一、什么是整机系统设计？

整机系统设计，整机系统设计是将电子元器件、结构、机械部件、硬件单板与软件系统有机整合的设计方案，其核心在于通过系统化思维实现功能、结构与环境的协调统一。实现一个整机产品的功能及性能需求。整机的系统设计内容包括：‌功能整合‌：需将电子电路设计与机械结构设计相结合，确保各组件（如软件电路模块、机械结构、外壳等）协同工作，满足性能指标、达到正常使用的目标；‌结构优化‌：需考虑散热、防潮、抗电磁干扰等要素，例如采用密封外壳或减振设计，保障设备在复杂环境中稳定运行。‌人机交互‌：需符合人体工程学原理，例如面板布局、操控装置设计需便于操作且符合人体力学特性。如下图所示： 

 

从事整机设计的系统工程师需要考虑以下的方面：

A.整机架构师等同于大SE，关注重点版本的技术把关，看方向、拉通、全局技术Ready；

B.在大部分版本开发项目中，整机SE同时承担分析师和设计师两个角色；

C.整机DFX工程师负责完成DFX基础建设，并在重点版本中辅助SE完成DFX设计；

D.整机TSE团队10年初成立并持续运作；

E.整机产品交付项目的UCD设计利用产品资源投入、技术项目由整机SE承担；

F.信息架构师角色利用中研或产品资源投入；

G.知识产权/标准师也有整机SE承担，合作师如有需要由合作项目专项工程师承担。 

二、为什么需要进行整机系统设计？  

为什么需要进行整机的系统设计？如我们平时生产的笔记本电脑、手机、充电宝等产品，基本上是由很多专业组成的集成式产品，包括软件模块、硬件电路设计、结构设计、工艺设计、热设计、可靠性设计等, 各专业需要用胶水把它们“粘”在一起，并且通过无缝的配合，完成对市场的产品交付。因此，这个用胶水把各个专业“粘”在一起的过程，我们把它称为系统设计的过程。之前我们写过一篇文章：什么是系统工程师（ SE )？ 如果没有系统设计，将会导致以下的影响：

具体而言，缺乏系统的后果是：

1）未考虑装配失效，可制造性差

2）系统需求未完全识别

3）需求分析不完整

4）可维护性差，未考虑DFS的需求

5）未考虑工程安装失效的处理措施

6）未考虑某一个需求变更对其它专业设计的影响

 

三、企业在进行整机系统设计时常见问题

‌很多企业在进行整机系统设计时遇到了产品规划、需求管理、开发流程、人员能力、设计执行五大方面的问题，如以下是共创力某客户在调研时发现的五大方面的问题：

 

四、共创力整机系统工程咨询模块的核心思想

共创力咨询自2014年成立以来,已帮助多家企业进行了整机系统设计模块的实施，总结出整机系统设计的目标是：     

1、建立整机的系统设计流程和组织：     

 

2、制定系统设计能力提升的目标和计划：

 

整机必须作为一个整体的系统进行设计，除了正常功能及性能外，还必须考虑DFX、UCD、集成验证、可靠性、安全性等需求。


五、共创力整机系统设计咨询模块建设的方法和流程

共创力顾问组建议产品研发团队引入业界大获成功的整机系统设计流程体系。整机系统架构如下：

 

共创力咨询项目实施步骤：

1、 调研与诊断：深入调研整机开发中的症结，找出整机系统设计方法的症结对比标杆的差距，为整机领域系统设计能力提升指明目标；

2、整机系统设计活动与角色输出：对整机系统设计中关键业务活动的输入输出、角色职责、规范指导、活动要点及质量要求，完成了本地化开发，输出7项关键业务活动指导，10项模板；

3、学习、研讨与培训：针对咨询材料，组织整机领域系统学习，研讨了整机系统设计关键业务活动；形成了初步体系化的整机系统设计流程；

4、试点DRY RUN开展：Dry-Run准备，启动首个项目试点；按活动指导及模板实施；任命整机系统分析团队；

5、项目总结和案例输出。

六、基于IPD的整机系统模块咨询的交付物

共创力咨询在IPD的整机系统设计模块交付过程中会与甲方一起共同交付整机系统设计体系文件，并共同评审最终的部分交付件如下：

  • 整机工程系统设计流程的建立
  • 结构开发子流程的建立
  • 结构NPI子流程的建立
  • 整机集成验证子流程的建立
  • 机电硬件开发子流程的建立
  • 机电软件开发子流程的建立
  • 电缆开发子流程的建立
  • 结构系统设计主流程和子流程涉及的模板和指导书编写
  • 整机工程规格（附案例）
  • xxx产品工程规格-整机
  • XX产品整机E2E目标成本报告
  • 整机DFX目标设置与评估
  • 产品SF特性清单及描述
  • 系统设计流程_整机SE工作指导
  • 产品备选概念
  • 整机系统设计方案书模板
  • 整机配置及场景说明书
  • 项目试点工作

七、共创力IPD的成功咨询案例

1、国内某通信企业（中国500强企业，上市公司）   

2、中航工业集团某公司（军工企业，上市公司）   

3、南京某工业机器人企业（工业机器人龙头，上市公司）   

4、深圳某智能控制企业（伺服器龙头企业，上市公司）   

5、北京某人工智能企业（AI龙头企业，上市公司）   

6、国家电网某研究院（电网直属企业，上市公司）   

7、珠海某电力公司（电力安全龙头企业，上市公司）   

8、某激光装备企业（中国500强企业，上市公司）     

9、某芯片企业（GPU龙头企业，上市公司）   

10、医疗器械企业（医疗装备龙头企业，上市公司）……