产品系统设计（产品系统设计的定义）

大家好！今天让小编来大家介绍下关于产品系统设计的问题，以下是小编对此问题的归纳整理，让我们一起来看看吧。

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文章目录列表:

• 1、机电一体化系统的设计都有哪些内容方法？

• 2、产品设计的概念

• 3、概念架构是什么

• 4、如何进行系统的架构设计

一、机电一体化系统的设计都有哪些内容方法？

机电一体化系统的设计：

一、机电一体化系统开发的设计思想

机电一体化的优势，在于它吸收了各相关学科之长并加以综合运用而取得整体优化效果，因此在机电一体化系统开发的过程中，要特别强调技术融合，学科交叉的作用。机电一体化系统开发是一项多级别、多单元组成的系统工程。把系统的各单元有机的结合成系统后，各单元的功能不仅相互叠加，而且相互辅助、相互促进、相互提高，使整体的功能大于各单元功能的简单的和，即“整体大于部分的和”。当然，如果设计不当，由于各单元的差异性，在组成系统后会导致单元间的矛盾和摩擦，出现内耗，内耗过大，则可能出现整体小于部分之和的情况，从而失去了一体化的优势。因此，在开发的过程中，一方面要求设计机械系统时，应选择与控制系统的电气参数相匹配的机械系统参数；同时也要求设计控制系统时，应根据机械系统的固有结构参数来选择和确定电气参数。综合应用机械技术和微电子技术，使二者密切结合、相互协调、相互补充，充分体现机电一体化的优越性。

二、机电一体化系统设计方法

拟定机电一体化系统设计方案的方法有取代法、整体设计法和组合法。

1、取代法

这种方法是用电气控制取代原传统中机械控制机构。这种方法是改造传统机械产品和开发新型产品常用的方法。如用电气调速控制系统取代机械式变速机构，用可编程序控制器或微型计算机来取代机械凸轮控制机构、插销板、步进开关、继电器等，以弥补机械技术的不足，这种方法不但能大大简化机械结构，而且还可以提高系统的性能和质量。这种方法的缺点是跳不出原系统的框架，不利于开拓思路，尤其在开发全新的产品时更具有局限性。

2、整体设计法

这种方法主要用于全新产品和系统的开发。在设计时完全从系统的整体目标考虑各子系统的设计，所以接口简单，甚至可能互融一体。例如，某些激光打印机的激光扫描镜，其转轴就是电动机的转子轴，这是执行元件与运动机构结合的一个例子。在大规模集成电路和微机不断普及的今天，随着精密机械技术的发展，完全能够设计出将执行元件、运动机构、检测传感器、控制与机体等要素有机地融为一体的机电一体化新产品。

3、组合法

这种方法就是选用各种标准模块，像积木那样组合成各种机电一体化系统。例如，设计数控机床时可以从系统整体的角度选择工业系列产品，诸如数控单元、伺服驱动单元、位置传感检测单元、主轴调速单元以及各种机械标准件或单元等，然后进行接口设计，将各单元有机的结合起来融为一体。在开发机电一体化系统时，利用此方法可以缩短设计与研制周期、节约工装设备费用，有利于生产管理、使用和维修。

三、机电一体化系统设计的内容

在机电一体化系统(产品)中控制系统设计的主要内容可归结为：确定系统整体控制方案、确定控制算法、选择微型计算机、进行系统的硬件和软件设计，以及系统统调。

1、确定系统整体控制方案

(1)确定控制任务

在设计系统以前，必须对控制对象的工作过程进行深入的调查、分析和熟悉，并明确实际应用中的具体要求，按机械与电子功能划分方案确定系统所要完成的任务，然后用控制流程图或其他适当形式描述控制过程和任务，写成设计任务说明书，作为整个控制系统设计的依据。

(2)构思控制系统的整体方案

1)确定系统的控制结构形式是开环还是闭环控制。

2)采用闭环控制时应考虑检测传感器的选择和所要求精度级别，并考虑机构安装、使用环境等问题。

3)选择执行元件是电动、气动还是液压或其他，根据控制对象具体要求，比较方案的优缺点，择优而用。

4)明确微机在系统中的作用：是设定值计算、直接控制还是数据处理和应具备的功能，需要哪些输入／输出通道和配置哪些外围设备等。最后，画出系统组成的原理框图和附加说明，作为进一步设计的基础，并初步估算成本。

