(zhēng)能力；

(4)企業(yè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃和年度技術(shù)組織措施計(jì)劃，詳述規(guī)劃的有關(guān)內(nèi)容，并說(shuō)明現(xiàn)在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)機(jī)上的必要性。

2.產(chǎn)品用途及使用范圍。

3.對(duì)計(jì)劃任務(wù)書(shū)提出有關(guān)修改和改進(jìn)意見(jiàn)。

4.基本參數(shù)及主要技術(shù)性能指標(biāo)。

5.總體布局及主要部件結(jié)構(gòu)敘述：用簡(jiǎn)略畫(huà)法勾出產(chǎn)品基本外形，輪廊尺寸及主要部件的布局位置，并敘述主要部件的結(jié)構(gòu)。

6.產(chǎn)品工作原理及系統(tǒng)：用簡(jiǎn)略畫(huà)法勾出產(chǎn)品的原理圖、系統(tǒng)圖，并加以說(shuō)明。

7.國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品的水平分析比較：列出國(guó)內(nèi)外同類(lèi)型產(chǎn)品主要技術(shù)性能、規(guī)格、結(jié)構(gòu)、特征一覽表，并作詳細(xì)的比較說(shuō)明；

8.標(biāo)準(zhǔn)化綜合要求：

(1)應(yīng)符合產(chǎn)品系列標(biāo)準(zhǔn)和其它現(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)情況，列出應(yīng)貫徹標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)與范圍，提出貫徹標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)組織措施；

(2)新產(chǎn)品預(yù)期達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)：列出推薦采用的標(biāo)準(zhǔn)件，通用件清單，提出一定范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)件，通用件系數(shù)指標(biāo)；

(3)對(duì)材料和元器件的標(biāo)準(zhǔn)化要求：列出推薦選用標(biāo)準(zhǔn)材料及外購(gòu)元器件清單，提出一定范圍內(nèi)的材料標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)和外購(gòu)件系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)；

(4)與國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化水平對(duì)比，提出新產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化要求；

(5)預(yù)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)化經(jīng)濟(jì)效果：分析采用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件、外購(gòu)件及貫徹材料標(biāo)準(zhǔn)和選用標(biāo)準(zhǔn)材料后預(yù)測(cè)的經(jīng)濟(jì)效果。

9.關(guān)鍵技術(shù)解決辦法及關(guān)鍵元器件，特殊材料資源分析；

10.對(duì)新產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析比較，運(yùn)用價(jià)值工程，著重研究確定產(chǎn)品的合理性能(包括消除剩余功能)及通過(guò)不同結(jié)構(gòu)原理和系統(tǒng)的比較分析，從中選出最佳方案；

11.組織有關(guān)方面對(duì)新產(chǎn)品設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行(A評(píng)價(jià))，共同商定設(shè)計(jì)或改進(jìn)的方案是否能滿足用戶的要求和社會(huì)發(fā)展的需要。

12.敘述產(chǎn)品既滿足用戶需要，又適應(yīng)本企業(yè)發(fā)展要求的情況。

13.新產(chǎn)品設(shè)計(jì)試驗(yàn)，試用周期和經(jīng)費(fèi)估算。

技術(shù)設(shè)計(jì)

技術(shù)設(shè)計(jì)的目的，是在已批準(zhǔn)的技術(shù)任務(wù)書(shū)的基礎(chǔ)上，完成產(chǎn)品的主要計(jì)算和主要零部件的設(shè)計(jì)。

1.完成設(shè)計(jì)過(guò)程中必須的試驗(yàn)研究(新原理結(jié)構(gòu)、材料元件工藝的功能或模具試驗(yàn))，并寫(xiě)出試驗(yàn)研究大綱和研究試驗(yàn)報(bào)告。

2.作出產(chǎn)品設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)(如對(duì)運(yùn)動(dòng)、剛度、強(qiáng)度、振動(dòng)、熱變形、電路、液氣路、能量轉(zhuǎn)換、能源效率等方面的計(jì)算、核算)；

3.畫(huà)出產(chǎn)品總體尺寸圖、產(chǎn)品主要零部件圖，并校準(zhǔn)；

4.運(yùn)用價(jià)值工程，對(duì)產(chǎn)品中造價(jià)高的、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的、體積笨重的、數(shù)量多的主要零部件的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)精度等選擇方案進(jìn)行成本與功能關(guān)系的分析，并編制技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析報(bào)告；

5.繪出各種系統(tǒng)原理圖(如傳動(dòng)、電氣、液氣路、聯(lián)鎖保護(hù)等系統(tǒng))；

6.提出特殊元件、外購(gòu)件、材料清單；

7.對(duì)技術(shù)任務(wù)書(shū)的某些內(nèi)容進(jìn)行審查和修正；

8.對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行可靠性、可維修性分析。

工作圖設(shè)計(jì)

