边界图和交互界面矩阵

1、刘新新 : 边界图和交互矩边界阵 主讲人：吴应盛主讲人：吴应盛 2006-5-222006-5-22 刘新新ver.1 18-MARCH-2011第四讲: 边界图和交互矩边界阵2 目的 学完之后你将会: l能够使用边界图去 : 将失效模式从顾客层面一直传递到零部件层面 组织起失效模式和失效机理 帮助确定系统的交互作用 为以后找出传递函数提供了基础工作 l能够使用界面分析去: 识别设计中必要和非必要的界面 刘新新3 交互界面的重要性 l目的是降低失效发生的次数 l失效通常在系统的交互界面显现 交互界面的问题通常是在开发的晚期是才被发现 Interfaces tend to be organiza

2、tional boundaries as well l如果我们不能正确地绘制界面图, 或者不能正确地理解界面之间的传递, 我们就有可能忽略潜在的失效 l关键的界面通常是失效机理的最好的来源 第四讲: 边界图和交互矩边界阵ver.1 18-MARCH-2011 刘新新4 什么是交互界面分析？ l识别出所有与该部件有交互作用的部件的一个过程 子系统与子系统的交互 子系统与人的交互 子系统与环境的交互 l定义出他们之间相互作用的类别, 指出这些交互作用是设计需要的还是 非设计需要的 空间的 (机体接触) 能量传递或交换 信息传递或交换 材料传递或交换 第四讲: 边界图和交互矩边界阵ver.1 18-

3、MARCH-2011 刘新新5 如何做交互界面分析? l帮助进行界面分析的一些方法 边界图 (图象界面) 交互界面矩阵 (表格界面) l其他工具: 界面控制文件 (text-based list of interfaces) SIA (系统界面分析器) l不存在一种方法适合所有情况的情形， 这里我们只集中讨 论边界图和交互界面矩阵 第四讲: 边界图和交互矩边界阵ver.1 18-MARCH-2011 刘新新6 边界图 l边界图 就类似于过程图一样 l边界图可以用来建立Y=f(x) 层层分解来确立你想要做的设 计项目的范畴 l一般来说, 边界图是从整车与环境的交互作用开始(不包括 顾客) , 然

4、后层层分解 顾客顾客整车整车环境环境 CTSs 噪音噪音 噪音噪音 展开这一块 第四讲: 边界图和交互矩边界阵ver.1 18-MARCH-2011 刘新新7 边界图分解 从顾客层面开始向下分解, 一个有序的 边界图分解看出失效的机会， 帮助确认 交互界面并且建立返回到顾客联系的联 系关系 对于每一个零部件, 要定义: 1.需要的功能 2.输入s (包括噪音) 3.输出s 零部件 CustomerVehicleEnvironment MPG City, Miles/Tank Noise Noise CustomerVehicleEnvironment MPG City, Miles/Tank

5、Noise Noise Environmental Noise, Operator Variability Vehicle Fuel Tank Power Train Manufacturing Variability Fuel Fuel Miles/Fill Fuel Economy Lots of Other Stuff 顾客观点 系统 子系统 第四讲: 边界图和交互矩边界阵 uver.1 18- MARCH- 2011 刘新新8 边界图建议的步骤 1. 小组要对于边界图分析的目的和详细的程度达成共识. 2. 有一个定义团队和工作范围界定的标题框. 3. 边界图分析从感兴趣的最高层级开始，

6、 沿着实际的结构下 面走. 4. 确认出系统的所有交互界面 (硬件的, 软件的, 人的和环境 的.) 实线框图代表硬件/软件部分. 虚线框图或无框图代表其他的交互. 5. 用线条代表系统元素之间的连接流. 第四讲: 边界图和交互矩边界阵ver.1 18-MARCH-2011 刘新新9 边界图建议的步骤 6. 在分析过程中着重标明关心的元素框图作为连接 7. 进一步定义出交互界面来显示可测量形式的输出流和噪声 列出元件之间所有可能的理想的功能传递流， 或用重 点标记， 然后在另一张纸上列出. 列出元件之间所有的非理想流 (噪声因素, 失效模式/非 理想功能)， 或或用重点标记， 然后在另一张纸上

7、列出. 第四讲: 边界图和交互矩边界阵ver.1 18-MARCH-2011 刘新新ver.1 12-JAN-2006DCOV150: Boundary Diagrams & Interface Matrix10 了解关系 u箭头用来表示两个交互元件之间的几种不同类型的关系. uBelow is the recommended key: 实体的/接触的 (空间的) 信息/能量/材料 双向交互 (true two-way interactions are a rare occurrence) 单项交互. (Any arrow form is acceptable as long as a key

8、 is included on the diagram. The Quality Assurance group will assume the above format if a key is not included on the diagram.) 刘新新11 定义边界 u定义边界时要考虑下面的情况: 设计和发布的职责 (也可能更广，基于核心团队成员) 改变着手点Change Point Approach: uCase 1: 新的设计, 新的技术, 或新的过程. uCase 2: 对现有设计和过程的修改 (假设对现有设计或过程有 FMEA) uCase 3: 新的环境， 新的地点或新的应

