模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體課件

2.1系統(tǒng)需求分析：2.2產(chǎn)品系統(tǒng)總體設(shè)計2.3產(chǎn)品系統(tǒng)接口設(shè)計2.4產(chǎn)品系統(tǒng)環(huán)境條件分析

（二）面向系統(tǒng)總體的設(shè)計模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體系統(tǒng)需求分析●電子設(shè)備機械結(jié)構(gòu)的功能▲載體功能——功能性：機械結(jié)構(gòu)是電子設(shè)備的載體，沒有機械結(jié)構(gòu)就沒有電子設(shè)備的實體。它將構(gòu)成產(chǎn)品的各功能要素（包括印制板組件、配電、電纜）通過機械結(jié)構(gòu)集成為功能模塊和整機。在“理想環(huán)境”下，可正常運行?！雷o功能——適應(yīng)性：機械結(jié)構(gòu)是電子產(chǎn)品的防護體，它可使設(shè)備的功能免受外界的影響和干擾，保證在規(guī)定環(huán)境下的正常運行。環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計是產(chǎn)品可靠性設(shè)計的主要組成部分。

模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體▲使用功能——可用性：體現(xiàn)設(shè)備的易用性可可服務(wù)性。提供了用戶使用（察看、操作、維護）設(shè)備的人機界面。實現(xiàn)設(shè)備的物質(zhì)功能?！窆δ堋烙^性：機械結(jié)構(gòu)體現(xiàn)產(chǎn)品的形象和外觀藝術(shù)效果，使之具有藝術(shù)性（精神功能）。注：前兩項主要是面向產(chǎn)品的自身品質(zhì)；后兩項主要是面向用戶和市場。系統(tǒng)需求分析模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體●系統(tǒng)需求與可行性分析▲目標分析：明確系統(tǒng)目標，弄清系統(tǒng)實質(zhì)，對設(shè)計對象進行全面分析（系統(tǒng)的內(nèi)部問題和相關(guān)的外部問題）?！{(diào)查研究：——調(diào)查系統(tǒng)的歷史、現(xiàn)狀、動態(tài)，并預測系統(tǒng)發(fā)展趨勢?！獦I(yè)界技術(shù)動態(tài)搜集和分析?！獙ΜF(xiàn)有類似系統(tǒng)進行比較分析，了解分析與相鄰系統(tǒng)的關(guān)

系統(tǒng)需求分析模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體▲需求分析：搜集并綜合用戶的基本需求和各用戶的多樣化、個性化需求。并進行分析和分配?！繕说目尚行哉撟C：分析制約條件，如關(guān)鍵技術(shù)的成熟程度、自身技術(shù)力量、物質(zhì)條件、環(huán)境條件、資金、設(shè)計制造周期、市場前景等因素?？尚行苑治霭L險分析?！裥枨蟮拇_定和分配▲需求的特點——是對必需實現(xiàn)目標的規(guī)格說明。它描述了系統(tǒng)的特性或?qū)傩?，是在開發(fā)過程中對系統(tǒng)的約束。需求強調(diào)做什么，而不是如何做。系統(tǒng)需求分析模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體

——對需求的

要是：描述清晰、唯一性、完整性、一致性、可實現(xiàn)性、可驗證（或可測試）性、可跟蹤性?！枨蟠_定原則：一個好的需求應(yīng)是：——必需的：如果不包括此需求，最壞的情況下會發(fā)生什么？——可驗證的：對需求有確定的驗證方法和驗收標準。——可實現(xiàn)的：需求是技術(shù)上可行的，能適合預算、進度和其它因素（例如重量）的限制?！枋銮逦模好總€需求應(yīng)該只表達一個單純的思想；需求不會被誤解（無歧義性）；最好用簡單語言描述。

系統(tǒng)需求分析模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體▲需求分配原則：把系統(tǒng)需求分配給子系統(tǒng)時，要求：——是可行的、可實現(xiàn)的，可測試的?！磺宄?、準確地描述?！窍嗷ヒ恢碌摹！髯酉到y(tǒng)項目組成員對所分配的需求，應(yīng)進行學習、理解和評審，標識出不適當、不完整和遺漏的需求。反饋給系統(tǒng)設(shè)計師，并進行協(xié)調(diào)。系統(tǒng)需求分析模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體●需求的分類

