artikkeli
näin hajotat monimutkaiset ongelmat hallittaviksi käyttämällä funktionaalista hajoamista
11. lokakuuta 2019 / 7. minuutti luettu
juttua on muokattu alkuperäisestä, lokakuulle 2015 päivätystä versiosta.
Oletko koskaan nähnyt niin monimutkaista—mutta toteutukseltaan niin eleganttia-tuotetta, että luulet sen suunnittelijalla olleen jonkinlainen jumalallinen inspiraatio? Että hänen nerokkaassa mielessään, – suunnitelma ilmestyi täysin muotoutuneena, – lukemattomilla elementeillä, jotka riippuvat toisistaan, – suorittaakseen lukemattomia toimintoja?
minulle tämä nerokas tuote on Kirjailijaautomaatti, jonka suunnitteli ja rakensi Pierre Jaquet-Droz 1700-luvun lopulla. tätä itseohjautuvaa konenukkea pidetään modernin ohjelmoitavan tietokoneen kaukaisena esi-isänä, ja se käyttää hanhen sulkaa muokatun tekstin kirjoittamiseen. Se on kameroiden ja liikkeen ihme yhdistettynä pikkutarkkaan käsityöhön. Katso itse sen hämmästyttävät ominaisuudet:
miten Jaquet-Droz ratkaisi tämän uskomattoman monimutkaisen suunnitteluongelman? Hän hajotti sen hallittaviin osiin.
konepajakoulussa useimmat meistä opetettiin suorittamaan funktionaalista hajoamista. Tämä prosessi rikkoo ongelman osaksi tuotteen tulot ja lähdöt. Tällöin jokainen osa luokitellaan yhdeksi seuraavista kolmesta luokasta:
- Energia
- materiaali
- tieto
vaikka tämä funktionaalinen hajoamisprosessi todellakin murtaa ongelman ja auttaa erottamaan suunnittelijat ennalta suunnitelluista tuotekonsepteista, se on myös hankala ja usein liian irrallinen mahdollisista ratkaisuista. Katsokaa tätä kynsileikkurin mätänemistä Michiganin yliopistossa.
Whoa. En ole yhtään lähempänä kynsileikkurin suunnittelua. Miten kartoitamme monimutkaisemman tuotteen, kuten Saturn V: n, hajoamisen?
jos olet juuri tekemässä kasvavaa muutosta tuotteeseesi—tehden siitä esimerkiksi pienemmän tai kevyemmän tai vähentäen tehoa—tiukka toiminnallinen hajoaminen ei todennäköisesti ole tarpeen. Kun edessämme on todella uusia tai vaikeita tuotekehityshaasteita, kuten Jaquet-Drozin Automaatti, ongelman funktionaalinen hajottaminen on välttämätöntä ratkaisun löytämiseksi. Käytännön lähestymistapa on jakaa ongelma alas sen päätehtävät. On helppo tunnistaa nämä toiminnot vähentämättä ongelma tasolle edellä kynsien leikkuri.
mutta miten?
vaikeimpien ongelmien työstäminen ensin
jos et ole varma, mistä aloittaisit ongelman purkamisen, yritä ratkaista joko:
- ongelma, jonka vähiten osaat ratkaista
- show-stopper-ongelma-se, joka määrittää, toimiiko tuotteesi vai ei.
avain: keskity ensin suuriin ongelmiin. Työskentele näiden ratkaisujen löytämiseksi joutumatta liian huolissaan kaikista muista suunnittelun kysymyksistä, kuten pakkauksista tai muista vuorovaikutuksista. (Kyllä, kaikki nekin asiat ovat tärkeitä. Mutta jos tuotetta ei saa ylipäätään toimimaan, ei ole kovin tärkeää, onko se pieni vai sopiiko se hyvin yhteen.) Vaikka tämä periaate saattaa tuntua itsestään selvältä, olen urani aikana nähnyt monta kertaa, miten suunnitelmat jumiutuvat insinöörien juuttuessa rikkaruohoihin. Liian usein seuraavat kysymykset estävät edistymisen:
- ”mikä tuon haravakulman pitäisi olla leikkaavissa hampaissa?”