2、建立数学模型确定控制方法

建立系统的数学模型是个复杂过程，也是一个试探的过程，需要反复权衡。

1)根据已初步确定的控制系统的物理结构，采用合适的控制理论方法建立和组成各环节以及整个系统的数学模型表达形式。通过静、动特性计算，为计算机进行运算处理提供依据。

2)根据不同的控制对象和不同的控制性能指标要求，选择不同的控制算法。对过程控制设备的直接数字控制系统常用PID调节的控制算法；在位置数字随动系统中常用实现最少拍控制的控制算法；机床数字控制中常使用逐点比较法、数字积分法和数据采样法的控制算法。另外，还有多种最优控制的控制算法、随机控制和自适应控制的控制算法等供选择。

3)当控制系统较复杂时，控制算法也比较复杂，为设计、调试方便，可忽略小的非线性、小延时等因素的影响，将控制算法作某些合理的简化。利用计算机系统仿真技术，逐步将控制算法完善，直到获得最好的控制效果。

总之，控制算法的确定是一个反复修正与试验的渐进过程。

3、选择微型计算机

对于微机所承担的任务给定以后，完成同一任务的微机方案有多种。一般以既能完成给定任务(应包括处理确定的控制算法)、又能充分发挥选用微机的功能、再留有一定功能余量为原则来选择。

从控制生产机械或生产过程要求出发，微型机应满足以下要求：

(1)有较完善的中断系统

对于控制用计算机，实时控制功能是一大特点。它包含系统正常运行时的实时控制能力和发生故障时紧急处理的能力。这种处理和控制一般都采用中断控制方式，即CPU及时接收终端请求、暂停原来执行程序，转而执行相应的中断服务程序，待中断处理完毕，再返回继续执行原程序。

在选用与CPU相应的接口芯片时也应有中断工作方式，以保证控制系统能满足生产中提出的各种要求。对于比较复杂的控制，要考虑采用实时操作系统。

(2)足够的存储容量

由于微型机内存容量有限，当内存容量不足以存放程序和数据时，应扩充内存，或配备适当的外存储器(如硬磁盘等)。

(3)完备的输入／输出通道

输入输出通道是系统外部过程和微机交换信息的通道。根据实际需要有开关量输入／输出通道、模拟量输入／输出通道、数字量输入／输出通道和实现快速、批量交换信息的直接数据通道。通道的操作方式有串行、并行以及随机选择与按某种预订顺序进行工作等。

(4)微处理器芯片的选择

这一选择的实质就是确定能满足控制功能要求的微处理器的字长、速度和指令系统。这三者是相互依存的。一般选择：

1)对通常的顺序控制、程序控制可选用1位微处理器；

2)对计算量小、计算精度和速度要求不高的系统可选用4位微处理器，如计算器、家用电器控制及简易控制等；

3)对计算精度要求较高、处理速度较快的系统可选用8位微处理器，如经济型的线切割机床、普通机床的控制和温度控制等；

4)对要求计算精度高、处理速度快的系统统可选用16位或32位微处理器，甚至采用精简指令集运算的芯片RIRC或多CPU，如控制算法复杂的生产过程控制，要求高速运行的机床控制，特别是大量的数据处理等。

(5)系统总线的选择

微型计算机主要由若干块印制电路板(按功能模块设计、制造)构成。各块板之间的连接，当然是通过印制板的插座之间的连线来实现的。通常，为了给使用和维护带来方便，希望插座之间的连线具有通用性——一个系统中的各块印制板可插在任一插座上。同时，也是为了各厂家生产的电路板具有通用性、互换性，就要对插座及连线订个标准。这就是系统总线选择的由来。