工作圖設(shè)計(jì)的目的，是在技術(shù)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上完成供試制(生產(chǎn))及隨機(jī)出廠用的全部工作圖樣和設(shè)計(jì)文件。設(shè)計(jì)者必須嚴(yán)格遵守有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程和指導(dǎo)性文件的規(guī)定，設(shè)計(jì)繪制各項(xiàng)產(chǎn)品工作圖。

1.繪制產(chǎn)品零件圖、部件裝配圖和總裝配圖。

(1)零件圖：圖樣格式、視圖、投影、比例、尺寸、公差、形位公差、表面粗糙度、表面處理、熱處理要求及技術(shù)條件等應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)；

(2)部件裝配圖：除保證圖樣規(guī)格外，包括裝配、焊接、加工、檢驗(yàn)的必要數(shù)據(jù)和技術(shù)要求；

(3)總裝配圖：給出反映產(chǎn)品結(jié)構(gòu)概況，組成部分的總圖，總裝加工和檢驗(yàn)的技術(shù)要求，給出總體尺寸；

2.產(chǎn)品零件、標(biāo)準(zhǔn)件明細(xì)表，外購(gòu)件、外協(xié)件目錄。

3.產(chǎn)品技術(shù)條件包括：

(1)技術(shù)要求

(2)試驗(yàn)方法

(3)檢驗(yàn)規(guī)則

(4)包裝標(biāo)志與儲(chǔ)運(yùn)

4.編制試制鑒定大綱：

試制鑒定大綱是樣品及小批試制用必備技術(shù)文件。要求大綱具備：

(1)能考核和考驗(yàn)樣品(或小批產(chǎn)品)技術(shù)性能的可靠性、安全性，規(guī)定各種測(cè)試性能的標(biāo)準(zhǔn)方法及產(chǎn)品試驗(yàn)的要求和方法。

(2)能考核樣品在規(guī)定的極限情況下使用的可行性和可靠性；

(3)能提供分析產(chǎn)品核心功能指標(biāo)的基本數(shù)據(jù)。

(4)批試鑒定大綱還必須提出工藝、工裝、設(shè)備、檢測(cè)手段等與生產(chǎn)要求、質(zhì)量保證、成本、安全、環(huán)保等相適應(yīng)的要求。

5.編寫(xiě)文件目錄和圖樣目錄。

(1)文件目錄包括：圖樣目錄、明細(xì)表、通(借)用件、外購(gòu)件、標(biāo)準(zhǔn)件匯總表、技術(shù)條件、使用說(shuō)明書(shū)、合格證、裝箱單、其它。

(2)圖樣目錄：總裝配圖、原理圖和系統(tǒng)圖、部件裝配圖、零件圖、包裝物圖及包裝圖、安裝圖(只用于成套設(shè)備)；

6.包裝設(shè)計(jì)圖樣及文件(含內(nèi)、外包裝及美術(shù)裝潢和貼布紙等)。

7.隨機(jī)出廠圖樣及文件。

8.產(chǎn)品廣告宣傳備樣及文件。

9.標(biāo)準(zhǔn)化審查報(bào)告：指產(chǎn)品工作圖設(shè)計(jì)全部完成，工作圖樣和設(shè)計(jì)文件經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化審查后，由標(biāo)準(zhǔn)化部門(mén)編寫(xiě)的文件，以便對(duì)新設(shè)計(jì)的產(chǎn)品在標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化方面作出總的評(píng)價(jià)，是產(chǎn)品鑒定的重要文件。標(biāo)準(zhǔn)化審查報(bào)告分樣品試制標(biāo)準(zhǔn)化審查報(bào)告和小批試制標(biāo)準(zhǔn)化審查報(bào)告。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)的方法

1、組合設(shè)計(jì)

組合設(shè)計(jì)（又稱模塊化設(shè)計(jì)）是將產(chǎn)品統(tǒng)一功能的單元，設(shè)計(jì)成具有不同用途或不同性能的可以互換選用的模塊式組件，以便更好地滿足用戶需要的一種設(shè)計(jì)方法。當(dāng)前，模塊式組件已廣泛應(yīng)用于各種產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，并從制造相同類(lèi)型的產(chǎn)品發(fā)展到制造不同類(lèi)型的產(chǎn)品。組合設(shè)計(jì)的核心是要設(shè)計(jì)一系列的模塊式組件。為此，要從功能單元，即研究幾個(gè)模塊式組件應(yīng)包含多少零件、組件和部件，以及在組合設(shè)計(jì)時(shí)每種模塊式組件需要多少等。

