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从系统角度理解设计工程师 [复制链接]

 

    感谢此次EEWORLD组织的电源学习活动,跟着大牛重温大学的电源理论,收获满满,同时感觉自己还有很多需要继续学习。

 

    各位同学,电源行业从业有一段时间。在电源项目开展过程中,我们会跟甲方、同行、供应商、代工厂、测试者、认证机构、市场等打交道。每当初次聊天,很多人会问电源工程师下列问题:

(1) 是高压电源,还是低压电电源

(2) 是射频电源,还是高频电源,低频电源

(3) 是直流,还是交流

(4) 是大功率,还是小功率

(5) 是电流型,还是电压型

(6) 哪个行业领域,动力行业、逆变器、等等

(7) 普通电源,特种电源

(8) 等等

    

    由此可见,电源(现在主要为开关电源)虽然作为电力电子的一个分支,但是外延扩展很广。正是由于维度广,所以电源工程师往往专精某一领域或某个电源架构。电源工程师自己怎么看待电源呢?我们正式开始谈谈这次的主题:怎么从系统角度看待电源行业发展。这里,我们首先认识一下产品生命周期的概念。

图片1.png

    产品生命周期的定义可以参考 ISO/IEC 152888:2015,,国际IEEE组织将系统生命周期分为四个过程:

1) agreement progress

    这个过程的参与者为生产者和系统用户。其中一个参与者(发单者/提要求的)给另一个参与者(收单者/供应者)产品和服务分派任务。双方通过达成协议互相约束。2) organizational project-enabling progress

    这个过程提供资源以用于满足需求预期。这个过程的参与者一般为市场商业部门。

3) technical management progress

    项目管理过程用于制定和发展项目计划,根据计划评估实际成果和进度,并通过实现控制项目的执行。这个过程的参与一般为项目经理。

4) technical progress

    技术过程用于定义对系统的需求,并将该需求转化为有效的产品,在必要时允许产品的一致复制,利用产品提供所需的服务,维持这些服务的提供,以及当产品退出服务时,处理那个产品。

 

    电源工程师一般参与技术过程。也是我们本次重点谈论的内容。

(1) 需求定义过程

    这个过程定义了一个系统的需求,该系统可以在一个定义的环境中为用户和其他涉众提供服务。这是通过开发一个模型来实现的,该模型通常是文本的,集中于系统目的和行为,并在操作环境和条件的上下文中进行描述。需求确定了整个系统生命周期中与系统相关的各方,并表达了他们的需求、愿望、期望以及他们和操作环境施加的约束。

(2) 需求分析过程

    这个过程将对所需系统服务的需求驱动视图转换为能够提供这些服务的所需系统产品的技术视图。由此产生的系统需求从开发人员的角度指定了系统需要做什么以满足干系人的需求。目标是构建未来系统产品的表示,以满足干系人的需求,并且尽可能避免实现问题。系统需求是验证所提供系统是否符合设计师预期解决方案的测试的基础。

(3) 架构设计过程

    这个过程综合了满足系统需求的解决方案。架构设计涉及在与系统的技术和商业需求及风险一致的分辨率级别上识别和探索一个或多个实现策略。从这一点出发,设计解决方案是根据一整套技术上和商业上可行的组件的要求来定义的,系统是从这些组件来配置的。架构设计也是规划和设计装配和测试策略的基础,该策略将在集成步骤中检测和诊断故障。

(4) 实施流程

    此流程实施收单机构系统中所需的组件。这可以通过设计、制造和测试一个新组件、根据现有设计制造和测试一个新组件、或者调整和测试一个现有组件来实现。实施过程通过根据选定的实施技术执行详细设计,继续在系统/子系统级别进行设计。根据所选择的实现技术来制造和/或组装组件。根据系统要求和可能的采购协议中规定的部件特性得出的标准,对制造或改装部件进行测试。

(5) 集成过程

    将已验证的组件组装起来,以创建系统需求中指定的系统产品。

(6) 验证过程

    通过对系统产品的评估,验证表明其行为和特性符合其规定的设计要求。验证提供所需的信息,以便采取补救措施,纠正已实现系统或对其起作用的过程中的故障。

(7) 过渡过程

    过渡过程根据商定的时间表在其操作位置安装验证系统,以及协议中定义的使用阶段启用系统(例如,操作系统、支持系统、操作员培训系统、用户培训系统),以建立提供涉众所需的系统服务的能力。

(8) 验证过程

    进行验证过程的目的是提供客观证据,证明系统在使用时提供的服务符合利益相关者的需求,并在获取系统的协议中包含的需求文件中进行了定义。如果发现差异,则记录这些差异并指导纠正措施。由于验证是对需求的比较评估,它还可以确认利益相关者,特别是用户的需求得到了正确的识别和请求;再次,差异导致了纠正措施。

(9) 操作和维护过程

    操作和维护过程使操作和维护活动的人员配置和培训、操作系统、维护系统、监视系统和操作员系统性能、记录问题以供分析。

(10)  处置流程处置流程

    用于停用系统并将其从运行服务中移除,将其交付到最终状态,并将环境恢复到其原始状态。

 

到此为止,我们基本建立了系统的生命周期的概念。

 

我们此次项目将在这个背景下开始下面的内容。这里我们按照产品周期概念来开发一款基于电池双向DC-DC变换器。我们的项目该怎么开展。结合生命周期概念,我们将这款产品设计分为下列阶段:

(1)按照前期调研

(2)需求整理

(3)拓扑选择与仿真

(4)方案设计

(5)元件选型

(6)原理图

(7)印制板电路

(8)焊接与组装

(9)调试与测试

(10)项目总结

 

我们从下周开始整理需求,并对拓扑有初步探讨。  

 

本期思考题,请跟帖回复:

大家项目刚刚拿到手,首先第一步是做什么?怎么保证每一步走得稳?项目开发过程中有没有回过头?

