Linealización de los Requerimientos Funcionales






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títuloLinealización de los Requerimientos Funcionales
fecha de publicación03.10.2016
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Linealización de los Requerimientos Funcionales:

Para analizar mejor los requerimientos funcionales, se han aplicado técnicas de diseño axiomáticas. En el diseño axiomático pretende aplicar procedimientos matemáticos (sobre todo del álgebra matricial) al proceso de diseño.

Así, se valora matemáticamente los resultados buscados para lograr acercarse más fácilmente a una solución óptima. En esta técnica, se busca comprobar:

  • Axioma de independencia: Separar funcionalidades en el diseño es mejor, para que no interfieran. Se trata de linealizar, en la medida de lo posible las matrices de Requerimientos Funcionales y Variables de diseño.

  • Axioma de información: La información sobre el diseño debe ser la mínima posible. Por lo que se busca minimizar los requisitos funcionales, integrar requisitos y estandarizar siempre que sea posible.

El análisis matricial se ha realizado por separado para cada módulo del diseño: Chasis, Suspensión, Capazo, Silla, Sistema de Frenos y Embalaje.

A continuación se muestran las matrices de relación entre Requerimientos funcionales y Parámetros de diseño. El objetivo es linealizar dichas matrices de forma que cada parámetro de diseño afecte exclusivamente a un requerimiento. Este proceso es complejo y en muchos casos resulta imposible lograr la independencia entre parámetros.

  1. Chasis




Tenacidad

Altura manillar

Distancia entre ejes

Límite de fatiga

Volumen plegado

Acabado superficial

Peso

Conductividad

Ancho de vía

ESTABILIDAD




X

X










X




X

MANEJABILIDAD




X

X




X




X




X

COMPACTABILIDAD




X

X




X










X

SEGURIDAD

X







X




X




X




MANTENIMIENTO

X







X
















La matriz obtenida en el estudio del chasis resulta muy poco lineal debido a la codependencia de los distintos factores. El objetivo del estudio es lograr la independencia de los mismos para facilitar el proceso de diseño, por lo que se busca la linealización de la misma. Para tratar de lograrlo, se busca que los requerimientos funcionales no dependan de algunos de los parámetros.

Por ejemplo, la estabilidad del carrito depende, de la distancia entre ejes, el peso, el ancho de vía y de la altura del manillar.

Sin embargo este último parámetro solo influye en la pérdida de estabilidad en caso de ser muy alto y llevar el centro de gravedad del carrito a una posición excesivamente desplazada. Dado que estas longitudes se tienen en cuenta para lograr los requerimientos de compactabilidad, nunca llegaría a ser un manillar tan excesivamente grande. Por esta razón se puede eliminar dicha dependencia.

Por otra parte, al analizar la manejabilidad se observa que depende del volumen de plegado. Efectivamente, al ocupar el carrito menos espacio, resultará más manejable, pero esta cualidad ya se contempla en el requerimiento de compactabilidad, por lo que también eliminamos esta dependencia.

Así, reorganizando la matriz se logra una con un mayor grado de linealidad (si bien, no se logra una independencia completa entre los distintos parámetros)




Peso

Altura manillar

Ancho de vía

Distancia entRe ejes

Volumen plegado

Tenacidad

Límite de fatiga

Acabado superficial

Conductividad

ESTABILIDAD

X

 

X

X

 

 

 

 

 

MANEJABILIDAD

X

X

X

X













 

COMPACTABILIDAD

 

X

X

X

X










 

SEGURIDAD

 













X

X

X

X

MANTENIMIENTO

 

 

 

 

 

X

X

 

 



  1. Suspensión y ruedas




Radio de ruedas

Ancho de llanta

Profundidad de huella

Coeficiente amortiguación

Frecuencia de resonancia

Momento autoalineante

Presión inflado

Límite de fatiga

Coeficiente de rozamiento

Constante elástica

COMODIDAD

X




X

X

X




X




X

X

ADHERENCIA

 

X

X

X







X




X

X

DIRECCION FIABLE

 













X

X







 

MANTENIMIENTO

 
















X

X

X

 

COMPACTABILIDAD

X

X

 

 

 

 

 

 

 

 

En este caso, la matriz de partida tampoco se caracteriza por su linealidad. Una de las pocas linealizaciones que se realizan es en lo referente a l requerimiento de comodidad. Inicialmente este es dependiente de la profundidad de la huella en los neumáticos del carrito. Sin embargo los demás factores de los que depende (radio de las ruedas, amortiguación, vibración o constante elástica del muelle) son mucho más influyentes en la comodidad para el conductor del carrito y para el bebé y esta dependencia se desprecia.