當(dāng)今，在面臨競(jìng)爭(zhēng)日益加劇、市場(chǎng)分割爭(zhēng)奪異常激烈的情況下，僅僅生產(chǎn)一種產(chǎn)品的企業(yè)是很難生存的。因此，大多數(shù)制造廠家都生產(chǎn)很多品種。者不僅對(duì)企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的適應(yīng)能力提出新的要求，而且顯然要影響產(chǎn)品設(shè)計(jì)的技能。生產(chǎn)管理的任務(wù)之一，就是要尋求新的途徑，使企業(yè)的系列產(chǎn)品能以最低的成本設(shè)計(jì)并生產(chǎn)出來(lái)。而組合設(shè)計(jì)則是解決這個(gè)問(wèn)題的有效方法之一。

2、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是運(yùn)用計(jì)算機(jī)的能力來(lái)完成產(chǎn)品和工序的設(shè)計(jì)。其主要職能是設(shè)計(jì)計(jì)算和制圖。設(shè)計(jì)計(jì)算是利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)等基于工程和科學(xué)規(guī)律的計(jì)算，以及在設(shè)計(jì)產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)時(shí)，為使某些性能參數(shù)或目標(biāo)達(dá)到最優(yōu)而應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)所進(jìn)行的計(jì)算。計(jì)算機(jī)制圖則是通過(guò)圖形處理系統(tǒng)來(lái)完成，在這一系統(tǒng)中，操作人員只需把所需圖形的形狀、尺寸和位置的命令輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)就可以自動(dòng)完成圖形設(shè)計(jì)。

3、面向可制造與可裝配的設(shè)計(jì)

面向可制造與可裝配的設(shè)計(jì)是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)師與制造工程師進(jìn)行協(xié)商探討，利用這種團(tuán)隊(duì)工作，避免傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程之中“我設(shè)計(jì)，你制造”的方式而引起的各種生產(chǎn)和裝配問(wèn)題以及因此產(chǎn)生的額外費(fèi)用的增加和最終產(chǎn)品交付使用的延誤。

三、概念架構(gòu)是什么

概念架構(gòu)是直指系統(tǒng)目標(biāo)的設(shè)計(jì)思想、重大選擇，因而非常重要?！斗桨附ㄗh書(shū)》《技術(shù)白皮書(shū)》和市場(chǎng)彩頁(yè)中，都有它的身影，以說(shuō)明產(chǎn)品/項(xiàng)目/方案的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。也因此，有人稱它為“市場(chǎng)架構(gòu)”。大量軟件企業(yè)，招聘系統(tǒng)架構(gòu)師（SA）、系統(tǒng)工程師（SE）、技術(shù)經(jīng)理、售前技術(shù)顧問(wèn)、方案經(jīng)理時(shí)，職位能力中其實(shí)都包含了對(duì)“概念架構(gòu)設(shè)計(jì)能力”的要求。例如：系統(tǒng)架構(gòu)師（SA）。（1）軟件總體設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)及相關(guān)設(shè)計(jì)文檔編寫(xiě)；（2）關(guān)鍵技術(shù)和算法設(shè)計(jì)研究；（3）系統(tǒng)及技術(shù)解決方案設(shè)計(jì)，軟件總體架構(gòu)的搭建；（4）通信協(xié)議設(shè)計(jì)制定、跟蹤研究；……系統(tǒng)工程師（SE）。產(chǎn)品需求分析；產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)；技術(shù)問(wèn)題攻關(guān)；解決方案的輸出和重點(diǎn)客戶引導(dǎo)；指導(dǎo)開(kāi)發(fā)工程師對(duì)產(chǎn)品需求進(jìn)行開(kāi)發(fā)……技術(shù)經(jīng)理。負(fù)責(zé)公司系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)，承擔(dān)從業(yè)務(wù)向技術(shù)轉(zhuǎn)換的橋梁作用；協(xié)助項(xiàng)目經(jīng)理制定項(xiàng)目計(jì)劃和項(xiàng)目進(jìn)度控制；輔助需求分析師開(kāi)展需求分析、需求文檔編寫(xiě)工作；……售前技術(shù)顧問(wèn)。1）負(fù)責(zé)支持大客戶解決方案和能力售前咨詢工作；2）完成項(xiàng)目售前階段的客戶調(diào)研、需求分析和方案制定、協(xié)調(diào)交付部門(mén)完成POC或Demo；3）參與答標(biāo)，負(fù)責(zé)標(biāo)書(shū)澄清；4）參與項(xiàng)目項(xiàng)目前期或高層架構(gòu)設(shè)計(jì)，根據(jù)需要完成項(xiàng)目的系統(tǒng)設(shè)計(jì)相關(guān)工作；……解決方案經(jīng)理。解決方案提煉與推廣；現(xiàn)場(chǎng)售前技術(shù)支持，如市場(chǎng)策劃、方案編寫(xiě)，售前交流等；為前端市場(chǎng)人員提供投標(biāo)支持、投標(biāo)方案（技術(shù)、配置）編制或?qū)徍?；……概念架?gòu)是直指目標(biāo)的設(shè)計(jì)思想、重大選擇概念架構(gòu)，英文是Conceptual Architecture。至于概念架構(gòu)的定義，Dana Bredemeyer等專家是這么闡釋的：概念架構(gòu)界定系統(tǒng)的高層組件、以及它們之間的關(guān)系。概念架構(gòu)意在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)分解、而不陷入細(xì)節(jié)。借此，可以與管理人員、市場(chǎng)人員、用戶等非技術(shù)人員交流架構(gòu)。概念架構(gòu)規(guī)定了每個(gè)組件的非正式規(guī)約、以及架構(gòu)圖，但不涉及接口細(xì)節(jié)。（The Conceptual Architecture identifies the high-level components of the system, and the relationships among them. Its purpose is to direct attention at an appropriate decomposition of the system without delving into details. Moreover, it provides a useful vehicle for communicating the architecture to non-technical audiences, such as management, marketing, and users. It consists of the Architecture Diagram (without interface detail) and an informal component specification for each component.）根據(jù)上述定義，我們注意到如下幾點(diǎn)：概念架構(gòu)滿足“架構(gòu) = 組件 + 交互”的基本定義，只不過(guò)概念架構(gòu)僅關(guān)注高層組件（high-level components）。概念架構(gòu)對(duì)高層組件的“職責(zé)”進(jìn)行了籠統(tǒng)的界定（informal specification），并給出了高層組件之間的相互關(guān)系（Architecture Diagram）。而且，必須地，概念架構(gòu)不應(yīng)涉及接口細(xì)節(jié)（without interface detail）。上述定義從實(shí)踐來(lái)看并不令人滿意。講課時(shí)，筆者這樣給概念架構(gòu)下定義：概念架構(gòu)是直指目標(biāo)的設(shè)計(jì)思想、重大選擇。