▲按需求的來源分類——用戶（或運營商）需求：合同需求，包括對功能、性能和場景等的需求?！髽I(yè)基線需求：包括環(huán)境、防護、EMC、可靠性；安全、環(huán)保；可制造性、可裝配性、可服務(wù)性等。——法規(guī)、標準需求：包括各類國際、國家法規(guī)；國內(nèi)外標準（尤其應(yīng)注意安規(guī)、環(huán)保類標準）；企業(yè)技術(shù)平臺。

系統(tǒng)需求分析模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體▲按需求的功能分類：可分為四類，前三類可統(tǒng)稱為功能需求?！a(chǎn)品載體（結(jié)構(gòu)）需求：面向產(chǎn)品功能，構(gòu)成產(chǎn)品基本實體?！a(chǎn)品防護需求：面向環(huán)境適應(yīng)性，包括環(huán)境防護、熱管理、EMC等?！捎眯孕枨螅好嫦蛴脩羰褂?，包括可服務(wù)性（工程安裝、維修性）；運行監(jiān)控；安全、環(huán)保；標識和造型等——經(jīng)濟性需求：面向企業(yè)經(jīng)營，包括產(chǎn)品成本；DFMA；標準化（國內(nèi)外標準、企業(yè)規(guī)范）模塊化等。系統(tǒng)需求分析模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體系統(tǒng)需求分析▲按需求的屬性可分為兩類：——功能結(jié)構(gòu)性需求：是對產(chǎn)品構(gòu)成的基本要求，體現(xiàn)為產(chǎn)品架構(gòu)和結(jié)構(gòu)件的組成。這里的結(jié)構(gòu)件，不是指有具體形狀和尺寸的零部件，而是指功能構(gòu)件，例如，鉸鏈、機架、門、蓋板等。這些需求在總體設(shè)計需予以滿足。——約束性需求：是對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的約束條件，主要包括標準化需求，結(jié)構(gòu)工藝性需求，經(jīng)濟性需求，外觀需求等。常體現(xiàn)于結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)要素（如通風孔，進出線開口等）和構(gòu)件的組裝匹配要素（如門的開啟角度，門的縫隙等）。約束性需求在詳細設(shè)計階段輸入。

模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體▲對電子設(shè)備結(jié)構(gòu)的需求有兩類：——來自產(chǎn)品的需求：產(chǎn)品功能需求；產(chǎn)品防護需求；用戶特殊需求；使用性需求?！Y(jié)構(gòu)本身的衍生需求：結(jié)構(gòu)模式和布局的需求；產(chǎn)品風格和形象的需求；新技術(shù)和新結(jié)構(gòu)的應(yīng)用；標準化的需求等。系統(tǒng)需求分析模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體產(chǎn)品系統(tǒng)總體設(shè)計●系統(tǒng)總體設(shè)計的構(gòu)成

總體設(shè)計＝架構(gòu)設(shè)計＋接口設(shè)計＋概要設(shè)計●架構(gòu)的基本概念▲詞源：架構(gòu)一詞源于建筑業(yè)，后擴展應(yīng)用而成為一種較為普遍使用的概念。價格在不同領(lǐng)域有不同的用詞和具體含意。▲軟件領(lǐng)域：是對系統(tǒng)組織、構(gòu)件接口、行為模式、協(xié)作關(guān)系等體系問題的決策總和。架構(gòu)確定后，軟件基本定型。