目前支持微型计算机系统机构的总线有：STD Bus支持8位和16位字长；Multi Bus工型可支持16位字长，Ⅱ型可支持32位字长；S-100 Bus可支持16位字长；VERSA Bus可支持32位字长，以及VME bus可支持32位字长等。生产厂家为这类总线提供各种型号规格的OEM(初始设备制造)产品，包括主模块和从模块，由用户任意选配。

4、系统总体设计

系统设计主要是依据上述控制方案、设计所要求和选用的微机类型，对系统进行具体的设计。其设计可分为硬件的接口设计和软件设计两大类型。

在对系统总体设计时，一个最重要的问题是如何解决微机、被控对象和操作者这三者之间可靠地适时进行信息交换的通道和分时控制的时序安排。也就是综合考虑用硬件配置和软件措施解决系统运行的次序安排，以保证系统有条不紊地运行。

(1)接口设计

对于一种产品(或系统)，其各部件之间，各子系统之间往往需要传递动力、运动、命令或信息，这都是通过各种接口来实现的。机械本体各部件之间、执行元件与执行机构之间、检测传感元件与执行机构之间通常是机械接口；电子电路模块相互之间的信号传送接口、控制器与检测传感元件之问的转换接口、控制器与执行元件之间的转换接口通常是电气接口。

机电一体化产品的内外接口实际上就是一种进行物质、能量和信息交换的界面，它具有存储、转换和服务功能。按功能可以将接口划分为以下3种：

1)零接口。不需进行任何转换，把具有结合关系的两部分直接连接起来称为零接口，如连接管、电缆、接线柱和刚性联轴节等。

2)普通转换接口。在具有结合关系的两部分之间存在能量或信息的转换，但不含微处理器的接口为普通转换接口。如减速器、变压器、电磁离合器、放大器、光电耦合器、A／D转换器、D／A转换器等。

3)智能转换接口。它是一种含有微处理器的转换接口，具有可编程的特点，因而能够自动改变接口条件，如由微处理器编程的8255A，8279，PIO等。

目前，大部分硬件接口和软件接口都已标准化或正在逐步标准化。对于硬件接口，在设计时可以根据需要选择适当的接口，再配合接口编写相应的程序。

(2)操作控制台设计

微机控制系统必须便于人机联系，通常都要设计一个现场操作人员使用的控制台。这个控制台一般不能用微机所带的键盘代替。原因是现场操作人员需要的是简单、明了、安全的操作面板，以实现对机器的操作。所以，要求操作控制台应有以下功能：

1)有一组或几组数据输入键(数字键或拨码开关等)，用于输入或更新给定值、修改控制器参数或其他必要的数据。

2)有一组或几组功能键或转换开关，用于转换工作方式，启动、停止系统或完成某种指定功能。

3)有一个显示装置或显示屏，用于显示各种运行状态、参数及故障指示等。控制台上应该有一个“紧急停止”按钮，用于有紧急事故时停止系统运行，转入故障处理。

应当明确指出，控制台上每一种信号都与系统的运行状态密切相关。设计时，必须明确这些转换开关、按钮、键盘、显示器和故障指示灯的作用和意义，仔细设计控制台的硬件及其相应的管理程序，使设计的操作控制台既能方便操作又保证安全可靠，即使操作失误也不会引起严重后果。

(3)微型计算机控制系统的电源设计

微机控制系统中的电源，根据需要可以有不同的类型(直流和交流)和规格(电压和功率)。按照使用情况，对性能的要求也不尽相同，在设计过程中应按实际要求合理选用调试，并控制电压变动。电源本身要具有过压、短路、过载保护和热保护，否则将会造成不可弥补的损失。

(4)整机的安装、联接设计

这是一种整体结构设计。微机控制系统安装既包括了与被控对象的联接安排，也考虑了主机本身的安装联接问题。其设计原则应该是安装、联接的可靠性和使用、装配、维护的方便性。

1)安装、联接结构具有防震性，即印制电路板、接插件和元器件包括电缆等应牢固地安装在同一个机壳上，不因振动而松动。

2)采用标准或专用、制造质量好的防松接插件，以保证接触可靠而又使用、维护方便。

3)布线结构要合理，能防止相互间的电磁耦合干扰。一定要使信号线和功率线进行隔离，分别走线。对模拟信号更要注意走线的长短和屏蔽，如走线太长，需要考虑进行信号增强等措施。

