TRIZ理论五系统功能分析课件.pptx

1、2014年12月系统功能分析与裁剪系统功能分析与裁剪TRIZ发明创新理论及应用TRIZ理论体系 一、功能分析概述一、功能分析概述 二、功能定义二、功能定义 三、功能分类三、功能分类 四、功能整理四、功能整理 五、功能系统分析方法五、功能系统分析方法 六、六、基于组件的基于组件的功能评估功能评估 七、系统裁剪七、系统裁剪主要内容+1919世纪世纪4040年代，年代，价值工程理论的创始人价值工程理论的创始人-美国通用电美国通用电气的工程师迈尔斯首先提出功能的概念，并把它作为工气的工程师迈尔斯首先提出功能的概念，并把它作为工程研究的核心问题，他认为，程研究的核心问题，他认为，顾客买的不是产品本身，顾

2、客买的不是产品本身，而是产品的功能而是产品的功能。 功能是结构的抽象，结构是功能的具体功能是结构的抽象，结构是功能的具体 功能是系统存在的理由，是系统的外在表现功能是系统存在的理由，是系统的外在表现 结构是系统功能的载体，是系统的客观存在结构是系统功能的载体，是系统的客观存在 “功能”概念的提出产品规划产品规划产品原理设计产品原理设计技术设计技术设计施工设计施工设计 从产品规划到产品原理设从产品规划到产品原理设计是这一过程中最为关键的一步。计是这一过程中最为关键的一步。 系统功能分析系统功能分析产品设计过程是对技术系统的是对技术系统的“功能功能”进行抽象的描进行抽象的描述，并进行分类、整理、系

3、统化的过程。述，并进行分类、整理、系统化的过程。 用户需求的是产品的功能，功能是产品的本质，用户需求的是产品的功能，功能是产品的本质，而产品的具体内容只是功能的实现形式。而产品的具体内容只是功能的实现形式。功能分析系统时，首先需确定系统完成或实现系统时，首先需确定系统完成或实现的主要功能，然后将主要功能分解为子功能，即的主要功能，然后将主要功能分解为子功能，即功能分解。功能分解。时，是理清技术系统的主要功时，是理清技术系统的主要功能以及其辅助功能，以便理解系统，找出系统的能以及其辅助功能，以便理解系统，找出系统的问题所在。问题所在。功能分析的应用功能定义功能分类功能整理p简明描述功能简明描述功

4、能p用动宾词组描述用动宾词组描述p采用本质表达采用本质表达p功能作用分类功能作用分类p功能等级分类功能等级分类p性能水平分类性能水平分类p组件层次分析组件层次分析p相互作用分析相互作用分析p功能等级分析功能等级分析p性能水平分析性能水平分析p建立功能模型建立功能模型功能分析的步骤 一、功能分析概述一、功能分析概述 二、功能定义二、功能定义 三、功能分类三、功能分类 四、功能整理四、功能整理 五、功能系统分析方法五、功能系统分析方法 六、六、基于组件的基于组件的功能评估功能评估 七、系统裁剪七、系统裁剪主要内容+技术系统：技术系统：由相互联系的组件和组件之间的相互作用由相互联系的组件和组件之间的

5、相互作用组成，以实现某种功能组成，以实现某种功能+组件：组件：指组成技术系统或超系统的一个部分，是由物指组成技术系统或超系统的一个部分，是由物质或者场组成的一个物体质或者场组成的一个物体+超超系统：系统：是将已经分析过的技术系统作为组件的系统，是将已经分析过的技术系统作为组件的系统，或不属于系统本身但与系统及其组件有一定相关性的或不属于系统本身但与系统及其组件有一定相关性的系统系统+目标：目标：指技术系统的作用对象指技术系统的作用对象技术系统的几个概念+功能（功能（FunctionFunction）是系统满足使用者需求（现实是系统满足使用者需求（现实需求和潜在需求）的任何属性。需求和潜在需求）