模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體▲系統(tǒng)工程中：指“體系結(jié)構(gòu)”，用以描述構(gòu)成系統(tǒng)的各組成單元間的邏輯關(guān)系。例如，系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)、平面結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等?！K化設(shè)計中：——指模塊化系統(tǒng)的宏模型。一簡單的形式把握系統(tǒng)的整體，粗線條勾畫出系統(tǒng)輪廓，以整體觀念協(xié)調(diào)系統(tǒng)內(nèi)外諸要素?！改K化系統(tǒng)的設(shè)計規(guī)則：模塊設(shè)計所必需遵守的明確規(guī)則，以保證這些模塊能夠構(gòu)成一個協(xié)調(diào)、完整的系統(tǒng)?！椒ㄕ撝校菏沁\用“模式思維”提出系統(tǒng)的最佳“構(gòu)成模式”。產(chǎn)品系統(tǒng)總體設(shè)計模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體●架構(gòu)設(shè)計概要▲架構(gòu)思維的實質(zhì)：理清系統(tǒng)的骨架和脈絡(luò)，使系統(tǒng)條理分明?！軜?gòu)設(shè)計師：不是一般意義上的設(shè)計工程師，是特指從事系統(tǒng)總體規(guī)劃、勾畫系統(tǒng)輪廓和制定“設(shè)計規(guī)則”的“系統(tǒng)設(shè)計師”。▲架構(gòu)設(shè)計基本步驟：需求分析→功能分析→系統(tǒng)分解→架構(gòu)確立。產(chǎn)品系統(tǒng)總體設(shè)計模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體●需求向產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化▲需求分析

——全部需求歸類：將來自用戶、企業(yè)基線和標準、法規(guī)的需求，經(jīng)歸并統(tǒng)一，分別按功能歸類?！δ苄孕枨蠓治??！?jīng)濟性需求分析?！啃枨笳砹斜恚鹤鳛楦乓O(shè)計和詳細設(shè)計評審的依據(jù)?！枨筠D(zhuǎn)化為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的步驟——功能分析（需求→功能）：將功能按層次逐級展開，建立功能樹。

產(chǎn)品系統(tǒng)總體設(shè)計模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體——產(chǎn)品架構(gòu)設(shè)計（功能→架構(gòu)）：將功能轉(zhuǎn)化為功能構(gòu)件（包括部件），確立產(chǎn)品的架構(gòu)?！a(chǎn)品概要設(shè)計（[需求＋架構(gòu)]→產(chǎn)品方案）：完成產(chǎn)品的總體設(shè)計，拿出能滿足全部需求的產(chǎn)品概要設(shè)計方案書?！a(chǎn)品詳細設(shè)計（需求→生產(chǎn)圖紙）：完成設(shè)計文件。以能否滿足全部需求（構(gòu)造性需求和約束性需求）作為評價標準?！窆δ芊治觯ㄐ枨蟆δ埽?/p>

產(chǎn)品系統(tǒng)總體設(shè)計模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體▲功能分析步驟：——將各項功能需求（包括載體需求、防護需求、使用性需求）按產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點逐級分解成要素。并將細分的需求列為“需求分解表”。——功能需求要素分類：將細分后的功能要素，分列為“構(gòu)造性需求”和“約束下需求”。并且列為“需求分配表”，用以指導設(shè)計（架構(gòu)設(shè)計，詳細設(shè)計）?！δ軜洌簩⑸婕皹?gòu)造的功能逐層展開，展示系統(tǒng)構(gòu)成的概貌。

產(chǎn)品系統(tǒng)總體設(shè)計模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體●產(chǎn)品架構(gòu)設(shè)計（功能→架構(gòu)）：功能向?qū)嶓w結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化?！到y(tǒng)分解——根據(jù)需求、經(jīng)驗和技術(shù)趨勢，提出初步結(jié)構(gòu)描述和布局?！Y(jié)構(gòu)分解與功能分析應(yīng)按層次同步進行，并相互呼應(yīng)。例如，戶外電子設(shè)備的突出問題是環(huán)境適應(yīng)性，可基本定格為密閉機柜?！越Y(jié)構(gòu)分解為主：就電子產(chǎn)品而言，功能分析不能解決結(jié)構(gòu)形式和布局問題，只有把功能融入相應(yīng)構(gòu)件，才能構(gòu)成產(chǎn)品實體。