4)正确安装安全地线、信号地线、屏蔽地线以及功率地线和强电地线，最终要进行地线连接。地线要采用一点接地型，即把信号地线、功率地线、被控对象地线(安全地)等连接到公共接地点。而总的公共接地点必须与大地接触良好，一般接地电阻要小于(4～7)Ω。

(5)软件设计

对于选定的微机控制系统，其微机本身已有一定的软件支持，一般这些软件要求用户了解其使用方法和基本原理。如果把微型计算机专门为某一控制领域而设计成专用的控制计算机，用户就需要利用计算机的指令系统和相应的开发系统来设计系统软件，即控制软件、管理软件、诊断软件等。这些系统软件的设计要求更有专用性和针对性。

在微机控制中，其软件任务大体可以分为数据处理和过程控制两大基本类型。数据处理主要包括数据的采集、数字滤波、标度变换，以及数值计算等等。过程控制主要是使微机按照一定控制算法进行计算，然后进行输出去控制生产。

5、系统联调

微机控制系统设计完成后，硬件电路要进行制作、安装及试验，并进行连续烤机运行。软件各模块要在微机上分别进行调试，使其正确无误，然后存盘。上述工作完成后，就可将硬件与软件组合起来进行系统联调的模拟试验，正确无误后，进行现场实验，直到正式运行。在这个阶段，最重要的是仔细设计模拟调试的方法与步骤，以及所用的测试手段。

此外，在现场试验前，要仔细检查接线，无误后才能进行现场调试。现场调试的步骤根据不同对象要仔细考虑。首先要把涉及的自动保护项目进行实验，确认有效后才可进入功能、参数等项目的试验。

二、产品设计的概念

产品设计

开放分类： 名词解释、设计、工业设计、艺术设计、设计艺术

目录

• 产品设计概述

• 产品设计的重要性

• 产品设计的要求

• 产品设计必须严格遵循“三段设计”程序

• 产品设计的方法

产品设计（Product Design）

产品设计概述

产品设计是一个将人的某种目的或需要转换为一个具体的物理形式或工具的过程，是把一种计划、规划设想、问题解决的方法，通过具体的载体，以美好的形式表达出来的一种创造性活动过程。

产品设计反映着一个时代的经济、技术和文化。

产品设计的重要性

由于产品设计阶段要全面确定整个产品的结构、规格，从而确定整个生产系统的布局，因而，产品设计的意义重大，具有“牵一发而动全局”的重要意义。如果一个产品的设计缺乏生产观点，那么生产时就将耗费大量费用来调整和更换设备、物料和劳动力。相反，好的产品设计，不仅表现在功能上的优越性，而且便于制造，生产成本低，从而使产品的综合竞争力得以增强。许多在市场竞争中占优势的企业都十分注意产品设计的细节，以便设计出造价低而又具有独特功能的产品。许多发达国家的公司都把设计看作热门的战略工具，认为好的设计是赢得顾客的关键。

产品设计的要求

一项成功的设计，应满足多方面的要求。这些要求，有社会发展方面的，有产品功能、质量、效益方面的，也有使用要求或制造工艺要求。一些人认为，产品要实用，因此，设计产品首先是功能，其次才是形状；而另一些人认为，设计应是丰富多采的、异想天开的和使人感到有趣的。设计人员要综合地考虑这些方面的要求。下面详细讲述这些方面的具体要求：

1、社会发展的要求

设计和试制新产品，必须以满足社会需要为前提。这里的社会需要，不仅是眼前的社会需要，而且要看到较长时期的发展需要。为了满足社会发展的需要，开发先进的产品，加速技术进步是关键。为此，必须加强对国内外技术发展的调查研究，尽可能吸收世界先进技术。有计划、有选择、有重点地引进世界先进技术和产品，有利于赢得时间，尽快填补技术空白，培养人才和取得经济效益。

