如何进行系统设计

系统设计是日本著名质量专家田口玄一提出的新产品设计“第三设计”方法之一。他提出的设计方法影响了日本质量圈，产生了显著的效益。它和六西格玛设计相辅相成，形成一个体系。

系统设计指用专业技术设计产品系统(结构)的过程。根据产品规划所需的功能，设计了新产品的整体系统结构和功能。系统设计又称功能设计和初级设计。

1.设计是一个映射过程。

设计的目的是将客户的需求逐步转化为产品设计和工艺要求。客户的需求给出了功能需求和设计目标，设计参数到过程指标的转换就是一个过程映射。从客户需求到功能需求的转换称为需求映射。如下图所示:

2.设计原则

新产品的设计应遵循一定的设计原则，以达到新颖和先进的功能。共同原理天行健管理咨询公司总结了两个公理和七个定理，这是六西格玛设计教师应该考虑的原理和方法。

公理1:独立性公理——保持功能需求的独立性。

这是指设计出来的产品功能互不干扰，相对独立。避免设计参数的相互作用导致产品的不稳定，现在提倡模块化设计就是基于这个思路。

公理2:信息公理——信息量最小化。

这需要较少的设计输出。设计的输出越多，设计越复杂，稳定性和可靠性越差，出现缺陷的机会就越多。最小DPU设计，即要求越简单，结果越好。

从以上两个公理出发，推导出以下七个设计定理。这些定理对于提高新产品设计的合理性，提高新产品设计的质量，从源头上控制质量具有重要的现实意义。

定理1:消除设计耦合。

定理2:最小化功能需求。

定理3:物理部件的集成意味着模块化。

定理4:标准化。

定理5:对称原理。

定理6:最大容量原理。

定理7:少信息无耦合设计。

3.功能转换

新产品的设计是实现系统功能的过程，产品功能的实现是转换产品系统输入输出的过程。主要表现为能量、物质和信息的转化。

(1)能量转换形式:

A.能量形式的变化，如电能转化为机械能。

B.能量数量的变化，如扭矩的增加。

C.能量和信息的联系，比如接通电源。

D.能量转移。

E.能量储存。

②材料的转换形式:

A.改变物质的形态，如液化和汽化。

改变材料的尺寸，如金属板的成型。

C.物质与能量有关，比如运动部件。

D.材料与信息有关，如关闭油路。

E.不同材料的相互关系，如材料的混合和分离。

F.材料提取与新矿产资源开发。

G.材料储存、物流和仓储。

③信息转换形式:

A.信息的变化，如机械信号转换成电信号。

B.更改信息量，如信号衰减。

C.信息和能量之间的联系，如信号放大。

信息和材料之间的联系，如材料的识别。

E.不同信息的联系，如目标值和实际值之间的比较。

F.信息交流，如信息传递。

G.信息存储，如数据库。

4.产品的功能开发

新产品的功能分为两部分:主要功能和附属功能。新产品设计的过程就是将功能从复杂的抽象层次发展到具体层次的过程。我们经常使用系统图工具来描述它们，如下图所示:

例如某SMS电话机的功能展开系统图如下：