產(chǎn)品系統(tǒng)總體設(shè)計模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體▲功能轉(zhuǎn)化為功能構(gòu)件（包括部件）——考慮能實現(xiàn)功能的結(jié)構(gòu)件模型，并一一與之對應(yīng)。一個功能構(gòu)件有可能實現(xiàn)多個功能?！δ芟?qū)嶓w結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化宜逐層依次進行，以使功能逐步融入預期的結(jié)構(gòu)模式?！δ軜?gòu)件的組合——零部件之間依賴（接口）關(guān)系分析：將功能關(guān)系密切的構(gòu)件適當組合成部件?！獙Ⅲw積小的構(gòu)件納入體積較大的構(gòu)件中。產(chǎn)品系統(tǒng)總體設(shè)計模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體——零部件之間比較復雜的依賴或干涉關(guān)系（例如涉及通風散熱、防塵、電磁兼容等），互有因果關(guān)系，可繪制關(guān)聯(lián)圖或關(guān)聯(lián)表，以便在詳細設(shè)計時進行精細設(shè)計和測試，在構(gòu)件集成和布局中應(yīng)優(yōu)先考慮?！_立產(chǎn)品的基本架構(gòu)——將全部功能構(gòu)件經(jīng)集成和布局，形成由幾個子系統(tǒng)和模塊構(gòu)成的產(chǎn)品架構(gòu)。

產(chǎn)品系統(tǒng)總體設(shè)計模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體——基本架構(gòu)可有幾個架構(gòu)方案，供評審、選用。●產(chǎn)品概要設(shè)計（需求→產(chǎn)品方案）▲任務(wù)：完成產(chǎn)品的總體設(shè)計，通過概要設(shè)計方案書提出滿足全部需求的產(chǎn)品設(shè)計原則和要求。▲規(guī)定架構(gòu)的構(gòu)成和有關(guān)參數(shù)：例如，架構(gòu)的結(jié)構(gòu)劃分、布局及其主要尺寸。產(chǎn)品系統(tǒng)總體設(shè)計模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體▲規(guī)定產(chǎn)品的主要構(gòu)件（模塊）間的接口結(jié)構(gòu)和參數(shù)；電氣互聯(lián)和配線結(jié)構(gòu)和要求；產(chǎn)品與外部有關(guān)要素間的接口結(jié)構(gòu)和參數(shù)。▲提出對產(chǎn)品的性能要求、有關(guān)參數(shù)和設(shè)計原則：包括機械結(jié)構(gòu)的強度、剛度；電磁兼容性；環(huán)境適應(yīng)性（熱、三防、IP）；配電和線纜管理；性能測試和驗證要求等?！岢鰧崿F(xiàn)對產(chǎn)品的約束性需求的基本原則和設(shè)計要求：例如，外觀要求；結(jié)構(gòu)工藝性要求；人機工程要求；維護性要求；安全、環(huán)保要求；經(jīng)濟性要求等。產(chǎn)品系統(tǒng)總體設(shè)計模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體●系統(tǒng)模型化：模型是系統(tǒng)方案的重要組成部分?！Ｐ突瘜ο螅骸梢允钱a(chǎn)品總體，也可以是其中比較復雜的或新穎的部分?！獙δK化產(chǎn)品系統(tǒng)，應(yīng)提供模塊系列、接口系列、產(chǎn)品族系列的模型?！Ｐ偷谋磉_方式：數(shù)字化圖形模型，數(shù)學模型，模擬模型（可以是產(chǎn)品的局部），計算機仿真等。產(chǎn)品系統(tǒng)總體設(shè)計模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體

●模塊化電子設(shè)備設(shè)計規(guī)則的確定▲模塊“劃分規(guī)則”——硬件模塊：在產(chǎn)品族功能分解的基礎(chǔ)上，據(jù)產(chǎn)品需要和模塊化原則，把功能電路單元集成在標準的印制板上，形成具有特定功能的組件級通用模塊，并進而確定模塊系列和所組成的產(chǎn)品系列。作出模塊和產(chǎn)品的系統(tǒng)層次圖（樹狀圖）。——結(jié)構(gòu)模塊：已由IEC60297等標準規(guī)定，即由插件、插箱、機柜模塊組成的嵌套式層次結(jié)構(gòu)，并給出了尺寸系列。結(jié)構(gòu)模塊化架構(gòu)設(shè)計的第一項任務(wù)就是，對模塊的尺寸規(guī)格進行優(yōu)選和統(tǒng)一化，最大限度地減少規(guī)格。