2、经济效益的要求

设计和试制新产品的主要目的之一，是为了满足市场不断变化的需求，以获得更好的经济效益。好的设计可以解决顾客所关心的各种问题，如产品功能如何、手感如何、是否容易装配、能否重复利用、产品质量如何等；同时，好的设计可以节约能源和原材料、提高劳动生产率、降低成本等。所以，在设计产品结构时，一方面要考虑产品的功能、质量；另一方面要顾及原料和制造成本的经济性；同时，还要考虑产品是否具有投入批量生产的可能性。

3、使用的要求

新产品要为社会所承认，并能取得经济效益，就必须从市场和用户需要出发，充分满足使用要求。这是对产品设计的起码要求。使用的要求主要包括以下几方面的内容：

使用的安全性。设计产品时，必须对使用过程的种种不安全因素，采取有利措施，加以防止和防护。同时，设计还要考虑产品的人机工程性能，易于改善使用条件；

使用的可靠性。可靠性是指产品在规定的时间内和预定的使用条件下正常工作的概率。可靠性与安全性相关联。可靠性差的产品，会给用户带来不便，甚至造成使用危险，使企业信誉受到损失；

易于使用。对于民用产品（如家电等），产品易于使用十分重要；

美观的外形和良好的包装。产品设计还要考虑和产品有关的美学问题，产品外形和使用环境、用户特点等的关系。在可能的条件下，应设计出用户喜爱的产品，提高产品的欣赏价值。

4、制造工艺的要求

生产工艺对产品设计的最基本要求，就是产品结构应符合工艺原则。也就是在规定的产量规模条件下，能采用经济的加工方法，制造出合乎质量要求的产品。这就要求所设计的产品结构能够最大限度地降低产品制造的劳动量，减轻产品的重量，减少材料消耗，缩短生产周期和制造成本。

产品设计必须严格遵循“三段设计”程序

技术任务书

技术任务书是产品在初步设计阶段内，由设计部门向上级对计划任务书提出体现产品合理设计方案的改进性和推荐性意见的文件。经上级批准后，作为产品技术设计的依据。其目的在于正确地确定产品最佳总体设计方案、主要技术性能参数、工作原理、系统和主体结构，并由设计员负责编写(其中标准化综合要求会同标准化人员共同拟订)，其编号内容和程序作如下规定：

