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第6章
系統工程應用面之二：
迴路分析
目錄
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6.0 前言
6.1 需求分析
6.2 功能分析
6.3 設計合成
6.4 全系統架構、擇優及成本效益
6.5 總結
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6.0
前言
• 在十三項工作中「分析」為主要工作，其
中有：
1.需求分析。
2.功能分析。
3.合成分析。
• 三項分析透過四個迴路 (Loop) 之整合，配
以擇衷優化 (Trade-off) 的手法，做出系統
所需要之第一級產品 ── A規格來。
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6.0
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前言
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6.0
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前言
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6.1 需求分析
• 需求分析 (Requirements Analysis) 之輸入來自：
1.客戶的需求 / 客戶或公司老闆指定之目標，包含：
(1)任務。
(2)效益性指標 (Measures of Effectiveness, MOEs)。
(3)環境之條件。
(4)限止條件。
2.依賴之技術水準。
3.來自前一個之輸出參數。
4.計畫決策需求。
5.經由規格或標準件所需之需求。
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6.1 需求分析
• 針對客戶之需求，必須要先「至少」考慮
到下面三個因素：
1.分析此任務與環境之相關性及需求性。
2.確定因為1. 之需要，則做出來之產品，必須要
能符合之功能是哪些。
3.針對在第1章中之系統四元素中，把性能及設
計條件之一些限制做一個澄清 / 確認，若已做
多次，則依據回饋之經驗去做精進 (Refine)。
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6.1 需求分析
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6.1 需求分析
• 針對上段之1. 也有下列幾個重點：
1.型管環境之一致性。在前面第3章是已談到需
求之版本，及相關資訊必須同步及一致。
2.服務之品質需求要考慮。
3.資料管理之需求必須給予協助。
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6.1 需求分析
• 在需求分析方面，至少有下列四個領域需
要考量：
1.工作分析 (Work Analysis) ── 確定所訂的性能
「能」做得到，且可以表示出來。
2.性能分析 (Performance) ── 找出性能之「至
少」標準在哪裡。
3.評量分析 (Evaluation Analysis) ── 要找出評
量之方法，如何去做。
4.成本預估 (Cost Estimation)。
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6.2 功能分析
• 在功能分析 (Functional Analysis) 中，我們
要用一套合乎邏輯及簡擬結構化的說明來
描敘客戶所要的系統，做出來後，是具備
有哪些特性，這裡要注意的就是在定出功
能時，必須要考慮到產品有能力「發揮」
出這個功能來。
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6.2.1
功能分析目的
• 接受來自需求分析 (Requirements Analysis) 的命
令，或說是輸出，透過功能分析之運作，其輸出
就是系統合成 (Synthesis)。
• 其任務或說是目的，有下列六項：
1.把功能向下逐層配當 / 分解到低階之功能。
2.把在系統A規格中的性能及一些限止需求配當到所有功
能層次。
3.定義 / 精進各層之功能。
4.做出時序圖及 圖。
5.定義 / 精進各功能與功能間之介面，或說干涉 (內部 /
外部)。
6.定義 / 精進由下層向上接合起來系統總功能。
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6.2.1
功能分析目的
• 功能分析與需求分析兩者，在不斷的做
PDCA、迴饋精進，此一迴路，我們稱之為
需求迴路 (Requirements Loop)，其目的是
使最終之輸出，就是依客戶所需所做出之
最接近之功能。
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6.2.1
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功能分析目的
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6.2.2 功能分析四項基本之輸出參數
1.功能分解圖 (Functional Decomposition)。
2.功能時序圖 (Functional Sequencing)。
3.信息流圖 (Information/Data Flow)。
4.介面圖 (Interface Definition)。
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6.2.2 功能分析四項基本之輸出參數
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6.2.2.1
功能分析圖
• 就是指功能流程方塊圖 (Functional Flowblock Diagrames, FFBD)，此圖中，說明構
成系統之每一個元件或系統功能與次系統
功能，其發生之時流圖，哪個在先、哪個
在後均可表露無遺。
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6.2.2.1
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功能分析圖
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功能分析圖
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功能分析圖
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功能分析圖
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功能分析圖
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功能分析圖
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功能分析圖
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功能分析圖
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6.2.2.1
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功能分析圖
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6.2.2.2
功能時序圖
• 該圖中之時序圖，一旦系統產生故障時，
可以依據故障之時間、每一個元件當時所
發揮之功能，做一個 (t1，功能1) 之時序圖
(如圖6-12)。
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6.2.2.2
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功能時序圖
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6.2.2.3
N2 圖
• 此圖主要是針對介面較為複雜之系統，其
次系統之間的介面無法一眼看到，因此利
用此圖之關係一步一步的找出介面之間的
干涉，或沒有注意到之問題來。
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6.2.2.3
第6章 系統工程應用面之二：迴路分析
N2 圖
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6.2.2.4
功能流圖與時序圖合一