產(chǎn)品系統(tǒng)總體設(shè)計模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體▲模塊間“接口規(guī)則”：是企業(yè)模塊化水平及效益的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。——確定整機接口要素：明確規(guī)定整機與外部的接口要；整機內(nèi)部各模塊間的接口要素?！_定各模塊接口要素的具體參數(shù)：包括接口模式，接口的功能參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)?！袒涌谔卣鳎簩Ω髂K間的接口作出詳細的規(guī)定，以便使各模塊相對獨立（一個模塊的改型不影響其它模塊），為系統(tǒng)和模塊的發(fā)展和創(chuàng)新提供充分的自由度。產(chǎn)品系統(tǒng)總體設(shè)計模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體

▲模塊設(shè)計規(guī)則：規(guī)范模塊的模式和接口及其參數(shù)，用以約束模塊的品種和品質(zhì)。各模塊應(yīng)明確規(guī)定構(gòu)成系列的基型模塊設(shè)計規(guī)則，及其變型規(guī)則。各模塊系列的設(shè)計規(guī)則，應(yīng)遵循“接口規(guī)則”。▲模塊“評定規(guī)則”：用以保證系統(tǒng)集成的實現(xiàn)（符合“接口規(guī)則”）和驗證系統(tǒng)的性能及質(zhì)量。產(chǎn)品系統(tǒng)總體設(shè)計模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體系統(tǒng)接口設(shè)計●接口（Interface）與接口系統(tǒng)▲接口：——系統(tǒng)各組成部分之間可傳遞功能的共享界面?！镔|(zhì)、能量、信息通過接口進行傳遞；模塊通過接口組成系統(tǒng)?！涌谙到y(tǒng)：系統(tǒng)中能有效地實現(xiàn)模塊間功能傳遞所必須的一套獨立于模塊功能的接口要素。模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體●接口的方式和接口功能▲接口的方式：見下圖?！苯邮浇涌冢焊髂K本身帶有的接口，能直接連接并傳遞功能。——間接式接口：兩個模塊間通過接口模塊進行連接。這種接口模塊可對信息或參數(shù)進行處理，使相連的模塊能夠匹配，它往往是一個功能部件、甚至是一種設(shè)備。具有承前啟后的作用。系統(tǒng)接口設(shè)計模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體▲接口方式圖：上圖為直接式接口下圖為間接式接口系統(tǒng)接口設(shè)計模塊A接口A模塊A接口A模塊B接口B模塊B接口B接口模塊接口接口模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體

▲接口的功能：物質(zhì)、能量、信息的輸入/輸出功能；轉(zhuǎn)換、調(diào)整功能。接口的轉(zhuǎn)換、調(diào)整功能可分為四種。——零接口：不進行轉(zhuǎn)換、調(diào)整，照原樣把濕熱連接到輸出。如連軸器、電纜、插頭插座等。——被動接口：只用接受部分進行轉(zhuǎn)換、調(diào)整。如減速器、變壓器、可變電阻器等。輸入端往往是公用或標準接口?！軇咏涌冢汉心軇硬糠值慕涌?。例如，電磁離合器，繼電器，放大器，光耦合器，A/D/D/A變換器等。

系統(tǒng)接口設(shè)計模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體——智能接口：能適應(yīng)變化情況改變接口條件。如可變程序控制器。▲機電產(chǎn)品接口接口類型——機械接口：機械各零部件間的連接界面，通過接口實現(xiàn)靜態(tài)結(jié)合或動態(tài)結(jié)合（傳遞力、運動）。接口結(jié)構(gòu)包括接口形式和接口尺寸及精度，除滿足功能外，主要應(yīng)具有互換和兼容性。機械接口還包括流體動力與機械本體的接口，如泵、控制閥。系統(tǒng)接口設(shè)計模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體