1.设计依据(根据具体情况可以包括一个或数个内容)：

(1)部、省安排的重点任务：说明安排的内容及文件号；

(2)国内外技术情报：在产品的性能和使用性方面赶超国内外先进水平或产品品种方面填补国内“空白”：

(3)市场经济情报：在产品的形态、型式(新颖性)等方面满足用户要求，适应市场需要，具有竞争能力；

(4)企业产品开发长远规划和年度技术组织措施计划，详述规划的有关内容，并说明现在进行设计时机上的必要性。

2.产品用途及使用范围。

3.对计划任务书提出有关修改和改进意见。

4.基本参数及主要技术性能指标。

5.总体布局及主要部件结构叙述：用简略画法勾出产品基本外形，轮廊尺寸及主要部件的布局位置，并叙述主要部件的结构。

6.产品工作原理及系统：用简略画法勾出产品的原理图、系统图，并加以说明。

7.国内外同类产品的水平分析比较：列出国内外同类型产品主要技术性能、规格、结构、特征一览表，并作详细的比较说明；

8.标准化综合要求：

(1)应符合产品系列标准和其它现行技术标准情况，列出应贯彻标准的目标与范围，提出贯彻标准的技术组织措施；

(2)新产品预期达到的标准化系数：列出推荐采用的标准件，通用件清单，提出一定范围内的标准件，通用件系数指标；

(3)对材料和元器件的标准化要求：列出推荐选用标准材料及外购元器件清单，提出一定范围内的材料标准化系数和外购件系数标准；

(4)与国内外同类产品标准化水平对比，提出新产品标准化要求；

(5)预测标准化经济效果：分析采用标准件、通用件、外购件及贯彻材料标准和选用标准材料后预测的经济效果。

9.关键技术解决办法及关键元器件，特殊材料资源分析；

10.对新产品设计方案进行分析比较，运用价值工程，着重研究确定产品的合理性能(包括消除剩余功能)及通过不同结构原理和系统的比较分析，从中选出最佳方案；

11.组织有关方面对新产品设计的方案进行(A评价)，共同商定设计或改进的方案是否能满足用户的要求和社会发展的需要。

12.叙述产品既满足用户需要，又适应本企业发展要求的情况。

13.新产品设计试验，试用周期和经费估算。

技术设计

技术设计的目的，是在已批准的技术任务书的基础上，完成产品的主要计算和主要零部件的设计。

1.完成设计过程中必须的试验研究(新原理结构、材料元件工艺的功能或模具试验)，并写出试验研究大纲和研究试验报告。

2.作出产品设计计算书(如对运动、刚度、强度、振动、热变形、电路、液气路、能量转换、能源效率等方面的计算、核算)；

3.画出产品总体尺寸图、产品主要零部件图，并校准；

4.运用价值工程，对产品中造价高的、结构复杂的、体积笨重的、数量多的主要零部件的结构、材质精度等选择方案进行成本与功能关系的分析，并编制技术经济分析报告；

5.绘出各种系统原理图(如传动、电气、液气路、联锁保护等系统)；

6.提出特殊元件、外购件、材料清单；

7.对技术任务书的某些内容进行审查和修正；

8.对产品进行可靠性、可维修性分析。

工作图设计

工作图设计的目的，是在技术设计的基础上完成供试制(生产)及随机出厂用的全部工作图样和设计文件。设计者必须严格遵守有关标准规程和指导性文件的规定，设计绘制各项产品工作图。

1.绘制产品零件图、部件装配图和总装配图。

(1)零件图：图样格式、视图、投影、比例、尺寸、公差、形位公差、表面粗糙度、表面处理、热处理要求及技术条件等应符合标准；

(2)部件装配图：除保证图样规格外，包括装配、焊接、加工、检验的必要数据和技术要求；

(3)总装配图：给出反映产品结构概况，组成部分的总图，总装加工和检验的技术要求，给出总体尺寸；

2.产品零件、标准件明细表，外购件、外协件目录。

3.产品技术条件包括：

(1)技术要求

(2)试验方法

(3)检验规则

(4)包装标志与储运

4.编制试制鉴定大纲：

试制鉴定大纲是样品及小批试制用必备技术文件。要求大纲具备：

(1)能考核和考验样品(或小批产品)技术性能的可靠性、安全性，规定各种测试性能的标准方法及产品试验的要求和方法。

(2)能考核样品在规定的极限情况下使用的可行性和可靠性；

(3)能提供分析产品核心功能指标的基本数据。

(4)批试鉴定大纲还必须提出工艺、工装、设备、检测手段等与生产要求、质量保证、成本、安全、环保等相适应的要求。

5.编写文件目录和图样目录。

(1)文件目录包括：图样目录、明细表、通(借)用件、外购件、标准件汇总表、技术条件、使用说明书、合格证、装箱单、其它。

(2)图样目录：总装配图、原理图和系统图、部件装配图、零件图、包装物图及包装图、安装图(只用于成套设备)；

6.包装设计图样及文件(含内、外包装及美术装潢和贴布纸等)。

7.随机出厂图样及文件。

8.产品广告宣传备样及文件。

9.标准化审查报告：指产品工作图设计全部完成，工作图样和设计文件经标准化审查后，由标准化部门编写的文件，以便对新设计的产品在标准化、系列化、通用化方面作出总的评价，是产品鉴定的重要文件。标准化审查报告分样品试制标准化审查报告和小批试制标准化审查报告。

产品设计的方法

1、组合设计

组合设计（又称模块化设计）是将产品统一功能的单元，设计成具有不同用途或不同性能的可以互换选用的模块式组件，以便更好地满足用户需要的一种设计方法。当前，模块式组件已广泛应用于各种产品设计中，并从制造相同类型的产品发展到制造不同类型的产品。组合设计的核心是要设计一系列的模块式组件。为此，要从功能单元，即研究几个模块式组件应包含多少零件、组件和部件，以及在组合设计时每种模块式组件需要多少等。

