边界图和交互界面矩阵教学内容

1、刘新新边界图和交互界面矩阵刘新新2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 organizational boundaries as welll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3什么是交互界面分析？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

2、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-MARCH-2011刘新新4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5边界图l边

3、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6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:需要的功能输入s (包括噪音)1.输出s零部件CustomerVehicleEnvironmentMPG City,Miles/TankNo

4、iseNoiseCustomerVehicleEnvironmentMPG City,Miles/TankNoiseNoiseEnvironmental Noise, Operator VariabilityVehicleFuel TankPowerTrainManufacturingVariabilityFuelFuelMiles/FillFuel EconomyLots 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7边界图建议的步骤u小组要对于边界图分析的目的和详细的程度达成共识.u有一个定义团队和工作范围界定的

5、标题框. u边界图分析从感兴趣的最高层级开始， 沿着实际的结构下面走.u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.u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8边界图建议的步骤u在分析过程中着重标明关心的元素框图作为连接u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

6、一张纸上列出.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 Matrix9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

7、 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10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， 新的地点或新的应用下使用原

8、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11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12系统层面系统的所有交互用箭头描绘出相互关系系统 a系统 b零部件 e系统 d 系统

9、 c 服务/FCSD制造和装配顾客环境定义流动 (Keyed)983611127101245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13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-2011刘新新14No.Interaction TypeImportanceInterface

10、 AffectedDescriptionFunction(s)(+) InteractionsQuality HistoryNoise Factors(-) Interactions1PhysicalRequiredAssy. & mfg to System aHandling & InstallationLift system with fixture and tighten 4 fasteners to 12 nmHigh warranty due to loose fastenersX R/1000 HTISTorque variationOver torqueBend/

11、damage during handling5Information ExchangeRequiredSystem a to system bSend electronic single to processorX volts y ohm signal every z msHigh R/1000 for MIL (x R/1000)EMC interference11Physical ContactEnergy TransferRequiredHighSystem a to System cConnect a to cTransmit Torque Clamp load of xx throu

12、gh y fastenersTorque transfer of xx Nm y RPMCampaign# xxxxxHigh TGWx TGW 3MISN3: Cross thread, Over torque, under torqueN5: 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15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

13、互矩边界阵ver.1 18-MARCH-2011刘新新16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

14、矩边界阵ver.1 18-MARCH-2011刘新新17交互矩阵总结u列出边界图所产生的所有元件作为交互矩阵表格的输入.u 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.u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.第四讲: 边界图和交互矩边界阵ver.1 18-MARCH-2011刘新新18Interface 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 (u

15、pper 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PEIM第四讲: 边界图和交互矩边界阵ver.1 18-MARCH-2011刘新新19Interface Matrix Modifications for Improved Applicationu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修改来满足他们的需要u这些修改都是可以接受的， 只要最终定义的 (+) 和 (-)的交互不变第四讲: 边界图和交互矩边界阵ver.1 18-MARCH-2011刘新