- ” kuinka suuri on akkupaketti?”
- ” miten turvavälilukko toteutetaan?”
koko ajan ei ole edes toimivaa prototyyppiä.
ratkaise ongelmat itsenäisesti, sillä tehokkuus
funktionaalinen hajoaminen on prosessi, jossa ongelma hajotetaan pienempiin funktionaalisiin moduuleihin, samanaikaisesti ratkaistaan jokainen moduuli itsenäisesti ja sitten yhdistetään johtavat ratkaisut.
funktionaalisen hajoamisprosessin jokaisessa vaiheessa on kolme avainvaihetta:
- tunnista perusfunktiot
- priorisoi ne tärkeyden perusteella
- ratkaise jokainen itsenäisesti
tämä erottaa pyrkimyksen tarjota systemaattinen tapa kohdentaa rajalliset kehitysresurssit kriittisille suunnitteluelementeille. Näiden kolmen vaiheen noudattaminen suojaa myös tiimiäsi häiritsemästä loppupään vaatimuksia (kuten tuotteen kokoa ja kustannuksia) tilanteessa, jossa perustoiminnot eivät ole täysin tiedossa. Mutta, kysyt, enkö ole vaarassa hajottaa ongelman alas tuotteita, jotka jo tunnen? Siksikö tarvitsen toiminnallista hajoamista?
kyllä, se on riski. Muista kuitenkin keskittyä funktioihin, ei muotoihin.
tämä on yksi syy, miksi monissa tapauksissa pitäisi erikseen kehittää toimivat prototyypit (ne, jotka huomioivat vain laitteen toimivuuden) ja käytettävyysprototyypit (ne, jotka eivät toimi, vaan on tehty testaamaan käyttäjän vuorovaikutusta ja muotoa). Jotta nämä prototyypit olisivat tehokkaimpia, älä yritä yhdistää niitä liian aikaisin.
iterointi on avain menestykseen
tässä vaiheessa voi pelätä saavansa Frankenstein-tuotteen, joka erottaa osia suorittamaan jokaisen funktion. Palataanpa luotettavaan kynsileikkuriimme: Eikö tämä kuva ole funktionaalisen hajoamisen looginen seuraus? Yksi ratkaisu jokaiselle toiminnolle?
jos tyrehtyi alkuhajoamiseen, kynsileikkurin esimerkin kaltainen tulos on selvä mahdollisuus. Älä tuskaile, vaan toista prosessi.
nyt kun olet ratkaissut suuret ongelmat, ryhdy etsimään selviä tapoja yhdistää toimintoja (esim.kynsileikkurin terät ja jouset ovat samoja osia). Jos työskentelet monimutkaisemman ongelman parissa, sinun on todennäköisesti hajotettava se karkeammalla tasolla (enemmän toimintoja, jotka sisältyvät kerralla).
todella tehokas suunnittelu saadaan aikaan noudattamalla näitä iteratiivisia vaiheita:
- hajota ongelma
- ideal solutions
- Create physical mockups
- Evaluate / test
- toista
systemaattisen lähestymistavan arvo suunnittelussa
mitä opimme tästä kaikesta?
jopa hyvin monimutkaiset laitteet, kuten Jaquet-Drozin automaatti, voidaan hajottaa hallittavalle tasolle ongelman ratkaisemiseksi.
käy ilmi, että näennäisesti nero suunnittelija on aivan kuin sinä: Jaquet-Droz ratkaisi hallittavissa olevat ongelmat, yhdisteli ja kehitti suunnitteluaan niin monta vaihetta kuin oli tarpeen, kunnes lopullinen ratkaisu paljastui.
tämä muotoilu—joka päällisin puolin näyttää peruuttamattoman monimutkaiselta lukemattomine vuorovaikutuksineen ja Da Vincin elegansseineen—on älykkään suunnittelijan suunnittelema. Yksi, joka lähestyi ongelmaa järjestelmällisesti ja työskenteli ahkerasti täydellisen tuoteratkaisun eteen. Käyttämällä tässä esitettyä järjestelmällistä lähestymistapaa sinäkin voit ratkaista monimutkaisimmat ongelmasi.
Mark Foohey-Engineering
”no comment”