当今，在面临竞争日益加剧、市场分割争夺异常激烈的情况下，仅仅生产一种产品的企业是很难生存的。因此，大多数制造厂家都生产很多品种。者不仅对企业生产系统的适应能力提出新的要求，而且显然要影响产品设计的技能。生产管理的任务之一，就是要寻求新的途径，使企业的系列产品能以最低的成本设计并生产出来。而组合设计则是解决这个问题的有效方法之一。

2、计算机辅助设计

计算机辅助设计是运用计算机的能力来完成产品和工序的设计。其主要职能是设计计算和制图。设计计算是利用计算机进行机械设计等基于工程和科学规律的计算，以及在设计产品的内部结构时，为使某些性能参数或目标达到最优而应用优化技术所进行的计算。计算机制图则是通过图形处理系统来完成，在这一系统中，操作人员只需把所需图形的形状、尺寸和位置的命令输入计算机，计算机就可以自动完成图形设计。

3、面向可制造与可装配的设计

面向可制造与可装配的设计是在产品设计阶段设计师与制造工程师进行协商探讨，利用这种团队工作，避免传统的设计过程之中“我设计，你制造”的方式而引起的各种生产和装配问题以及因此产生的额外费用的增加和最终产品交付使用的延误。

三、概念架构是什么

概念架构是直指系统目标的设计思想、重大选择，因而非常重要。《方案建议书》《技术白皮书》和市场彩页中，都有它的身影，以说明产品/项目/方案的技术优势。也因此，有人称它为“市场架构”。大量软件企业，招聘系统架构师（SA）、系统工程师（SE）、技术经理、售前技术顾问、方案经理时，职位能力中其实都包含了对“概念架构设计能力”的要求。例如：系统架构师（SA）。（1）软件总体设计、开发及相关设计文档编写；（2）关键技术和算法设计研究；（3）系统及技术解决方案设计，软件总体架构的搭建；（4）通信协议设计制定、跟踪研究；……系统工程师（SE）。产品需求分析；产品系统设计；技术问题攻关；解决方案的输出和重点客户引导；指导开发工程师对产品需求进行开发……技术经理。负责公司系统的架构设计，承担从业务向技术转换的桥梁作用；协助项目经理制定项目计划和项目进度控制；辅助需求分析师开展需求分析、需求文档编写工作；……售前技术顾问。1）负责支持大客户解决方案和能力售前咨询工作；2）完成项目售前阶段的客户调研、需求分析和方案制定、协调交付部门完成POC或Demo；3）参与答标，负责标书澄清；4）参与项目项目前期或高层架构设计，根据需要完成项目的系统设计相关工作；……解决方案经理。解决方案提炼与推广；现场售前技术支持，如市场策划、方案编写，售前交流等；为前端市场人员提供投标支持、投标方案（技术、配置）编制或审核；……概念架构是直指目标的设计思想、重大选择概念架构，英文是Conceptual Architecture。至于概念架构的定义，Dana Bredemeyer等专家是这么阐释的：概念架构界定系统的高层组件、以及它们之间的关系。概念架构意在对系统进行适当分解、而不陷入细节。借此，可以与管理人员、市场人员、用户等非技术人员交流架构。概念架构规定了每个组件的非正式规约、以及架构图，但不涉及接口细节。（The Conceptual Architecture identifies the high-level components of the system, and the relationships among them. Its purpose is to direct attention at an appropriate decomposition of the system without delving into details. Moreover, it provides a useful vehicle for communicating the architecture to non-technical audiences, such as management, marketing, and users. It consists of the Architecture Diagram (without interface detail) and an informal component specification for each component.）根据上述定义，我们注意到如下几点：概念架构满足“架构 = 组件 + 交互”的基本定义，只不过概念架构仅关注高层组件（high-level components）。概念架构对高层组件的“职责”进行了笼统的界定（informal specification），并给出了高层组件之间的相互关系（Architecture Diagram）。而且，必须地，概念架构不应涉及接口细节（without interface detail）。上述定义从实践来看并不令人满意。讲课时，笔者这样给概念架构下定义：概念架构是直指目标的设计思想、重大选择。