 

此帖出自电源技术论坛

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一粒金砂(高级)

项目到手第一步是明确需求!明确需求!明确需求!为了保障项目后期的所有行动都是有效的,一定要在项目开始明确需求,确保需求收敛以便开始方案设计。


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一粒金砂(中级)

第一步做好需求调研,真的太重要了,需求不明确导致后期硬件重改真的是太难受。前期做好需求调研后,要有一个详细的项目进度安排,做好项目方案安排,必要时也可以安排备用方案。

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准备备用方案这点提的真好!确实,我们不能保证在过程中一定会顺利,所以有个B方案真的是很有必要的事情  详情 回复 发表于 2021-4-9 17:36

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想飞就飞 发表于 2021-4-9 16:58 第一步做好需求调研,真的太重要了,需求不明确导致后期硬件重改真的是太难受。前期做好需求调研后,要有一 ...

准备备用方案这点提的真好!确实,我们不能保证在过程中一定会顺利,所以有个B方案真的是很有必要的事情

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EEWorld测评频道众多好板等你来玩,还可以来频道许愿树许愿说说你想要玩的板子,我们都在努力为大家实现!


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一粒金砂(中级)

项目到手需要分两种情况:

1.第一种是业务从客户那里拿到了项目需求,这种情况下是我们要进行评估,客户需求是否合理,成本是否可以接受,根据这两点来做需求参数的确认。

2.第二种情况是从公司高层那里接到项目需求,就是经过评审后的需求参数,这样就必须完全接受,各项参数要求;

征对上述情况接下来是,从公司现有的各种型号进行对比,若相近的则可直接从现在型号进行参数设变。若没有则重新选方案开发。为了保证每步走得稳,最好是咨询方案商,有市场上量产过许多的方案。项目开发过程流程本人觉得有重新回头进行开发的,但那是在开发过程无法完成的情况下。或者客户需求变更情况下。


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一粒金砂(中级)

首先做好的就是需求和其按照目前的技术是否能够实现


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一粒金砂(中级)

第一步是分析清楚需求是什么内容,毕竟整个项目说到底是以需求为驱动的。

有了明确的需求,或者叫做目标,才能安排接下来的计划展开。以电源产品而言,输功率多少,输出效率多少,损耗要求是多少,要达到什么安规标准,是否对成本敏感,应用于什么场合;机械层面,包装是开模还是购买现成,尺寸大小有什么要求,开孔卡位是怎样;开发周期多长,需要多少人员的参与,这些都决定了项目日后的安排和走向;

时间充裕,可先从仿真理论入手研究方案的可行性;时间紧迫时,能够借鉴就尽量借鉴,尤其是出货量大且稳健的产品;日常也需要有足够的积累,这样才能应付不时之需。开发周期最好分阶段设定目标,完成小目标需要及时检查与反馈;

开发过程的回头路,除非一开始计划好 PLANA 和PLANB,两线并行,否则在时间紧迫的情况下何来的回头路可走?在项目里能做的就是尽量稳步稳扎稳打,有时会埋怨规范的条条框框,但其实正是这些经由多年摸爬滚打得出的条条框框保证了项目得以正常完成。

个人签名君应有语,渺万里层云,千山暮雪,知向谁边?

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一粒金砂(高级)

主要是客户需求,不过接触到的是上层给的需求,另一个是时间节点。有了时间节点,时间充裕会安排是否多考虑创新和成本节约方面,否则第一步考虑的是最安全可靠的按点完成。


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项目到手就开始定方案了,选择方案


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一粒金砂(高级)

第一步分析项目需求,开始做项目前要集思广益,尽量做好充分的准备,这样才有可能保证每一步都走得稳,有回头过,开始是做好比较充分的准备就好了,


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这个特殊时间,还要先确定要用的方案,有没有芯片


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拿到项目先明确需求,再确定方案,考虑是否需要为拓展预留设计余量

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留余这个真的很有必要。  详情 回复 发表于 2021-4-16 17:11

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一粒金砂(初级)

第一步必然是收集需求,包括客户的以及内部的需求


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一粒金砂(高级)

需求分析及量化。


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一粒金砂(中级)

第一步应该是需求分析

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纯净的硅(初级)

如果是乙方,第一步需要分析产品需求

如果是甲方,第一步是分析市场需求


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sylar^z 发表于 2021-4-14 12:56 拿到项目先明确需求,再确定方案,考虑是否需要为拓展预留设计余量

留余这个真的很有必要。


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一粒金砂(初级)

第一步 明确需求。做调研。技术难度,确保项目平稳,从现有型号中寻找匹配项,木有回过头


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三思而行,再思可以,第一步当然是构思

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一粒金砂(中级)

项目刚刚拿到手,首先要知道我们到底要做什么,实现什么功能,然后开始找方案和讨论,接着是功能的实现和动手调试,最后是出成品。


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