SWEBOK软件工程知识体系 - 15.工程基础( 七 ) _变量

b、收集相关信息。在这个阶段，设计师试图扩展他/她的知识问题。这是一个重要的，但往往被忽视的阶段。收集相关信息可以揭示导致问题重新定义的事实，特别是，可能会发现错误和错误的开始。这一步也可能涉及到将问题分解成更小、更容易解决的子问题。
在收集相关信息时，必须注意识别产品如何被使用和误用。理解所提供产品/服务的感知价值也很重要。在相关信息中包含了一系列的约束条件，这些约束条件是解决方案必须满足的，或者可能会限制一组可行的解决方案。
c、生成多个解决方案。在这一阶段，针对同一问题提出了不同的解决方案。已经有人说过设计问题有多种解决方案。这一步的目标是概念化多个可能的解决方案，并将它们细化到足够的详细程度，以便在它们之间进行比较。
d、分析并选择解决方案。一旦确定了替代解决方案，就需要对其进行分析，以确定最适合当前情况的解决方案。分析包括功能分析，以评估拟议设计是否满足功能要求。涉及人类用户的物理解决方案通常包括对拟议解决方案的人机工程学或用户友好性的分析。可以研究解决方案的其他方面，如产品安全和责任、确保解决方案回报（利润）的经济或市场分析、满足质量特性的性能预测和分析、错误数据输入或硬件故障的机会等。对建议解决方案使用的分析的类型和数量取决于问题的类型、解决方案必须解决的需求以及对设计施加的约束。
e、实施解决方案。设计过程的最后阶段是实现。实现是指开发和测试建议的解决方案。有时，最初可能会开发一个称为原型的初步部分解决方案，以在某些条件下测试所提出的设计解决方案。原型测试产生的反馈可用于改进设计或推动选择替代设计解决方案。设计中最重要的活动之一是设计解决方案的文档记录以及解决方案设计中所做选择的权衡。这项工作应以这样的方式进行，即设计问题的解决方案可以清楚地传达给其他人。
测试和验证将我们带回成功标准。工程师需要设计测试，以证明设计满足成功标准的能力。在设计试验时，工程师必须考虑不同的可能失效模式，然后根据这些失效模式设计试验。工程师可选择进行设计试验，以评估设计的有效性。
5.建模、仿真和原型设计
建模是抽象过程的一部分，用于表示系统的某些方面。仿真使用系统模型，并提供一种使用该模型进行设计实验的方法，以便更好地了解系统、其行为和子系统之间的关系，以及分析设计的各个方面。建模和仿真是可以用来构建关于系统行为的理论或假设的技术；然后工程师使用这些理论对系统进行预测。原型化是另一个抽象过程，其中构建了产品或系统的部分表示（捕获感兴趣的方面）。原型可能是系统的初始版本，但缺少最终版本的全部功能。
5.1. 建模
模型总是一些真实或想象的工件的抽象。工程师在许多方面使用模型作为他们解决问题活动的一部分。有些模型是物理模型，例如按比例制作的桥梁或建筑物的微型结构。其他模型可能是非物理表示，例如cog的CAD绘图或过程的数学模型。模型帮助工程师推理和理解问题的各个方面。它们还可以帮助工程师了解他们所知道的和不知道的关于手头问题的知识。
模型有三种类型：标志性的、类比的和象征性的。图标模型是视觉上等价但不完整的二维或三维表示，例如地图、地球仪或按比例构建的桥梁或公路等结构模型。一个标志性的模型实际上类似于所模拟的工件。
相比之下，类比模型是功能上等价但不完整的表示。也就是说，模型的行为类似于物理工件，即使它在物理上可能与之不相似。模拟模型的例子包括用于风洞试验的微型飞机或制造过程的计算机模拟。