四、如何進(jìn)行系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)

如何進(jìn)行系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)

一個(gè)軟件項(xiàng)目在需求確定后，就可以開(kāi)始系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)了。架構(gòu)設(shè)計(jì)不同于編寫(xiě)代碼，需要遵循嚴(yán)格的語(yǔ)法和編程規(guī)范。它沒(méi)有規(guī)范可遵循，存在即合理，適合系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和運(yùn)行的架構(gòu)就是最合理的系統(tǒng)架構(gòu)。

系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)是在業(yè)務(wù)需求已經(jīng)清晰的前提下進(jìn)行的，假定在系統(tǒng)需求分析階段已經(jīng)確定了系統(tǒng)的功能和業(yè)務(wù)范圍，也明確了系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)需求。在上述需求還沒(méi)有確定的情況下，不適宜開(kāi)展系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)，需要回到需求分析階段完善上述需求后再開(kāi)展系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)。

系統(tǒng)架構(gòu)就是一些模型圖，模型圖是人們用來(lái)理解系統(tǒng)和溝通的工具。這些模型圖需要提供給系統(tǒng)相關(guān)干系人來(lái)理解系統(tǒng)，系統(tǒng)相關(guān)干系人有項(xiàng)目經(jīng)理、產(chǎn)品經(jīng)理、開(kāi)發(fā)人員、系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)維護(hù)人員、客戶、項(xiàng)目投資人等。這些干系人有不同的知識(shí)背景，對(duì)同一架構(gòu)模型圖也會(huì)有不同的認(rèn)知和理解：如果把開(kāi)發(fā)架構(gòu)模型圖給產(chǎn)品經(jīng)理或客戶看，他們定然看不懂也不能理解；同樣的道理，如果只把邏輯架構(gòu)圖給開(kāi)發(fā)人員看，就不能正確地指導(dǎo)開(kāi)發(fā)人員構(gòu)建開(kāi)發(fā)環(huán)境。