——電氣接口：傳遞各種電氣信息的界面，其功能除傳遞信息外，還要求被連的兩個電路阻抗匹配。對于模塊間無兼容性的接口，則需采用具有接收、處理和發(fā)送功能的接口電路（板）或接口設(shè)備。如A/D、D/A轉(zhuǎn)換，電路與電源間的變壓、整流、逆變、變頻等?！獧C電接口：是間接型接口，可以認為其間有機械量與電量轉(zhuǎn)換的變換器，在機電接口中有能量轉(zhuǎn)換和傳輸?shù)男蕟栴}、阻抗匹配問題、信息的傳輸和變換問題等。——其他物理量與電量的接口：各物理量需轉(zhuǎn)換成電量才能為信息處理系統(tǒng)所接受。例如，將電量轉(zhuǎn)換成電磁波發(fā)射的天線系統(tǒng)；光電轉(zhuǎn)換；聲電轉(zhuǎn)換；各類傳感器都是一種接口元件，與相應(yīng)A/D轉(zhuǎn)換器結(jié)合，則構(gòu)成將物理量變換為電量的接口設(shè)備?！浖绦蚪涌谙到y(tǒng)接口設(shè)計模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體系統(tǒng)接口設(shè)計▲微機系統(tǒng)各類接口框圖模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體▲系統(tǒng)（產(chǎn)品）的外部接口和內(nèi)部接口

——產(chǎn)品與外部其他硬件的接口：例如，計算機與打印機、掃描儀等外設(shè)的接口；成套設(shè)備間的接口；設(shè)備與機房設(shè)施的接口；設(shè)備的安裝接口等?！a(chǎn)品的內(nèi)部接口：指產(chǎn)品內(nèi)模塊間的接口。就模塊而言，模塊內(nèi)各功能要素之間也存在著接口，則模塊間的接口是模塊的外部接口；當模塊集成為大模塊時，則原模塊的外部接口就轉(zhuǎn)變?yōu)榧赡K的內(nèi)部接口。

系統(tǒng)接口設(shè)計模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體●人－機－環(huán)境接口：人在特定環(huán)境中使用產(chǎn)品，由此構(gòu)成人－機－環(huán)境系統(tǒng)。為使人、機、環(huán)境這三個環(huán)節(jié)匹配，應(yīng)妥善解決三者間的接口問題。▲人－機接口：包括人機間的操作和維修界面；人機間的對話（通信）界面。應(yīng)使其符合人的心理及生理特點，以利于提高操作和信息傳遞的效率及準確性。需進行人機工程設(shè)計?！鴻C－環(huán)境接口：需對產(chǎn)品進行環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計。▲人－環(huán)境接口：需按人機工程原則進行人的工作環(huán)境設(shè)計。

▲人－人接口：需進行合理的管理體系和企業(yè)文化設(shè)計。系統(tǒng)接口設(shè)計模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體●接口系統(tǒng)及其標準化▲把接口作為一個系統(tǒng)進行研究和開發(fā)：——接口是模塊的邊界及結(jié)合部，若僅將其作為某一技術(shù)領(lǐng)域或產(chǎn)品的附屬部分，往往會被忽視，或邊界不清而互相等待或推托，或因缺乏有效協(xié)調(diào)而各行其是，使接口系統(tǒng)成為一個薄弱環(huán)節(jié)。——接口結(jié)構(gòu)的水平和質(zhì)量將制約系統(tǒng)的功能和水平，宜于將其列為專題進行研究和開發(fā)?！鴳?yīng)盡可能采用通用接口。

系統(tǒng)接口設(shè)計模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體▲及時將重要的接口要素上升為規(guī)范?！裣到y(tǒng)接口與產(chǎn)品的總體設(shè)計▲工程技術(shù)的總體設(shè)計可歸納為：系統(tǒng)功能設(shè)計；系統(tǒng)接口設(shè)計?！到y(tǒng)功能設(shè)計：系統(tǒng)功能配置，總體架構(gòu)。——系統(tǒng)接口設(shè)計：把模塊組成系統(tǒng)時的接口要素和結(jié)構(gòu)?！傮w設(shè)計設(shè)計原則上是以協(xié)調(diào)模塊間的外部接口為主；如某模塊內(nèi)部接口有可能影響系統(tǒng)性能時，則也應(yīng)列入總體設(shè)計范圍。系統(tǒng)接口設(shè)計模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體產(chǎn)品系統(tǒng)環(huán)境條件分析●環(huán)境條件對產(chǎn)品可靠性的影響▲影響產(chǎn)品可靠性的因素可歸結(jié)為兩類：——產(chǎn)品本身有出故障的內(nèi)因：設(shè)計、制造元器件等的質(zhì)量?！a(chǎn)品在外因作用下出現(xiàn)故障：主要指使用、貯存和運輸過程中環(huán)境條件的影響?！h(huán)境條件：是指產(chǎn)品所經(jīng)受的周圍的物理、化學和生物條件。這些條件是由單一環(huán)境參數(shù)及其嚴酷程度組合成的。這些環(huán)境條件通常包括自然環(huán)境條件和誘發(fā)環(huán)境條件。

