artykuł
oto jak rozbić złożone problemy na łatwe do opanowania za pomocą techniki znanej jako rozkład funkcjonalny
11 października 2019 / 7 minut czytania
Ten artykuł został zredagowany z pierwotnej wersji z października 2015.
czy kiedykolwiek widziałeś produkt tak złożony—a jednocześnie tak elegancki w wykonaniu—że myślisz, że jego projektant miał jakąś boską inspirację? Że w jego genialnym umyśle projekt pojawił się w pełni uformowany z niezliczonymi elementami zależnymi od siebie nawzajem, aby wykonać niezliczoną liczbę funkcji?
Dla mnie ten genialny produkt to automat pisarza, który został zaprojektowany i zbudowany przez Pierre ’ a Jaquet-Droz pod koniec 1700 roku. uważany za odległego przodka nowoczesnego programowalnego komputera, ta samoczynna lalka maszyny używa gęsiego pióra do pisania niestandardowego tekstu. Jest to cud krzywek i ruchu, w połączeniu ze skrupulatnym kunsztem. Obejrzyjcie sami jego niesamowite funkcje:
jak Jaquet-Droz rozwiązał ten niezwykle złożony problem projektowy? Podzielił to na łatwe do opanowania kawałki, oczywiście.
w szkole mechanicznej większość z nas nauczyła się wykonywać rozkład funkcjonalny. Proces ten rozbija problem na wejścia i wyjścia produktu. Następnie każda część jest klasyfikowana jako jedna z następujących trzech kategorii:
- Energia
- Materiał
- informacje
chociaż ten funkcjonalny proces rozkładu rzeczywiście rozwiązuje problem i pomaga oddzielić projektantów od ich wcześniej opracowanych koncepcji produktu, jest to również kłopotliwe i często zbyt oderwane od możliwych rozwiązań. Spójrzcie na rozkład obcinacza do Paznokci z Uniwersytetu Michigan.
Nie jestem pewien, czy jestem bliżej zaprojektowania obcinacza do paznokci. Jak odwzorowalibyśmy rozkład funkcjonalny bardziej złożonego produktu, takiego jak Saturn V?
Jeśli dokonujesz tylko stopniowej zmiany w swoim produkcie—zmniejszając go lub lżejszy lub zmniejszając moc, na przykład—rygorystyczny rozkład funkcjonalny prawdopodobnie nie jest konieczny. Jednak w obliczu naprawdę nowych lub trudnych wyzwań związanych z rozwojem produktu, takich jak automat Jaquet-Droz, funkcjonalne rozłożenie problemu jest niezbędne do ostatecznego znalezienia rozwiązania. Praktycznym podejściem jest rozbicie problemu na jego główne funkcje. Łatwo jest zidentyfikować te funkcje, nie redukując problemu do poziomu powyższego obcinacza do paznokci.
ale jak?
Pracuj najpierw nad najtrudniejszymi problemami
jeśli nie jesteś pewien, od czego zacząć rozwiązywać swój problem, spróbuj rozwiązać albo:
- problem, który najmniej wiesz, jak rozwiązać
- problem show-stopper-ten, który określa, czy twój produkt działa, czy nie.
klucz: najpierw skup się na głównych problemach. Pracuj nad znalezieniem tych rozwiązań, nie przejmując się zbytnio wszystkimi innymi kwestiami projektu, takimi jak opakowanie lub inne interakcje. (Tak, wszystkie te kwestie też mają znaczenie. Ale jeśli nie możesz sprawić, by produkt działał, nie jest to ważne, jeśli jest mały lub dobrze do siebie pasuje.) Chociaż ta zasada może wydawać się oczywista, wiele razy w mojej karierze widziałem, jak projekty grzęzną, gdy inżynierowie wpadają w chwasty. Zbyt często pytania takie jak poniższe uniemożliwiają postęp naprzód:
- „jaki powinien być kąt zgrabiania na zębach tnących?”