四、如何进行系统的架构设计

如何进行系统的架构设计

一个软件项目在需求确定后，就可以开始系统的架构设计了。架构设计不同于编写代码，需要遵循严格的语法和编程规范。它没有规范可遵循，存在即合理，适合系统开发和运行的架构就是最合理的系统架构。

系统的架构设计是在业务需求已经清晰的前提下进行的，假定在系统需求分析阶段已经确定了系统的功能和业务范围，也明确了系统运营需求。在上述需求还没有确定的情况下，不适宜开展系统的架构设计，需要回到需求分析阶段完善上述需求后再开展系统的架构设计。

系统架构就是一些模型图，模型图是人们用来理解系统和沟通的工具。这些模型图需要提供给系统相关干系人来理解系统，系统相关干系人有项目经理、产品经理、开发人员、系统运营维护人员、客户、项目投资人等。这些干系人有不同的知识背景，对同一架构模型图也会有不同的认知和理解：如果把开发架构模型图给产品经理或客户看，他们定然看不懂也不能理解；同样的道理，如果只把逻辑架构图给开发人员看，就不能正确地指导开发人员构建开发环境。

因此架构设计师在进行系统架构设计时，需要从系统的不同维度进行设计，以满足系统相关干系人理解系统架构的需求。架构设计模型主要有逻辑架构、开发架构、数据架构、物理架构和运行架构五种模型图。一般来说需要设计的系统架构模型有逻辑架构、开发架构和物理架构三种架构模型图。数据架构模型一般放在数据库中进行设计，运行架构和物理架构基本相近，只是在物理架构中加了数据的流向，因此一些系统设计使用物理架构代替了运行架构。

设计逻辑架构模型

逻辑架构模型主要是确定系统的功能范围和系统划分。在设计逻辑架构模型时，可以抓住两个关键点：一个关键点是对系统进行逻辑划分，将一个大系统划分为多个子系统；另外一个关键点是明确各子系统之间的协作和调用关系。

绘制逻辑架构的模型图有系统流程图和系统结构图：系统流程图描述了系统各子系统、相关文件和数据之间的关系，记录了整个系统的体系结构；系统结构图也称为层次图，它以层次方式描述了系统从顶层到最底层的功能分解。

下图分别是人脉系统的系统流程图和系统结构图。

上面的人脉系统流程图和人脉系统结构图就是依据人脉系统需求规格说明书给出的功能和业务范围绘制的。

设计开发架构模型

开发架构模型图是给开发人员看的，开发架构模型指导开发人员如何来架构系统的开发环境。开发环境包括系统开发框架的选型、开发工具和编程语言、模块划分等内容。下图是人脉系统开发架构模型图。

开发架构模型图给出了技术体系是B/S结构，开发框架选择SSM，开发语言是JavaEE。系统采用三层结构，分别是表示层、WEB应用层和数据层。表现层是JSP页面，在浏览器中运行，表现层是MVC的View。WEB应用层的控制层是MVC的Controller，业务逻辑层是MVC的Service，实体层是MVC的POJO。数据层由MyBaits数据库开发框架组成。

设计物理架构模型

物理架构模型是给系统部署人员和运营维护人员看的，主要给出系统的部署环境模型，包括网络环境、硬件环境和软件环境。下图是系统部署网络环境模型图。

从上面网络环境模型图中可以看出，系统部署只需要一台主机，要求支持HTTP协议和远程桌面协议。系统可以考虑部署到阿里云或腾讯云。

系统的架构设计主要涉及到三种模型图，分别是逻辑架构模型、开发架构模型和物理架构模型。逻辑架构模型一般采用系统流程图和系统结构图建模；开发架构模型没有标准的模型图，可以使用PPT或Visio绘图工具进行绘制；物理架构模型主要是由网路环境、硬件和软件环境组成。

以上就是小编对于产品系统设计问题和相关问题的解答了，如有疑问，可拨打网站上的电话，或添加微信。

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