模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體▲產(chǎn)品的性能和可靠性都是針對一定的環(huán)境條件而言的，環(huán)境條件越嚴酷，對產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量要求就越高?！h(huán)境對產(chǎn)品的基本影響有：腐蝕、開裂、脆化、潮氣的吸附或吸收、氧化等?？蓪е虏牧系奈锢砗突瘜W性質(zhì)的變化?！鴨我画h(huán)境對產(chǎn)品的主要影響和引起的典型故障見GB2421●環(huán)境條件的標準化▲環(huán)境條件對機電產(chǎn)品的影響，是在付出了沉重代價后才被人們所認識。為使環(huán)境條件和試驗方法統(tǒng)一和規(guī)范化，IEC制定并頒發(fā)了一整套完整、嚴謹而科學的標準系列。產(chǎn)品系統(tǒng)環(huán)境條件分析模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體▲環(huán)境條件分類標準：IEC60721系列標準(IEC/TC75,1973)——IEC721－1（＝GB4796）《環(huán)境條件分類及其嚴酷度分級》。——IEC721－2（＝GB4797）《自然環(huán)境條件》，共6項，包括：溫度和濕度；海拔與氣壓、水深與水壓；生物；太陽輻射與溫度；降水和風；塵、沙、鹽霧?！狪EC721－3（＝GB4798）《應(yīng)用環(huán)境條件》，共9項，包括：貯存；運輸；有氣候防護場所固定使用；無氣候防護場所固定使用；地面車輛使用；船用；攜帶和非固定使用；產(chǎn)品內(nèi)部的微氣候；導言。

產(chǎn)品系統(tǒng)環(huán)境條件分析模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體——IEC721－4《IEC721－3對IEC68－2的相互關(guān)系和轉(zhuǎn)換指南》，共8項，與IEC721－3對應(yīng)。

▲環(huán)境試驗標準：GB/T2423、GB/T2423系列（共62項）（IEC60068－2系列）(IEC/TC50,1961)，《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗》?！癍h(huán)境參數(shù)分類及其等級（以GB4798.3為例）▲氣候條件：氣候條件分為13個等級；環(huán)境參數(shù)共有16種?！厥鈿夂驐l件：包括熱輻射（三個等級）；周圍空氣運動（三個等級）；除雨以外的其它水源條件（四個等級：滴水；淋水；濺水；噴水）。產(chǎn)品系統(tǒng)環(huán)境條件分析模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體▲機械條件：分為8個等級?！曳€(wěn)態(tài)振動：用加速度、位移和頻率三個參數(shù)表達?！欠€(wěn)態(tài)振動（包括沖擊）：用沖擊響應(yīng)譜和峰值加速度表達?！飾l件：定性規(guī)定。——植物：無或有霉菌、真菌等。——動物：無或有嚙齒動物和其它危害產(chǎn)品的動物。▲化學活性物質(zhì)條件：除了鹽（無或有鹽霧）不屬于氣體外，主要環(huán)境參數(shù)為8種化學氣體。共分為4個等級。

產(chǎn)品系統(tǒng)環(huán)境條件分析模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體▲機械活性物質(zhì)條件：包括沙、塵（漂?。m（沉積）三類，共分為4個等級?！駪敉鈿夂蝾愋秃蛻敉鈿夂蚪M（GB4797.1）▲統(tǒng)計的戶外氣候類型：為使產(chǎn)品能夠在某一地理區(qū)域內(nèi)使用，必須按該地的氣候圖設(shè)計產(chǎn)品。——我國（GB4797.1）戶外氣候分為六類：寒冷、寒溫（又分為Ⅰ、Ⅱ型）、暖溫、干熱、亞濕熱、濕熱?！狪EC721－2－1的戶外氣候分為九類：極端寒冷、寒冷、寒溫、暖溫、干熱、中等干熱、極干熱、濕熱、（恒定）濕熱。