- ” jak duży jest akumulator?”
- „jak wdrożyć blokadę bezpieczeństwa?”
a przez cały czas nie ma nawet działającego prototypu.
Rozwiązuj problemy niezależnie dla wydajności
rozkład funkcjonalny to proces dzielenia problemu na mniejsze moduły funkcjonalne, jednocześnie rozwiązując każdy moduł niezależnie, a następnie łącząc wiodące rozwiązania.
istnieją trzy kluczowe etapy na każdym etapie procesu rozkładu funkcjonalnego:
- Zidentyfikuj podstawowe funkcje
- uszereguj je na podstawie ważności
- Rozwiąż każdą z nich niezależnie
to oddziela wysiłek, aby zapewnić systematyczny sposób przydzielania ograniczonych zasobów programistycznych do krytycznych elementów projektu. Wykonanie tych trzech kroków chroni również zespół przed rozproszeniem się przez wymagania niższego szczebla (takie jak rozmiar produktu i koszt) w momencie, gdy podstawowa funkcjonalność nie jest całkowicie znana. Ale, pytasz, czy nie ryzykuję rozbicia problemu na produkty, które już znam? Czy nie dlatego potrzebuję rozkładu funkcjonalnego?
tak, to jest ryzyko. Ale pamiętaj, aby skupić się na funkcjach, nie formach.
jest to jeden z powodów, dla których w wielu przypadkach należy osobno opracować prototypy funkcjonalne (te, które uwzględniają tylko funkcjonalność urządzenia) i prototypy użyteczności (te, które nie działają, ale są wykonane w celu przetestowania interakcji i formy użytkownika). Aby te prototypy były najbardziej skuteczne, nie próbuj łączyć ich zbyt wcześnie.
iteracja jest kluczem do sukcesu
na tym etapie możesz się martwić, że otrzymasz produkt Frankensteina, który oddzieli Części do wykonania każdej funkcji. Wróćmy do naszego wiernego obcinacza do paznokci: czy ten obraz nie jest poniżej logicznego wyniku rozkładu funkcjonalnego? Jedno rozwiązanie dla każdej funkcji?
jeśli zatrzymałeś się przy początkowym rozkładzie, wynik taki jak przykład obcinacza do paznokci jest wyraźną możliwością. Nie martw się, po prostu powtórz proces.
teraz, gdy rozwiązałeś duże problemy, zacznij szukać oczywistych sposobów na połączenie funkcjonalności (np. ostrza i sprężyny obcinacza do paznokci są tymi samymi częściami). Jeśli pracujesz nad bardziej złożonym problemem, prawdopodobnie będziesz musiał go rozłożyć na grubszym poziomie (więcej funkcji na raz).
naprawdę skuteczny projekt osiąga się, wykonując następujące iteracyjne kroki:
- Rozwiąż problem
- wymyślaj rozwiązania
- twórz fizyczne makiety
- oceniaj / testuj
- powtórz
wartość systematycznego podejścia do projektowania
czego się z tego wszystkiego nauczymy?
nawet bardzo złożone urządzenia, takie jak automat Jaquet-Droz, można rozbić na rozsądny poziom, aby rozwiązać problem.
jak się okazuje, pozornie genialny projektant jest taki jak ty: Jaquet-Droz rozwiązywał możliwe do opanowania problemy, a następnie łączył i ewoluował swój projekt na tyle kroków, na ile było to konieczne, aż do ostatecznego rozwiązania.
ten projekt—który z pozoru wydaje się nieredukowalnie złożony z niezliczonymi interakcjami i elegancją Da Vinci—został zaprojektowany przez inteligentnego projektanta. Jeden, który podszedł do problemu systematycznie i pilnie pracował nad kompletnym rozwiązaniem produktu. Korzystając z opisanego tutaj systematycznego podejścia, Ty również możesz rozwiązać najbardziej złożone problemy.
Mark Foohey-Inżynieria
„Bez komentarza”