CHƯƠNG 2 : LÝ THUYẾT THIẾT KẾ THEO TIÊN ĐỀ VÀ TAGUCHI
2.3.2 Ánh xạ, phân rã, dích dắc và phân cấp
Trong môi trường thiết kế, thiết kế ý tưởng ở cấp độ cao nhất đã cung cấp đủ thông tin thiết kế ở cấp độ ý tưởng mà người ta biết rằng sẽ có một thiết kế thành cơng khi được triển khai đầy đủ. Tuy nhiên, để hoàn thành một quá trình thiết kế, các thiết kế chi tiết cho các bộ phận cũng như các tham số thiết kế của sản phẩm được phát triển qua việc phân rã các FR và DP cấp cao nhất. Quá trình phân rã này phải tiến hành từng lớp một cho đến khi thiết kế đạt đến giai đoạn cuối cùng, tạo ra một thiết kế được thực hiện. Thông qua quá trình phân tách này, người ta thiết lập các cấu trúc phân cấp của FR, DP và PV, là một đại diện của kiến trúc thiết kế [41].
Trong đó, để phân rã các vectơ đặc trưng FR và DP, chúng ta phải dích dắc các miền qua lại với nhau. Đây là công việc khởi đầu từ miền "cái gì" và cho đến miền "như thế nào". Điều này được thể hiện trong Hình 2.1. Từ một FR ban đầu trong miền chức năng, chúng ta đi đến miền vật lý để lên ý tưởng thiết kế và xác định DP tương ứng của nó. Sau đó, chúng ta quay lại miền chức năng để tạo FR, FR ở cấp độ tiếp theo thỏa mãn chung FR cấp độ cao nhất. Sau đó, chúng ta đi đến miền vật lý để tìm DP thứ cấp, bằng cách khái niệm hóa một thiết kế ở mức này, thỏa mãn FR tương ứng. Quá trình phân rã này được tiếp diễn cho đến khi FR có thể được thỏa mãn mà không bị phân rã thêm khi tất cả các nhánh đạt đến trạng thái cuối cùng [42]. Trạng
thái cuối cùng được biểu thị bằng các khung in đậm trong Hình 2.1.
Hình 2.1: Giản đồ ánh xạ phân cấp FR – DP [26]
Khi Tiên đề Độc lập bị vi phạm bởi các quyết định thiết kế được đưa ra, chúng ta sẽ lùi lại và thiết kế lại thay vì tiếp tục với một thiết kế sai sót.
Ở mỗi giai đoạn phân rã, để chắc chắn rằng chúng ta đã cho ra quyết định thiết kế đúng đắn, chúng ta phải viết ra phương trình thiết kế: {FRs} = [A] {DPs} ở mỗi cấp độ phân rã. Ví dụ, trong trường hợp hiển thị trong Hình 2.1, sau khi FR và DP được phân tách thành FR1, FR2, DP1 và DP2, chúng ta phải viết ra phương trình thiết kế để chỉ ra ý định thiết kế của chúng ta ở cấp độ này. Ở cấp độ cao này của quá trình thiết kế, người ta chỉ có thể nêu ý định thiết kế của mình, vì chúng ta chưa phát triển các thiết kế chi tiết ở cấp độ thấp hơn. Chúng ta biết rằng thiết kế phải được kết hợp hoặc tách rời và do đó, thiết kế dự kiến phải có ma trận đường chéo hoặc tam giác. Giả sử rằng nhà thiết kế muốn có một thiết kế tách rời được biểu diễn bằng phương trình thiết kế [26]. FR1 FR2 = 𝑋 0 𝑋 𝑋 DP1 DP2 (8)
Bởi vì các chi tiết thiết kế chưa được biết ở giai đoạn này của quá trình thiết kế, ma trận tam giác thể hiện ý định thiết kế. Tất cả các quyết định thiết kế cấp thấp hơn tiếp theo phải phù hợp với quyết định thiết kế cấp cao này. Có thể kiểm tra tính nhất qn của tất cả các quyết định thiết kế cấp thấp hơn bằng cách xây dựng ma trận thiết kế đầy đủ.
Thơng qua q trình phân rã thiết kế, nhà thiết kế đang chuyển đổi ý định thiết kế thành các chi tiết thiết kế có thể thực hiện được. Ở cấp độ cao nhất của quá trình thiết kế, nhà thiết kế phát triển ý tưởng thiết kế dựa trên kiến thức sẵn có; nhà thiết kế phát triển ý định thiết kế. Để hoàn thành thiết kế chi tiết, các vectơ FR và DP phải được phân tách thành mức thấp nhất của FR và DP, tức là FR và DP ở mức lá. Trong suốt quá trình phân rã, nhà thiết kế đang chuyển đổi ý định thiết kế được thể hiện bởi các ma trận thiết kế cấp cao hơn thành các thiết kế chi tiết có thể thực hiện được bởi các ma trận thiết kế cấp thấp nhất. Ở mỗi cấp độ phân rã, các quyết định thiết kế được cho ra phải phù hợp với tất cả các quyết định thiết kế cấp cao hơn đã được đưa ra. Nghĩa là, nếu ma trận thiết kế cấp cao nhất là ma trận đường chéo, thì tất cả các quyết định cấp thấp hơn không được đưa ra một cách cố ý hay vơ tình - các phần tử nằm ngoài đường chéo của ma trận thiết kế cấp cao nhất khác. Để kiểm tra tính trung thực và nhất quán của các quyết định thiết kế, ma trận thiết kế đầy đủ phải được xây dựng qua việc kết hợp mọi ma trận thiết kế cấp thấp hơn thành một ma trận tổng thể duy nhất.
Tình trạng hiện tại của thực hành thiết kế liên quan đến quá trình phân rã là trong một số tổ chức lớn, tồn tại một "bộ phận phụ trách đặc điểm kỹ thuật có vai trị tạo FR ở tất cả các cấp. Chức năng chính của bộ phận là phát triển các yêu cầu chức năng hoặc thông số kỹ thuật cho sản phẩm của họ. Các bộ phận này thường được tổ chức để họ phải tạo FR ở tất cả các cấp mà khơng cần dích dắc, tức là, bằng cách chỉ ở lại miền chức năng hoặc vật lý. Lúc này, các bộ phận đó khơng thể thực hiện đúng cơng việc của chúng, vì FR khơng thể bị phân rã bằng cách ở lại một miền, tức là khơng có dích dắc. Do đó, khi các nhà thiết kế / kỹ sư buộc phải làm việc trong một tổ chức như vậy, họ thường phát triển các FR hoặc thông số kỹ thuật bằng cách nghĩ đến một thiết kế đã có, dẫn đến việc xác định lại những gì đã tồn tại.
Để phân rã các FR và DP, người thiết kế phải dích dắc. Ví dụ, giả sử người thiết kế muốn thiết kế một chiếc xe đáp ứng bốn FR sau: đi tới, đi lùi, dừng và rẽ. Chúng ta không thể phân rã các FR này trừ khi chúng tơi lần đầu tiên khái niệm hóa
FR bị phân rã ở cấp độ tiếp theo sẽ hoàn tồn khác so với những gì đã có nếu chúng ta chọn tuabin khí làm DP [26].