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関数分解と呼ばれる手法を使用して、複雑な問題を管理可能な問題に分割する方法は次のとおりです
2019年10月11日|7分読む
この記事は、2015年10月の元のバージョンから編集されています。
あなたは、そのデザイナーが何らかの神のインスピレーションを持っていたと思うほど複雑でありながら実行がとてもエレガントな製品を見たことが 彼の天才の心の中で、デザインは完全に機能の無数を実行するためにお互いに応じて無数の要素で形成された前後にポップ？
私にとって、この天才製品は、1700年代後半にピエール-ジャケ-ドローによって設計され、構築された作家オートマトンです。 それは細心の技能と結合されるカムおよび動きの驚嘆である。 その驚くべき機能をご覧ください：
Jaquet-Drozはこの非常に複雑な設計上の問題をどのように解決しましたか？ 彼はもちろん、管理可能な部分にそれを壊しました。
機械工学の学校では、私たちのほとんどは機能分解を行うように教えられました。 このプロセスは、製品の入力と出力に問題を分割します。 次に、各パーツは次の3つのカテゴリのいずれかに分類されます:
- エネルギー
- 材料
- 情報
この機能分解プロセスは確かに問題を分解し、設計者を事前に考えられた製品コンセプトから分離するのに役立ちますが、それは面倒であり、しばしば可能な解決策から切り離されています。 ちょうどミシガン大学による爪切りのこの分解を見てください。
私は爪切りを設計することに近いかどうかはわかりません。 Saturn Vのようなより複雑な製品の機能分解をどのようにマッピングしますか？
製品を段階的に変更するだけであれば、例えば、製品を小さくしたり軽量化したり、電力を下げたりするだけであれば、厳密な機能分解は必要ではな しかし、Jaquet-Drozのオートマトンのような真に新しい、または困難な製品開発の課題に直面している場合、問題を機能的に分解することは、最終的に解決策を 実用的なアプローチは、問題をその主な機能に分解することです。 上記の爪切りのレベルに問題を減らすことなく、これらの機能を識別するのは簡単です。
しかし、どのように？
最初に最も困難な問題に取り組む
あなたの問題を分解し始める場所がわからない場合は、次のいずれかに取り組んでみてください:
- あなたは少なくとも
- ショーストッパーの問題を解決する方法を知っている問題-あなたの製品が動作するかどうかを決定する問題。
キー：最初に主要な問題に焦点を当てます。 パッケージやその他の相互作用など、デザインの他のすべての問題に過度に関心を持たずに、これらの解決策を見つけることに取り組んでくださ （はい、これらすべての問題も重要です。 しかし、最初に製品を機能させることができない場合、それが小さくてもうまく収まるのであれば、それほど重要ではありません。）この原則は明らかに見えるかもしれませんが、私のキャリアの中で何度も私はエンジニアが雑草に巻き込まれるようにデザインが行き詰まる見 あまりにも頻繁に次のような質問は、前方の進歩を防ぎます:
- “その熊手の角度は切断の歯に何であるべきですか。”
- “バッテリーパックの大きさはどれくらいですか？”
- “安全インターロックをどのように実装するのですか？”
そして、すべての中に、機能するプロトタイプさえありません。
効率のために問題を独立して解決する
機能分解は、問題をより小さな機能モジュールに分割し、各モジュールを独立して同時に解決し、主要な解をマージ
機能分解プロセスの各段階には三つの重要なステップがあります:
- 基本的な機能を特定する
- 重要性に基づいて優先順位を付ける
- それぞれを独立して解決する
これは、限られた開発リソースを重要な設計要素に割 これらの3つの手順に従うことで、基本的な機能が完全にわかっていない時点で、下流の要件（製品のサイズやコストなど）に気を取られることから、チー しかし、あなたは尋ねる、私はすでに知っている製品に問題を打破するリスクを実行しないでください？ それが私が機能的分解を必要とする理由ではありませんか？
はい、それはリスクです。 しかし、フォームではなく機能に焦点を当て続けることを忘れないでください。
これは、多くの場合、機能プロトタイプ（デバイスの機能のみを考慮するもの）とユーザビリティプロトタイプ（機能しないが、ユーザーの操作とフォームをテス これらのプロトタイプを最も効果的にするには、あまりにも早くそれらを結合しようとしないでください。
イテレーションは成功の鍵
この段階では、各機能を実行するために部品を分離するFrankenstein製品を手に入れることを心配するかもしれません。 私たちの信頼できる爪切りに戻ってみましょう：この画像は機能分解の論理的な結果の下にありませんか？ 各機能のための1つの解決か。
最初の分解で停止した場合、爪切りの例のような結果は明確な可能性があります。 心配しないで、プロセスを繰り返すだけです。
大きな問題を解決したので、機能を組み合わせる明白な方法を探し始めます（例えば、爪切りの刃とばねは同じ部品です）。 より複雑な問題に取り組んでいる場合は、より粗いレベルで分解する必要がある可能性があります（一度に多くの関数が実装されています）。
本当に効果的な設計は、これらの反復ステップに従うことによって達成されます:
- 問題を分解する
- 理想的なソリューション
- 物理モックアップを作成する
- 評価/テスト
- 繰り返し
設計する体系的なアプローチの価値
私たちはこのすべてから何を学ぶのですか？
Jaquet-Drozのオートマトンのような非常に複雑なデバイスでさえ、問題を解決するために管理可能なレベルに分解することができます。
それが判明したように、その一見天才デザイナーはあなたのようなものです: Jaquet-Drozは管理可能な問題を解決し、最終的な解決策が明らかになるまで、必要なだけ多くのステップで彼のデザインを組み合わせて進化させました。
このデザインは、無数の相互作用とダ—ヴィンチの優雅さと、表面上は還元不可能に複雑に見えるが、知的なデザイナーによって設計されたものである。 問題に体系的にアプローチし、完全な製品ソリューションに向けて熱心に取り組んだ人。 ここで概説した体系的なアプローチを使用することで、あなたもあなたの最も複雑な問題を解決することができます。
Mark Foohey-Engineering
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