9、用下使用原有的设计或 过程 (假设对现有设计或过程有FMEA). 质量历史 u基于上面的标准， 最好在这个边界之内的每一个元件都标 上工作原理. A color-coded key is one way to define the boundary. 第四讲: 边界图和交互矩边界阵ver.1 18-MARCH-2011 刘新新12 定义边界定义边界 System 零部件 系统 零部件 系统 系统 服务/FCSD制造和装配顾客 环境 电磁兼容/电 磁干扰 系统 系统边界图 第四讲: 边界图和交互矩边界阵ver.1 18-MARCH-2011 刘新新13 系统层面 系统的所有 交互 用箭头描绘出相

10、 互关系 系统 a 系统 b 零部件 e 系统 d 系统 c 服务/FCSD制造和装配顾客 环境 定义流动 (Keyed) 98 3 6 11 12 7 10 12 4 5 系统边界图 零部件 f 第四讲: 边界图和交互矩边界阵ver.1 18-MARCH-2011 刘新新14 系统边界图交互清单 u制作一个电子表格， 列出边界图中每一个交互. u对于每一个交互/流动， 在表格中定义出: 元件间所有的 (+) 交互 (设计的功能) 元件间所有的 (-) 交互 (噪声， 失效模式和非设计功能) 其他外界的交互 (例如. 环境的和人类的) 第四讲: 边界图和交互矩边界阵ver.1 18-MARCH

11、-2011 刘新新15 No.Interactio n Type Importan ce Interface AffectedDescriptionFunction(s) (+) Interactions Quality History Noise Factors (-) Interactions 1PhysicalRequiredAssy. & mfg to System a Handling & Installation Lift system with fixture and tighten 4 fasteners to 12 nm High warranty due to loose

12、fasteners X R/1000 HTIS Torque variation Over torque Bend/damage during handling 5Information Exchange RequiredSystem a to system b Send electronic single to processor X volts y ohm signal every z ms High R/1000 for MIL (x R/1000) EMC interference 11Physical Contact Energy Transfer Required High Sys

13、tem a to System c Connect a to c Transmit Torque Clamp load of xx through y fasteners Torque transfer of xx Nm y RPM Campaign # xxxxx High TGW x TGW 3MIS N3: Cross thread, Over torque, under torque N5: Vibration & Heat 系统边界图交互清单 第四讲: 边界图和交互矩边界阵ver.1 18-MARCH-2011 刘新新16 系统边界图交互清单的好处 u很容易用这个交互文件将要求传递给

14、其他的 u建立边界图和交互界面分析矩阵之间很清晰的连接 u对于所有的输入和输出提供了清晰的确认和定义， 使得与 P-Diagram的链接变得容易 第四讲: 边界图和交互矩边界阵ver.1 18-MARCH-2011 刘新新17 交互矩阵目的 u对于边界图图像分析的一种补充， 显示系统元件之间流动 u通过如下确认和量化系统交互的强度Identifies and quantifies the strength of system interactions by: 显示这个交互是必须的还是不利的 确定出交互的类型 (能量传递, 信息交换, 实体接触, 和材料交换) u 被用来: 评估设计规范的完全与

15、否. 检查DFMEA中原因的合理性. 定义交互功能， 以便用于DFMEA中. 给在DFMEA中和P-Diagram的噪声选择中给潜在根源/失效机理提 供输入 第四讲: 边界图和交互矩边界阵ver.1 18-MARCH-2011 刘新新18 交互矩阵总结 1. 列出边界图所产生的所有元件作为交互矩阵表格的输入. 2. 连个因素决定是否列入交互矩阵: 边界内的所有框图的元件 穿越边界线的所有有交互的元件. 3. 代表边界图的每一个元件之间关系在-2到+2之间的， 填写 在四个象限框架里的（物理的， 能量的， 信息的， 材料 的） 正 (+) 交互应该被验证的. 负 (-) 交互需要由稳健来管理.

16、第四讲: 边界图和交互矩边界阵ver.1 18-MARCH-2011 刘新新19 Interface Matrix Key 象限 u实体接触实体接触 (upper left): 系统之间实际接触 u能量传递能量传递 (upper right): 能量从一个系统传递到下一个, 例如, 震动和热传 递 u信息交换信息交换 (lower left): 信息从一个系统流到另一个系统, 例如，从空气流但 发动机电控MAF to EEC u材料交换材料交换 (lower right): Systems exchange matter, 例如, 汽油开始在发动 机的汽缸里， 最后从排气管排出 打分 u 2: 交互是功能上必需的 u 1: 交互不一定是功能上必须的， 但却是有益的 u 0: 交互不影响功能 u-1: 交互有负面影响， 但是并不妨碍功能 u-2: 为了发挥功能，交互必须防止的 PE IM 第四讲: 边界图和交互矩边界阵ver.1 18-MARCH-2011 刘新新20 Interface Matrix Modifications for Improved Application u交互矩阵也有它的局限 不是所有的交互都是对称的 有些系统， 在同一个象限有多于一个交互 很费时费工 u应为这些局限， 团队对基本的模板进行了