1
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ
KỸ THUẬT HỆ THỐNG
CHƯƠNG 3:
THIẾT KẾ SƠ KHỞI
Bộ môn: Điều Khiển Tự Động
2
Kỹ thuật hệ thống - Chương 3: Thiết Kế Sơ Khởi
3.1 KHÁI NIỆM
Thiết kế sơ khởi, bước tiếp theo sau thiết kế ý
niệm, sử dụng và chuyển đổi kết quả của giai
đoạn trước thành các yêu cầu thiết kế định lượng
và định tính.
Thiết kế sơ khởi gồm các bước:
Phân tích chức năng của hệ thống
Phân bổ các yêu cầu hệ thống
Phân tích trade - off và tối ưu
Tổng hợp và xác định hệ thống
Xem xét thiết kế sơ khởi.
3
Kỹ thuật hệ thống - Chương 3: Thiết Kế Sơ Khởi
3.2 PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG
Phân tích chức năng (PTCN) là bước quan trọng nhất của giai đoạn thiết kế sơ khởi.
PTCN là phương pháp dùng để xác định và mô tả tất cá các chức năng của hệ thống, nghĩa là tất
cả các hoạt động mà hệ thống phải thực hiện để hoàn thành nhiệm vụ của hệ thống.
Mục đích của phân tích hệ thống:
Xác đinh hay cập nhật các yêu cầu về chức năng
Bảo đảm các chức năng được phân chia một cách thích hợp
Cho phép theo dõi mối liên hệ giữa các chức năng
Xác định các giao diện giữa các chức năng
MỤC ĐÍCH VÀ LỢI ÍCH
4
Kỹ thuật hệ thống - Chương 3: Thiết Kế Sơ Khởi
3.2 PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG
Việc áp dụng phân tích hệ thống trong thiết kế có những lợi ích như sau:
Tất cả các phương diện thiết kế, vận hành và hỗ trợ hệ thống đều được xem xét, kể cả
thiết kế, sản xuất, thử nghiệm, triển khai, vận chuyển, huấn luyện, vận hành và bảo trì.
Tất cả các thành phần của hệ thống (thiết bị chính, thiết bị thử nghiệm và hỗ trợ, trang bị,
nhân sự, dữ liệu...) không bị bỏ sót trong thiết kế.
Xác định mối liên hệ giữa yêu cầu (yêu cầu hệ thống) và nguồn lực (các thành phần hệ
thống có chức năng) để thỏa mãn yêu cầu đó.
Quy trình PTCN là quy trình chuyển đổi các yêu câu hỗ trợ và vận hành hệ thống (được xác
định trong thiết kế sơ khởi) thành các yêu cầu thiết kế cụ thể (định lượng và định tính). Đây là
một quy trình lặp, nghĩa là nó được người kỹ sư hệ thống thực hiện nhiều lần cho tới khi đạt kết
quả mong muốn.
Tại giai đoạn này PTCN chưa xem xét bất kỳ giải pháp kỹ thuật cụ thể nào cho các chức năng
được xác định. PTCN chỉ xem xét hệ thống trong khía cạnh chức năng (vấn để phải giải quyết)
không chú trọng khía cạnh công nghệ (giải pháp khả thi để thực hiện hệ thống). Chỉ như vậy các
công nghệ sẽ không bị loại bỏ, có thể tránh trùng lặp.
MỤC ĐÍCH VÀ LỢI ÍCH
5
Kỹ thuật hệ thống - Chương 3: Thiết Kế Sơ Khởi
3.2 PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG
Các bước chính trong PTCN:
Xác định hệ thống: xác định các yêu cầu hệ thống, môi trường làm việc, các ràng buộc
giới hạn. Bước này đã thực hiện ngay từ giai đoạn thiết kế ý niệm.
Xác định mức chi tiết: mức độ chi tiết mà phân tích chức năng thực hiện phụ thuộc vào
yêu cầu của dự án, khả năng nguồn lực.
Xác định các chức năng hệ thống.
Mô tả hệ thống bằng cây chức năng (funcfional tree), ma trận chức năng (functional
matrix), biểu đồ chức năng (functional block diagram).
PHƯƠNG PHÁP
PTCN phải được thực hiện một cách tuần tự. Tại cấp đầu tiên trong hệ thống, các chức năng
được rút ra từ mục tiêu, nhiệm vụ của hệ thống (system mission). Giải pháp để thực hiện các
chức năng trên sẽ yêu cầu xác định các chức năng mới tại cấp thấp hơn. Các chức năng tới lượt
mình lại yêu cầu các chức năng mới tại cấp thấp hơn. Như vậy PTCN sẽ được thực hiện một
cách có hệ thống (systematic). Các chức năng không thể được chuyển từ một hệ thống con này
sang hệ thống con khác có cùng cấp, mà phải được nhận từ một hệ thống cấp cao hơn và chia ra
cho các hệ thống cấp dưới.