Wearable Technology Device 개발 기능 모델링의 역할

- 연혁

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기능 모델링은 무엇입니까?

Functional modeling은 시스템의 기능을 설명하는 시스템 엔지니어링 분야입니다. 활동이나 변화는 물리적 또는 소프트웨어 구성 요소의 독립적 인 수행됩니다. 목표는 "시스템이 어떻게합니까?"라는 질문에 대답하는 것입니다. 이 요약은 특히 기능 세트, 상호 작용 및 인터페이스에 대한 결정이 이루어지는 제품 개발 초기 단계에서 특히 귀중합니다.

기능 모델의 주요 요소는 다음과 같습니다.

Functions - 시스템의 분리 작업은 (예를 들어, 심장 박동, 표시 알림, 동기화 데이터)를 수행합니다.
입력 및 출력 - 각 기능의 흐름 또는 외부의 데이터, 에너지, 또는 재료.
Control flows - 트리거 또는 제어 함수를 신호 또는 조건.
Mechanisms - 함수를 활성화하는 리소스 (센서, 프로세서, 통신 모듈).

IDEF0 (기능 모델링을위한 통합 정의), SysML (시스템 모델링 언어) 및 기능적 흐름 블록 다이어그램 (FFBD)과 같은 형식 기능 모델링 언어는 항공 우주, 자동차 및 소비자 전자 분야에서 널리 사용됩니다. 착용 할 수 있도록이 방법은 하드웨어, 펌웨어 및 사용자 인터페이스를 통해 복잡성을 관리 할 수 있습니다.

Wearable Development에서 기능 모델링의 역할

웨어러블 기기는 심한 제약으로 특징입니다. 소형, 제한된 배터리 용량, 실시간 처리 요구 사항 및 인체와의 상호 작용. 기능 모델링은 이러한 문제를 해결하여 숙련된 기술, 체계적인 행동을 통해 명확하고 공유하는 이해를 제공합니다.

시스템 경계 및 인터페이스 정의

모든 하드웨어가 선택되기 전에, 기능 모델링은 착용할 수 있어야 하고 무엇을 해야 하는지 정확히 정의하기 위해 팀을 강제합니다. 예를 들어, 피트니스 추적기는 단계, 모니터 수면 및 표시 시간을 계산해야 할 수 있지만 비디오 스트림을 시도하지 못합니다. 경계를 그리기 위해서는 기능 모델은 범위를 크립을 방지하고 모든 기능을 목적이 있다는 것을 보장합니다. 외부 시스템 인터페이스 - 스마트 폰, 클라우드 서버, 의료 데이터베이스 - 캡처, 초기 통합 계획을 가능하게합니다.

Modeling Sensor Interactions 및 Data Flows를 모델링

이 clarity는 여러 센서 (accelerometers, gyroscopes, photoplethysmography sensors)에 의존합니다. 이 clarity는 엔지니어가 적절한 샘플링 속도, 메모리 버퍼 및 처리 단계로 데이터를 수집하는 방법을 보여줍니다. 불필요한 전력 및 대기 시간.

배터리 및 전력 관리 최적화

전력 소비는 착용할 수 있는 디자인에 있는 단 하나 가장 긴요한 요인입니다. 기능적인 모델링은 무역 떨어져 분석을 가능하게 합니다: 예를 들면, 기능 “트랙 심박수 지속적으로”는 임상 장치를 위해 필요할지도 모르지만, 캐주얼 피트니스 밴드를 위해, 간헐적인 “트랙 심박수 각 5 분”는 모델링되고 비교될 수 있습니다. 가늠자로 또는 deferred 할 수 있는 기능을 식별해서, 팀은 근본적인 기능을 비교하지 않고 건전지 생활을 연장합니다.

Behavioral Analysis를 통한 사용자 경험 향상

이 분석은 사용자의 상호 작용을 통해 사용자의 상호 작용을 통해 사용자의 상호 작용을 파악할 수 있습니다. 이 분석은 사용자의 행동을 나타내는 기능적인 모델입니다. 이 분석은 사용자의 여정을 나타내는 기능적인 모델(예: “start workout,” “receive notification,” “check sleep Summary”)을 통해 디자이너가 다른 순서의 시뮬레이션을 허용하고 마찰 점을 식별할 수 있습니다. 이 분석은 더 직관적인 상호 작용과 몇몇 사용자의 오류로 이어집니다.

기능 모델링 기술 및 도구

다양한 모델링 기술은 착용 가능한 개발을 위해 적합합니다. 선택은 팀의 성숙, 도구 및 분석되는 특정 측면에 따라 다릅니다.

케이스 다이어그램 및 활동 다이어그램 (UML)

통합 모델링 언어 (UML) 사용 사례 다이어그램은 배우의 관점에서 고도 기능을 캡처합니다. 예를 들어, 사용자는 "Take heart rate Measurement"와 "View history"를 할 수 있습니다. 활동 다이어그램은 행동과 결정점을 보여주는이 확장합니다. 이들은 제품 관리자 및 UX 디자이너와 공동으로 제작하는 것이 우수합니다.

