Диаграмма функционального анализа

Диаграмма функционального анализа (FAD) — это метод, используемый в инженерном проектировании для моделирования и визуализации функций и взаимодействий между компонентами системы или продукта. Он представляет функциональные отношения через диаграмму, состоящую из блоков, которые представляют физические компоненты, и помеченных отношений/стрелок между ними, которые представляют полезные или вредные функциональные взаимодействия.

Обзор

Метод FAD был впервые предложен в патенте 1997 года компанией Invention Machine Corporation как часть их программных инструментов, основанных на ТРИЗ . ^[1] Он получил дальнейшее развитие благодаря исследовательскому сотрудничеству между научными кругами и промышленностью. ^[2]^[3]

FAD-моделирование считается более интуитивным, чем традиционные методы функционального анализа, такие как деревья функций и функциональные структуры, поскольку оно учитывает физическую структуру продукта. Это позволяет охватить более богатую сеть функциональных отношений по сравнению с линейными представлениями других методов. Компоновка диаграммы также может отражать пространственное расположение компонентов, придавая дополнительный смысл. ^[2]

Явно отображая функциональные взаимодействия между компонентами, диаграммы FAD помогают понять, почему продукт спроектирован таким, какой он есть. Моделирование вредных или нежелательных функций обеспечивает отправную точку для улучшения конструкции. ^[3]

Моделирование

Диаграммы FAD состоят из помеченных блоков, представляющих физические компоненты, пользователей или ресурсы окружающей среды, связанные с продуктом. Отношения между блоками показаны в виде помеченных стрелок, которые описывают полезные или вредные функциональные взаимодействия. Например, блок поршней может иметь отношение «сжимает воздух» к блоку цилиндров . ^{[ нужна ссылка ]}

Более сложные модели FAD можно создавать иерархически, связывая диаграммы, фокусирующиеся на различных состояниях системы или уровнях детализации. ^[2] Исследования разработали методы обеспечения обзорной визуализации сети связанных диаграмм FAD. ^[3]

Хотя термины естественного языка часто используются для обозначения функциональных взаимодействий в FAD, для повторяющихся типов отношений можно определить соглашения и сокращения, чтобы приблизиться к языку моделирования . Примеры включают сокращенное обозначение преобразований усилий и потоков в энергосистемах . ^[3]

Предполагаемые преимущества

Предполагаемые преимущества моделирования FAD включают в себя: ^[2]^[3]

Простые и интуитивно понятные обозначения
Наличие структуры продукта облегчает его использование.
Охватывает более богатую сеть функциональных отношений
Компоновка может отражать пространственное расположение компонентов.
Фиксирует обоснование и рассуждения дизайна
Определяет области для улучшения дизайна.
Может представлять иерархические/сложные системы.

Приложения

FAD использовался для моделирования и анализа инженерных систем в таких областях, как аэрокосмическая , производственная и энергетическая системы. Он обеспечивает интуитивно понятное представление для обмена и обсуждения функциональных знаний о дизайне продуктов.

Потенциальные приложения включают в себя: ^[2]^[3]

Сбор обоснования дизайна для размышления над решениями
Поддержка задач адаптивного и вариантного проектирования.
Возможность повторного использования функциональных знаний
Выявление областей для улучшения дизайна
Повышение качества и надежности производства

Инструменты

Хотя диаграммы FAD можно создавать с помощью общих инструментов рисования и картографирования, некоторые пакеты программного обеспечения для инженерного проектирования предоставляют специальную поддержку для построения моделей FAD. К ним относятся:

Редактор обоснования решений (DRed)
TechOptimizer (Invention Machine Corporation)
DesignVUE (Имперский колледж Лондона)

Ссылки

^ США 6,056,428 , Игорь Г. Девойно, Олег Е. Кошевой, Саймон С. Литвин, Валерий Цуриков, «Компьютерная система для представления и анализа системы инженерных объектов и индикации значений конкретных конструктивных изменений», выдан 12 ноября 1997 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Аурисиккио, Марко; Брейсвелл, Роб; Армстронг, Гарет (август 2013 г.). «Диаграмма функционального анализа: предполагаемые преимущества и сосуществование с другими функциональными моделями» . Искусственный интеллект для инженерного проектирования, анализа и производства (AI EDAM) . 27 (3): 249–257 . Получено 24 октября 2023 г. - через Academia.edu .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Михалакудис, Иоаннис; Чайлдс, Питер; Аурисиккио, Марко; Хардинг, Джеймс (9 января 2017 г.). «Использование диаграмм функционального анализа для повышения надежности и стоимости продукции» . Достижения в области машиностроения . 9 (1). дои : 10.1177/1687814016685223 . hdl : 10044/1/42849 . Проверено 24 октября 2023 г.

[Devoino_1997-1] США 6,056,428 , Игорь Г. Девойно, Олег Е. Кошевой, Саймон С. Литвин, Валерий Цуриков, «Компьютерная система для представления и анализа системы инженерных объектов и индикации значений конкретных конструктивных изменений», выдан 12 ноября 1997 г.

[Aurisicchio_2013-2] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Аурисиккио, Марко; Брейсвелл, Роб; Армстронг, Гарет (август 2013 г.). «Диаграмма функционального анализа: предполагаемые преимущества и сосуществование с другими функциональными моделями» . Искусственный интеллект для инженерного проектирования, анализа и производства (AI EDAM) . 27 (3): 249–257 . Получено 24 октября 2023 г. - через Academia.edu .

[Michalakoudis_2017-3] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Михалакудис, Иоаннис; Чайлдс, Питер; Аурисиккио, Марко; Хардинг, Джеймс (9 января 2017 г.). «Использование диаграмм функционального анализа для повышения надежности и стоимости продукции» . Достижения в области машиностроения . 9 (1). дои : 10.1177/1687814016685223 . hdl : 10044/1/42849 . Проверено 24 октября 2023 г.

[1]

[2]

[3]