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6.2.2.5 表示 “Function”功能之寫法
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6.2.2.6
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功能配當圖
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6.2.3
需求配當表 (RAS表)
• 需求配當表 (Requirements Allocation
Sheet)，簡稱RAS，此一表是把功能一層
層配當下去之諸「下」項功能、下項性能
(Performance) 及產品間之關係表，此一表
在一旦有問題發生時要做追蹤就十分有用。
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6.2.3
需求配當表 (RAS表)
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6.2.3
需求配當表 (RAS表)
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6.2.3
需求配當表 (RAS表)
• 若依下列幾個數字點去看，即可做到「讀」
圖之效果。
1.功能方塊 (Function Block)。
2.功能點 (Function Numbering)。
3.流向方向箭項 (Flow Direction)。
4.合成點 (Summing Gate)。
5.流結點 (Flow Connection)。
6.功能參考點 (Functional Reference)。
7.行或不行之路徑 (Go and No-go Paths)。
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6.2.4
硬體文件關係表
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6.2.5
功能分析的優點
• 功能分析之優點有四個：
1.針對你的設計「讀」一遍，是否行的「通」。
2.找到功能需求的項目。
3.依迴路控制，可做到最基層之元件。
4.可以建立一個團隊一起在一定功能下，完成此
一產品。
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6.2.6
功能分析小結
• 功能分析承需求分析之先，其輸入為需求
分析之輸出，而此功能分析之輸出又將是
「合成」之輸入，因此，十分重要。功能
分析也是所有系統工程基礎中之基礎，其
文字化之文件圖表有兩個，即FFBD與RAS，
而在6.2.4節中則說明硬體文件與測試製作
之關係，而有無軟體文件與裝備之關係，
則依軟體發展流程 (Software Development
Process) 而定。
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6.3
設計合成 (Design Synthesis)
• 一旦把功能決定，也就是說一個產品具備了哪些
功能，這些功能「配當」到最基層均行的通，就
要靠一種「工具」把「功能」轉換成「具體」之
實物，使其「產生」這種功能，這一轉換之工作
叫做「合成」(Synthesis)。
• 要定出系統元件及其型態，還有物性間彼此之干
涉，找出產品之最佳組合，以及最佳步驟
(Process)，做出來之產品在「合成」上必須要滿
足客戶之需求。
• 合成之輸出就是要找出一種可以整合的系統，不
但整合要一定而且物性間之搭配也必須可行 (如圖
6-17)。
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6.3
設計合成 (Design Synthesis)
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6.3.1
合成之目的
• 其目的就是要產生一組架構 (Architecture) (元件
特性) 而能滿足：
1.系統需求。
2.滿足對外之介面。
3.一旦做成硬品，其反映出之功能與6.2節所述一致。
4.能做成硬品之技術是成熟的，且風險也在可接受之範圍
內。
5.所完成之產品有擴充性。
6.一旦未來技術成熟時，還有繼續改良之空間。
7.在細步設計時，可提供用花最少的檢討，可找到問題。
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6.3.1
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合成之目的
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6.3.1
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合成之目的
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6.3.2 物理量之分析 (Physical Decomposition)
• 分析工具之主要目的，是把一個實體系統由大分解
到最小之元件，這個動作又叫 “Partitioning” (逐解
化)。
• 在分解過程中要注意的有下列六項：
1.儘量先由已知的元件或次系統下手。
2.分解出之次系統必須仍能工作，且與其他之次系統有獨立
測試之能力。
3.對單獨之次系統不可太過偏離原系統之設計範圍。
4.被特定之次系統可以用在做為家族產品 (系統硬體及電腦
軟件) 之發展系統之用。
5.次系統與次系統間，儘量減少其互相依賴及互相影響之特
性。
6.分解時，上一層之功能與下一層功能之彼此關係要隨時檢
查，以防止一下子張冠李戴的發生。
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6.3.2 物理量之分析 (Physical Decomposition)
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6.3.2 物理量之分析 (Physical Decomposition)
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6.3.2 物理量之分析 (Physical Decomposition)
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6.3.2 物理量之分析 (Physical Decomposition)
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6.3.2 物理量之分析 (Physical Decomposition)
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6.3.3
反覆審查之五項原則
• 反覆審查 (Trade) 中有五項數據可做為重要之標
準參數：
1.需求必須要滿足。
2.全壽期之成本，必須在一定額度內。
3.企業化經營之要求：
(1)有無在願景中訂出每年一定要成長之數據。
(2)有無哪些要與其他工作分擔之考量。
4.儘量做到「無缺點」或「能耐各種衝擊」：
(1)有無考慮升級之設計。
(2)在發展過程中需求「改」了幾次。
(3)要考慮此一產品做出來，也有可能是另一產品之次系統 (相容
性)。
5.在製造及組裝方面：
(1)組裝流程是否精簡。
(2)把失誤儘量避免。
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6.3.4
兩項量化數據之指標
1.Cycle Time (工時) ── 完成一件工作所「花」
之總時間，其中包括所有與此工時有關之時
間 (如，把工具先做準備、等下一個流程等)。
2.Take Time (花掉之時間) ── 完成工作的指
標時間，此時間將確實與產品所需之時間一
致。
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6.3.4
兩項量化數據之指標
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6.4
全系統架構、擇優及成本效益
• 由系統工程程序之四大迴路完成後，其總
輸出為可供下一步之決策資訊、全系統之
架構，以及系統之規格及達成之產品性能
之最少要求 (Baseline)。
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全系統架構、擇優及成本效益
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6.4
全系統架構、擇優及成本效益
圖6-22 產品之成本效益
與參數之優化關係
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