기능적인 교류 구획 도표 (FFBD)

FFBDs는 시스템의 기능을 순차적 또는 평행한 교류로 끊습니다. 그들은 항공 우주 및 방위에서 이해하고 널리 이용되는 것을 쉽다. 착용을 위해, FFBD는 “단계 조사”에 “단계적인 활동”에 “단계적인 조사”에 “단계적인 활동”에 “단계”에 순서 보여줄지도 모릅니다. 도표는 종속성과 대안 경로가 눈에 보이게 합니다.

Function Modeling에 대한 통합 정의 (IDEF0)

IDEF0은 4개의 측에 입력, 산출, 통제 및 기계장치를 가진 상자로, 각 기능이 대표되는 구조상 방식으로, 체계적인 방법 입니다. 그것은 “임명적인 표시”로 끊어지게 하는 “임명한 표시” “분석 자료” “사용자를,” 등 실행합니다. IDEF0는 subLT [LT]에 걸쳐 완전한 견실함을 지키고 일관성을 지키는 강력합니다 [LT] [EF0]에 관하여 더 많은 것 [Fearn].Fearn]에 관하여 더 많은 것. [Fearn] [Fearn]에 관하여 더 많은 것.

시뮬레이션 및 Prototyping 도구

MATLAB/Simulink, Cameo Systems Modeler, 또는 커스텀 시뮬레이션 스크립트와 같은 기능을 생성하면 다양한 조건에서 동작을 테스트할 수 있습니다. 예를 들어, 팀은 하드웨어를 구축하지 않고 다른 센서 사용 패턴에서 착용할 수 있는 배터리가 어떻게 나타날 수 있습니다. 이 가상 프로토타이핑은 디자인이 가속화되고 위험을 줄일 수 있습니다.

제품 Lifecycle의 실제 구현

기능 모델링은 한 번 활동이 아닙니다. 개발 과정에서 통합되어야합니다.

요구 사항 분석 및 추적성

기능 모델은 이해 관계자 요구 사항 및 기술 사양 사이의 교량 역할을합니다. 각 기능은 요구 사항에 연결 될 수 있습니다 (예 : "Detect fall"기능은 "장치는 >95% 정확도로 낙하를 감지해야합니다). 이 추적성은 요구 사항이 보이며 변경은 신속하게 평가 될 수 있음을 보장합니다.

디자인 침략과 검증

디자인 진화로, 기능 모델은 센서를 변경하거나 알고리즘을 변경하는 것과 같은 새로운 결정을 반영하기 위해 업데이트됩니다. 모델은 유효성 검사를 기준으로합니다. 모든 필수 기능은 여전히 존재합니까? 그들은 여전히 올바르게 다시 슬라이딩합니까? 팀은 물리적 프로토 타입이 내장되기 전에 목표에 맞을 수 있다는 것을 확인하기 위해 가상 테스트를 실행할 수 있습니다.

테스트 및 검증

기능적인 모형은 직접 시험 케이스 창조를 알립니다. 모형이 “배터리 전압 <10% 및 사용자가 GPS 추적을 시작하도록 시도할 때, 체계는 해야 합니다: 큐 추적, 표시 낮은 건전지 경고, 및 전원 절약 형태를 입력하고,” 그 후에 검사자는 그 행동을 명시적으로 확인할 수 있습니다. 이 체계적인 접근은 ISO 13485 또는 IEC 62304와 같은 기준에 따르야 하는 의학 착용을 위해 반복 과실을 감소시키고, 특히.

착용감 있는 기능 모델링에 도전과 고려

기능성 모델링은 명확한 혜택을 제공하며 착용할 수 있는 적용은 도전 과제로 나뉩니다.

Handling Complex Sensor fusion:] Multiple Sensors는 overlapping data(예: accelerometer + gyroscope for step detection)를 제공합니다. 기능적인 수준에서 fusion 알고리즘을 모델링하면, 하지만 올바른 처리 단계와 데이터 의존성을 정의하는 것이 필요합니다.
초록과 세부 사항: 모델이 너무 추상적이라면 타이밍이나 힘과 같은 중요한 제약을 놓습니다. 너무 상세하면 그들은 비 유황하고 느린 변화가됩니다. 팀은 각 개발 단계에 적합한 수준을 찾을 수 있습니다.
Multi-domain 통합: Wearable development는 기계적, 전기, 펌웨어 및 클라우드 도메인을 포함합니다. 기능 모델은 공통 언어 및 도구 지원이 필요한 모든 것을 충족해야 합니다. 크로스 도메인 지식과 시스템 엔지니어는 불가피합니다.
일시 까지 모델 번호: 빠른 움직임 프로젝트에서, 모델은 유지하지 않는 경우 stale이 될 수 있습니다. 모델 기반 시스템 엔지니어링 (MBSE) 접근을 채택하면 모델이 진실의 근원 인지도는 있지만, 분야를 필요로합니다.

이러한 도전에도 불구하고, 기능성 모델링 투자는 통합 놀라움, 절단 재작업을 감소시키고 더 혁신적인 디자인을 가능하게 합니다.