因此架構(gòu)設(shè)計(jì)師在進(jìn)行系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要從系統(tǒng)的不同維度進(jìn)行設(shè)計(jì)，以滿足系統(tǒng)相關(guān)干系人理解系統(tǒng)架構(gòu)的需求。架構(gòu)設(shè)計(jì)模型主要有邏輯架構(gòu)、開(kāi)發(fā)架構(gòu)、數(shù)據(jù)架構(gòu)、物理架構(gòu)和運(yùn)行架構(gòu)五種模型圖。一般來(lái)說(shuō)需要設(shè)計(jì)的系統(tǒng)架構(gòu)模型有邏輯架構(gòu)、開(kāi)發(fā)架構(gòu)和物理架構(gòu)三種架構(gòu)模型圖。數(shù)據(jù)架構(gòu)模型一般放在數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行設(shè)計(jì)，運(yùn)行架構(gòu)和物理架構(gòu)基本相近，只是在物理架構(gòu)中加了數(shù)據(jù)的流向，因此一些系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用物理架構(gòu)代替了運(yùn)行架構(gòu)。

設(shè)計(jì)邏輯架構(gòu)模型

邏輯架構(gòu)模型主要是確定系統(tǒng)的功能范圍和系統(tǒng)劃分。在設(shè)計(jì)邏輯架構(gòu)模型時(shí)，可以抓住兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行邏輯劃分，將一個(gè)大系統(tǒng)劃分為多個(gè)子系統(tǒng)；另外一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是明確各子系統(tǒng)之間的協(xié)作和調(diào)用關(guān)系。

繪制邏輯架構(gòu)的模型圖有系統(tǒng)流程圖和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖：系統(tǒng)流程圖描述了系統(tǒng)各子系統(tǒng)、相關(guān)文件和數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，記錄了整個(gè)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖也稱為層次圖，它以層次方式描述了系統(tǒng)從頂層到最底層的功能分解。

下圖分別是人脈系統(tǒng)的系統(tǒng)流程圖和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

上面的人脈系統(tǒng)流程圖和人脈系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖就是依據(jù)人脈系統(tǒng)需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)給出的功能和業(yè)務(wù)范圍繪制的。

設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)架構(gòu)模型

開(kāi)發(fā)架構(gòu)模型圖是給開(kāi)發(fā)人員看的，開(kāi)發(fā)架構(gòu)模型指導(dǎo)開(kāi)發(fā)人員如何來(lái)架構(gòu)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)環(huán)境。開(kāi)發(fā)環(huán)境包括系統(tǒng)開(kāi)發(fā)框架的選型、開(kāi)發(fā)工具和編程語(yǔ)言、模塊劃分等內(nèi)容。下圖是人脈系統(tǒng)開(kāi)發(fā)架構(gòu)模型圖。

開(kāi)發(fā)架構(gòu)模型圖給出了技術(shù)體系是B/S結(jié)構(gòu)，開(kāi)發(fā)框架選擇SSM，開(kāi)發(fā)語(yǔ)言是JavaEE。系統(tǒng)采用三層結(jié)構(gòu)，分別是表示層、WEB應(yīng)用層和數(shù)據(jù)層。表現(xiàn)層是JSP頁(yè)面，在瀏覽器中運(yùn)行，表現(xiàn)層是MVC的View。WEB應(yīng)用層的控制層是MVC的Controller，業(yè)務(wù)邏輯層是MVC的Service，實(shí)體層是MVC的POJO。數(shù)據(jù)層由MyBaits數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)框架組成。

設(shè)計(jì)物理架構(gòu)模型

物理架構(gòu)模型是給系統(tǒng)部署人員和運(yùn)營(yíng)維護(hù)人員看的，主要給出系統(tǒng)的部署環(huán)境模型，包括網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、硬件環(huán)境和軟件環(huán)境。下圖是系統(tǒng)部署網(wǎng)絡(luò)環(huán)境模型圖。

從上面網(wǎng)絡(luò)環(huán)境模型圖中可以看出，系統(tǒng)部署只需要一臺(tái)主機(jī)，要求支持HTTP協(xié)議和遠(yuǎn)程桌面協(xié)議。系統(tǒng)可以考慮部署到阿里云或騰訊云。

系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)主要涉及到三種模型圖，分別是邏輯架構(gòu)模型、開(kāi)發(fā)架構(gòu)模型和物理架構(gòu)模型。邏輯架構(gòu)模型一般采用系統(tǒng)流程圖和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖建模；開(kāi)發(fā)架構(gòu)模型沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的模型圖，可以使用PPT或Visio繪圖工具進(jìn)行繪制；物理架構(gòu)模型主要是由網(wǎng)路環(huán)境、硬件和軟件環(huán)境組成。

以上就是小編對(duì)于產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)問(wèn)題和相關(guān)問(wèn)題的解答了，如有疑問(wèn)，可撥打網(wǎng)站上的電話，或添加微信。

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