產(chǎn)品系統(tǒng)環(huán)境條件分析模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體▲統(tǒng)計的戶外氣候組：為使一種產(chǎn)品能在不同氣候類型地理區(qū)域內(nèi)使用，可以將統(tǒng)計的戶外氣候適當?shù)貧w并為幾個組?！覈譃槿齻€氣候組：有限組，一般組，通用組?！狪EC分為四個氣候組：有限組，一般組，通用組，世界性組。——歸并為氣候組的目的是為了使產(chǎn)品能在更大范圍內(nèi)通用而限制溫度和濕度的分級?！獙?yīng)用范圍廣的產(chǎn)品，如按氣候組分別設(shè)計成3～4種（防護措施程度不同），針對不同用戶供貨，有助于降低成本。產(chǎn)品系統(tǒng)環(huán)境條件分析模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體●有氣候防護場所固定使用（GB4798.3）的場所分類和選用。（在附錄A中有詳細說明）

▲完全氣候防護場所（封閉場所）：該場所有防護設(shè)施，能夠防止全部氣候的直接影響。3K1、3K2屬全空調(diào)場所。▲部分氣候防護場所（遮蔽場所）：該場所有防護設(shè)施，能夠防止部分氣候的直接影響?！姓{(diào)溫措施、但無調(diào)濕設(shè)施的封閉場所：如無人值守機房，選用3K3、3K4、3K5、3K5L?！獰o溫、濕度控制的封閉場所：選用3K6、3K6L。

產(chǎn)品系統(tǒng)環(huán)境條件分析模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體——無溫、濕度控制，建筑物非密閉、可與戶外直接相通的場所：會直接受到戶外氣候的影響，可據(jù)當?shù)貙嶋H氣候情況選用。3K7、3K8類只存在于我國的特定地區(qū)。●化學活性物質(zhì)條件的使用場所及等級選用▲3C1：應(yīng)用于較少的工業(yè)活性物質(zhì)和中等交通的鄉(xiāng)村和城市地區(qū)?！?C2：應(yīng)用于一般程度污染，工業(yè)活性物質(zhì)分布于整個地區(qū)活交通繁忙的城鎮(zhèn)?！?C3：用于靠近有工業(yè)生產(chǎn)的化學污染的場所。▲3C4：應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)內(nèi)部，可能出現(xiàn)高濃度的化學污染物質(zhì)場所。產(chǎn)品系統(tǒng)環(huán)境條件分析模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體●產(chǎn)品內(nèi)部的微氣候（GB/T4798.9）▲微氣候：產(chǎn)品內(nèi)部安裝元件（基礎(chǔ)件、組件和內(nèi)裝設(shè)備）處的氣候條件。僅考慮高氣溫和低相對濕度?！a(chǎn)品內(nèi)部的元件會受到外部加熱或自身發(fā)熱的影響?！a(chǎn)品微氣候等級由三部分表示：產(chǎn)品（外部）氣候等級（GB4798.3或GB4798.4），產(chǎn)品（內(nèi)部）的高空氣溫度和限定的空氣相對濕度。（后者由本標準規(guī)定）?！駪?yīng)用環(huán)境條件（GB4798）標準的使用導則▲環(huán)境對產(chǎn)品的影響基本上有以下兩種方式：

產(chǎn)品系統(tǒng)環(huán)境條件分析模塊化設(shè)計系列培訓資料-(二)面向系統(tǒng)總體——受短期極端環(huán)境條件的作用，使產(chǎn)品不能正常工作或損壞?！荛L期非極端應(yīng)力的作用，使產(chǎn)品緩慢地劣化，最后使產(chǎn)品不能工作或損壞?！h(huán)境參數(shù)的等級可作選擇設(shè)計和試驗等級的基礎(chǔ)，但不應(yīng)要求產(chǎn)品在分級界限值內(nèi)的故障為零。取其較高或較低的嚴酷等級，取決于產(chǎn)品允許發(fā)生故障的概率。