Por otra parte, también dependía de la presión de inflado. Pero al analizar el problema se determina que una posibilidad para eliminar esta dependencia es cambiar el sistema de neumáticos a uno sin necesidad de inflado. Al eliminarse este parámetro se logra también lograr mayor independencia en las funciones de adherencia , dirección fiable y mantenimiento.

Aplicando estas mejoras y reorganizando la matriz se obtiene el siguiente resultado:




Frecuencia de resonancia

Profundidad de huella

Coeficiente amortiguación

Constante elástica

Momento autoalineante

Coeficiente de rozamiento

Límite de fatiga

Radio de ruedas

Ancho de llanta

COMODIDAD

X




X

X




X




X

 

ADHERENCIA

 

X

X

X




X







X

DIRECCION FIABLE

 










X










 

MANTENIMIENTO

 













X

X




 

COMPACTABILIDAD

 

 

 

 

 

 

 

X

X



  1. Capazo




Acabado superficial

peso

Ancho

Largo

Alto

Limite de rotura

MANTENIMIENTO

 

 

 

 

 

X

COMODIDAD PARA EL NIÑO

 




X

X




 

MANEJABILIDAD

 

X

X

X

X

 

SEGURIDAD

X













X

ALMACENAJE COMPACTO

 

 

X

X

X

 

En este caso, se trata de linealizar la matriz eliminando la dependencia de la compactabilidad del almacenaje con las dimensiones del capazo. El capazo se guardará junto con el chasis cuando se pliegue y deberá tener unas dimensiones de largura y anchura menores que el (para poder ser montado). Por lo tanto, la compactabilidad del almacenaje no dependerá de estas dimensiones y pueden ser eliminadas de la matriz de dependencia.

Reordenando las filas y columnas de la matriz con la que se está trabajando se logran los siguientes resultados:




peso

Ancho

Largo

Alto

Limite de rotura

Acabado superficial

MANEJABILIDAD

X

X

X

X

 

 

COMODIDAD PARA EL NIÑO




X

X







 

ALMACENAJE COMPACTO










X




 

MANTENIMIENTO













X

 

SEGURIDAD

 

 

 

 

X

X



  1. Silla




peso

Ancho

Largo

Alto

Limite de rotura

Acabado superficial

MANTENIMIENTO













X




COMODIDAD PARA EL NIÑO




X

X

X







MANEJABILIDAD

X

X

X

X







SEGURIDAD













X

X

ALMACENAJE COMPACTO




X

X

X







Para linealizar esta matriz, se realiza un razonamiento similar al del capazo, de tal forma que el almacenaje compacto solo dependa de la altura de la silla. Posteriormente se ordenan las filas y columnas buscando la estructura más lineal posible.




peso

Ancho

Largo

Alto

Limite de rotura

Acabado superficial

MANEJABILIDAD

X

X

X

X

 

 

COMODIDAD PARA EL NIÑO




X

X

X




 

ALMACENAJE COMPACTO










X




 

MANTENIMIENTO













X

 

SEGURIDAD

 

 

 

 

X

X



  1. Frenos




Peso

Límite de fatiga

Área de contacto

Dureza

Coeficiente rozamiento

Volumen

MANEJABILIDAD

X

 

 

 

 

X

FIABILIDAD




X

X

X

X

 

MANTENIMIENTO




X




X




 

SEGURIDAD







X

X

X

 

VERSATILIDAD

 

 

 

 

 

X

Para linealizar la matriz referente a los frenos, se ha tenido en cuenta que la fiabilidad de estos depende en gran medida de los límites mecánicos de sus materiales (límite de fatiga, dureza o coeficiente de rozamiento) y no tanto del área de contacto del freno. Por lo tanto se ha despreciado esta dependencia en el diseño.

Por otra parte, dado que la fiabilidad del sistema es un requisito indispensable para la seguridad del bebé, se ha tenido en cuenta como un requerimiento funcional independiente.

Por ello, la seguridad en este caso hace referencia a la posibilidad de que el bebé sufra algún daño bajo el supuesto de que el sistema es fiable. Por ejemplo, el sistema podría funcionar correctamente y ser fiable en cuanto a frenada, pero presentar la posibilidad de que el bebé se enganchase en el mecanismo (incumpliendo así el requerimiento de seguridad). Así, la seguridad solo depende del área de contacto (posición y facilidad de acceso por parte del bebé) eliminándose la dependencia con la dureza y el rozamiento.

Tras reorganizar la matriz, presenta la siguiente forma:




Peso

Area de contacto

Límite de fatiga

Dureza

Coeficiente rozamiento

Volumen

MANEJABILIDAD

X

 

 

 

 

X

SEGURIDAD




X










 

MANTENIMIENTO







X

X




 

FIABILIDAD







X

X

X

 

VERSATILIDAD

 

 

 

 

 

X

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