het Artikel
Hier is hoe om te breken met complexe problemen hanteerbaar door het gebruik van de techniek bekend als Functionele Decompositie
11 oktober th 2019 | 7 minuten lezen
Dit artikel is bewerkt uit de oorspronkelijke versie dateert van oktober 2015.
hebt u ooit een product gezien dat zo complex is-maar toch zo elegant in uitvoering—dat u denkt dat de ontwerper een soort goddelijke inspiratie had? Dat in zijn geniale geest, het ontwerp volledig gevormd is met talloze elementen die afhankelijk zijn van elkaar om een groot aantal functies uit te voeren?
Voor mij is dit geniale product de writer automaton, die werd ontworpen en gebouwd door Pierre Jaquet-Droz in de late jaren 1700. beschouwd als een verre voorouder van de moderne programmeerbare computer, gebruikt deze zelfbedienende machinepop een ganzenveer om aangepaste tekst te schrijven. Het is een wonder van nokken en beweging, gecombineerd met nauwgezet vakmanschap. Bekijk de geweldige functies zelf:
Hoe heeft Jaquet-Droz dit ongelooflijk complexe ontwerpprobleem opgelost? Hij brak het in beheersbare stukken, natuurlijk.
op de school voor werktuigbouwkunde werd de meesten van ons geleerd een functionele ontleding uit te voeren. Dit proces breekt een probleem in de in-en uitgangen van een product. Dan wordt elk deel geclassificeerd als een van de volgende drie categorieën:
- energie
- materiaal
- informatie
hoewel dit proces van functionele ontleding het probleem inderdaad afbreekt en ontwerpers helpt te scheiden van hun voorgedefinieerde productconcepten, is het ook omslachtig en vaak te los van mogelijke oplossingen. Kijk eens naar deze ontbinding van een nagelknipper door de Universiteit van Michigan.
Whoa. Ik weet niet of ik dichter bij het ontwerpen van een nagelknipper ben. Hoe kunnen we de functionele ontbinding van een complexer product in kaart brengen, zoals de Saturnus V?
Als u gewoon een stapsgewijze verandering aanbrengt in uw product—het kleiner of lichter maken of bijvoorbeeld het vermogen verlagen—is een rigoureuze functionele ontleding waarschijnlijk niet nodig. Echter, wanneer geconfronteerd met echt nieuwe of moeilijke product-ontwikkeling uitdagingen zoals Jaquet-Droz ‘ s automaton, functioneel ontbinden van het probleem is essentieel om uiteindelijk het vinden van een oplossing. Een praktische aanpak is om het probleem op te splitsen in zijn belangrijkste functies. Het is gemakkelijk om deze functies te identificeren zonder het probleem te verminderen tot het niveau van de bovenstaande nagelknipper.
maar hoe?
werk eerst aan de moeilijkste problemen
als u niet zeker weet waar u uw probleem moet oplossen, probeer dan één van beide:
- het probleem dat u het minst Weet op te lossen
- het show-stopper probleem—degene die bepaalt of uw product werkt of niet.
de sleutel: Focus eerst op de belangrijkste problemen. Werk aan het vinden van deze oplossingen zonder al te veel bezig met alle andere kwesties van het ontwerp, zoals verpakking of andere interacties. (Ja, al die zaken doen er ook toe. Maar als je het product in de eerste plaats niet kunt laten werken, is het niet zo belangrijk als het klein is of goed in elkaar past. Hoewel dit principe voor de hand ligt, heb ik in mijn carrière vaak ontwerpen zien verzanden als ingenieurs in het onkruid terechtkomen. Te vaak voorkomen vragen als het volgende vooruitgang:
- “Wat moet die hark hoek op de snijtanden?”
- ” hoe groot is de batterij?”
- ” Hoe gaan we een veiligheidsvergrendeling implementeren?”
en al die tijd is er niet eens een werkend prototype.
Los problemen onafhankelijk op voor efficiëntie
functionele ontleding is een proces waarbij een probleem wordt opgesplitst in kleinere functionele modules, waarbij tegelijkertijd elke module onafhankelijk wordt opgelost en vervolgens de belangrijkste oplossingen worden samengevoegd.
er zijn drie belangrijke stappen in elke fase van het functionele ontledingsproces:
- Identificeer fundamentele functies
- prioriteer ze op basis van belang
- Los elk afzonderlijk op
dit scheidt de inspanning om een systematische manier te bieden om beperkte ontwikkelingsmiddelen toe te wijzen aan kritische ontwerpelementen. Het volgen van deze drie stappen beschermt uw team ook tegen afgeleid worden door downstream-eisen (zoals productgrootte en kosten) op een moment dat fundamentele functionaliteit niet volledig bekend is. Maar, vraag je, loop ik niet het risico om het probleem op te splitsen in producten die ik al ken? Is dat niet waarom ik de functionele ontbinding nodig heb?
Ja, dat is een risico. Maar denk eraan om gefocust te blijven op functies, niet op vormen.
dit is een van de redenen waarom u in veel gevallen functionele prototypes (die alleen rekening houden met de functionaliteit van een apparaat) en usability prototypes (die niet functioneren, maar zijn gemaakt om gebruikersinteractie en vorm te testen) afzonderlijk moet ontwikkelen. Om deze prototypes het meest effectief te maken, probeer ze niet te vroeg te combineren.
iteratie is de sleutel tot succes
in dit stadium kunt u zich zorgen maken dat u een Frankenstein-product krijgt dat afzonderlijke onderdelen voor elke functie uitvoert. Laten we terug gaan naar onze trouwe nagelknipper: is dit beeld hieronder niet het logische resultaat van functionele ontbinding? Eén oplossing voor elke functie?
als u gestopt bent bij uw eerste ontbinding, dan is een resultaat zoals het nagelknipper voorbeeld een duidelijke mogelijkheid. Maak je geen zorgen, herhaal gewoon het proces.
nu u de grote problemen hebt opgelost, moet u op zoek gaan naar voor de hand liggende manieren om functionaliteit te combineren (bijvoorbeeld, de bladen en veren van de nagelknipper zijn dezelfde onderdelen). Als je werkt aan een complexer probleem, zul je waarschijnlijk nodig hebben om het te ontbinden op een grover niveau (meer functies belichaamd in een keer).
werkelijk effectief ontwerp wordt bereikt door deze iteratieve stappen te volgen:
- ontleden van het probleem
- Ideate solutions
- maak fysieke mockups
- evalueren / testen
- herhalen
de waarde van een systematische benadering van ontwerp
wat leren we van dit alles?
zelfs zeer complexe apparaten, zoals de automaat van Jaquet-Droz, kunnen worden opgesplitst tot een beheersbaar niveau om het probleem op te lossen.
zoals blijkt, is die schijnbaar geniale ontwerper net als u: Jaquet-Droz loste beheersbare problemen op, combineerde en evolueerde zijn ontwerp over zoveel stappen als nodig was totdat de uiteindelijke oplossing werd onthuld.
dit ontwerp—dat aan het oppervlak onherleidbaar complex lijkt met talloze interacties en de elegantie van Da Vinci—is ontworpen door een intelligente ontwerper. Iemand die het probleem systematisch benaderde en ijverig werkte naar een complete productoplossing. Door de hier geschetste systematische aanpak te gebruiken, kunt u ook uw meest complexe problemen oplossen.
Mark Foohey-Engineering
“geen commentaar”