پیاده‌سازی ساختار عملکرد (Functions Structure Establishment)

منظور از عملکرد، کارکرد یا فانکشن در طراحی مهندسی چیست؟

در منابع طراحی، فانکشن یا عملکرد یا کارکرد (Function) به یک عمل یا کار مشخص گفته می‌شود که انجام آن از یک سیستم فنّی (مثل دستگاه، ماشین، قطعه، کارخانه) انتظار می‌رود، مثلاً اصلی‌ترین کارکردهایی که از لامپ معمولی، نوار نقاله و چسب نواری انتظار داریم به ترتیب {روشن کردن محیط} و {جابه‌جا کردن بار} و {چسباندن قطعات} است. با توجه به این که یک “فانکشن” انجام عمل را نشان می‌دهد، باید حتماً به صورت فعل بیان شود و لذا عباراتی مثل ارزان و محکم و قشنگ و سبک بودن محصول را شامل نمی‌شود. همچنین “کارکرد” با “روش انجام کار” متفاوت است، مثلاً وقتی می‌گوییم که این دستگاه برای {جابه‌‌جا کردن بار} توسط نوار نقاله طراحی شده است، عبارت {جابه‌جا کردن بار} یک فانکشن را توصیف می‌کند اما عبارت “توسط نوار نقاله” جزء آن نیست و روش انجامش را نشان می‌دهد.

به جز کلمه‌ی function در منابع طراحی از عبارات دیگری هم استفاده می‌شود که آشنایی با آن‌ها برای ورود به بحث ساختار عملکرد ضروری است. در تصویر زیر، نمونه‌ای از این عبارات را مشاهده می‌کنید.

عملکردهای مفید و غیرمفید (ضروری و غیرضروری)

 فانکشن‌ها می‌توانند مفید یا غیرمفید باشند، مثلاً “تبدیل انرژی الکتریکی به مکانیکی” در موتور الکتریکی مفید است اما “حرارتی که ایجاد می‌کند” مفید نیست. همچنین بریدن قطعات توسط اره نواری مفید است، اما ضایعاتی که ایجاد می‌کند مفید نیست. برای بررسی کارکردها باید هر دو نوعِ مفید و غیرمفیدشان را در نظر بگیریم، چون همانطور که برای انجام عملکردهای مفید برنامه‌ریزی می‌کنیم، کاهش یا تعدیل عملکردهای غیرمفید هم به برنامه‌ریزی نیاز دارد.

عملکرد کلّی و جزئی (یا ریزعملکرد)

عملکرد کلی (Overall Function) به اصلی‌ترین و مهم‌ترین کارکرد یک سیستم (یا زیرسیستم) گفته می‌شود، مثلاً اصلی‌ترین و مهم‌ترین کارکردهای کلّی خودرو و کامپیوتر به ترتیب عبارتند از {جابه‌جا کردن مسافران} و {پردازش اطلاعات}. معمولاً این توصیف‌های کلّی را با انتزاعی‌سازی به دست می‌آوریم، مثلاً با این که می‌توانیم صدها صفحه‌ در مورد فانکشن‌های خودرو بنویسیم، اما چکیده‌ی همه‌ی آن‌ها به یک توضیح کوتاه و اساسی و مهم منتهی می‌شود که همان عملکرد کلی است.

اگر کارکرد کلّی را تجزیه کنیم، به فانکشن‌های کوچک‌تر و ساده‌تری می‌رسیم که عملکرد جزئی (Subfunction) نامیده می‌شوند. مثلاً {تیز کردن نوک مداد} کلّی‌ترین کاری است که مداد تراش انجام می‌دهد، اما برای تحقق آن باید {نوک مداد در ناحیه‌ی ورودی قرار بگیرد} و {مداد با فشار به داخل هدایت شود} و {با اعمال گشتاور بچرخد} و بعد از طی شدن زمان مناسب {از داخل حفره خارج شود}. این چهار مورد، کارکردهای جزئی (یا Subfunction) هستند که از تجزیه‌ی {تیز کردن نوک مداد} به دست می‌آیند.

فرایند تجزیه تا جایی ادامه پیدا می‌کند که فانکشن‌های جزئی تا حد زیادی ساده و قابل فهم شده باشند و بتوانیم راهکارهای مناسبی برای انجام‌ آن‌ها پیشنهاد کنیم. با این حال، اگر بدانیم که انجام یک فانکشن پیچیده خارج از موضوع طراحی است، نیازی به تجزیه‌ی آن نیست. مثلاً فرض کنید که قرار است خودرویی طراحی کنیم که موتور آن به صورت آماده خریداری می‌شود. در این حالت، نیازی به موشکافی عملکردهای مربوط به موتور نیست و وقتی نوبت به آن رسید، به یک توضیح کلّی و انتزاعی بسنده می‌کنیم.

عملکردهای اصلی و فرعی (یا کمکی)

کارکردهای جزئی را می‌توانیم به دو دسته‌ی اصلی (main subfunctions) و کمکی (Auxiliary subfunctions) تقسیم کنیم. دسته‌ی اول، مستقیماً در انجام فانکشن کلّی (Overall function) مؤثر هستند و ارتباطشان با آن آشکار است. دسته‌ی دوم، مستقیماً تأثیری در انجام فانکشن کلّی ندارند، اما با حمایت از سیستم یا عملکردهای اصلی (دسته‌ی اول) به انجام بهتر آن کمک می‌کنند. مثلاً فانکشن کلی جرثقیل {جابه‌جا کردن بار} است و فانکشن‌های اصلی برای آن عبارتند از {قلاب کردن بار} و {بلند کردن} و {تنظیم ارتفاع} و {تنظیم سرعت} که مستقیماً به {جابه‌جایی} مربوط می‌شوند. ممکن است رفتار سیستم به این ترتیب باشد که ابتدا {وزن بار اندازه‌گیری شود} تا اگر از تحمل سیستم بیشتر بود، {بوق هشدار برای چند ثانیه پخش شود}. این دو فانکشن مستقیماً تأثیری در {جابه‌جایی} ندارند و به همین علت فرعی محسوب می‌شوند.

در بسیاری از موارد، شناسایی اصلی یا فرعی بودن یک کارکرد دشوار است. در این موارد می‌توانیم برای ساده‌تر شدن تصمیم‌گیری، کارکرد مشکوک را اصلی فرض کنیم. این موضوع را در مثال پنجم بیشتر بررسی خواهیم کرد.