6、的任何属性。生产者生产者干什么的？干什么的？顾顾 客客为什么购买？为什么购买？功能功能功能功能调节温度调节温度采光、通采光、通风、调温风、调温功能 是指某组件（子系统、功能载体）改变或保持另一组件（子是指某组件（子系统、功能载体）改变或保持另一组件（子系统、功能对象）的某个参数的系统、功能对象）的某个参数的行为或作用行为或作用（Action)Action)录音笔录音笔灯泡灯泡录放声音录放声音提供光源提供光源TRIZ理论的“关于组件的功能”+就是指对分析对象及其组成部分所应具有的各种就是指对分析对象及其组成部分所应具有的各种功能，用简明、准确的语言进行描述和表达。功能，用简明、准确的语言进行描述

7、和表达。功能载体功能载体功能对象功能对象作用（作用（Action)Action) X X更改（或保持）更改（或保持）Z Z的参数的参数Y Y X X功能载体，功能载体，ZZ功能对象，功能对象，ZZ功能对象功能对象Z Z的某个参数的某个参数功能定义+1 1、 用动宾词组描述，功能用动宾词组描述，功能= =工作工作+ +对象（对象（V+OV+O） 如：电线的功能如：电线的功能= =传输电流传输电流+2 2、功能受体至少要有一个参数受到影响，发生改变、功能受体至少要有一个参数受到影响，发生改变。 如：传输电流意味着电子位置的改变。如：传输电流意味着电子位置的改变。+3 3、禁止使用、禁止使用“不不”

8、替代否定动词替代否定动词。 如：不能说如：不能说“陶瓷不能传导电流陶瓷不能传导电流”，而要说，而要说“陶瓷阻碍电流陶瓷阻碍电流”；不能说不能说“河堤缺口不能阻止河水河堤缺口不能阻止河水”，而要说，而要说“河堤缺口引导河河堤缺口引导河水水”+4 4、功能对象必须是组件，不能是组件参数，并且需要针对特定、功能对象必须是组件，不能是组件参数，并且需要针对特定条件下的具体技术系统进行功能陈述。条件下的具体技术系统进行功能陈述。+5 5、尽量用抽象的词语表达，避免使用专业术语、尽量用抽象的词语表达，避免使用专业术语功能定义的原则+直觉表达：描述的不是功能，而是功能执行的结果直觉表达：描述的不是功能，而是

9、功能执行的结果+TRIZTRIZ的功能定义采用本质表达的功能定义采用本质表达技术系统技术系统直觉表达直觉表达本质表达本质表达电吹风机电吹风机吹干头发吹干头发蒸发水分蒸发水分电风扇电风扇凉爽身体凉爽身体移动空气移动空气放大镜放大镜放大目标物放大目标物改变光线改变光线白炽灯白炽灯照亮房间照亮房间发光发光挡风玻璃挡风玻璃保护司机保护司机防止车外物体撞击防止车外物体撞击二极管二极管整流电流整流电流阻滞某极性电流阻滞某极性电流功能定义的直觉表达与本质表达功能动词功能动词功能动词功能动词功能动词功能动词功能动词功能动词吸收分解加热阻止聚集沉淀支撑加工装配（组装） 破坏告知保护弯曲检测连接移除拆解干燥定位旋

10、转（转动）相变嵌插混合分离清洁浸蚀移动振动凝结蒸发定向固定冷却析取擦亮传递腐蚀煮沸防护本质表达法常用功能动词+功能的图形化表达常用箭头和矩形框来表示（功能的图形化表达常用箭头和矩形框来表示（），其中箭头代表动词（），其中箭头代表动词（），矩形框），矩形框代表名词（代表名词（）。）。组件组件A A组件组件B BA A对对B B的动作（动词）的动作（动词）功能载体功能载体功能功能=动作动作+对象对象功能对象功能对象功能的图形化表达法及作用+功能的图形化表达把功能的图形化表达把与其与其分离，分分离，分别进行考虑。别进行考虑。组件组件A A组件组件B BA A对对B B的作用的作用我们不需要组件我们不

11、需要组件A将功能和组件分离开将功能和组件分离开我们需要组件我们需要组件A的功能的功能功能的图形化表达法及作用 一、功能分析概述一、功能分析概述 二、功能定义二、功能定义 三、功能分类三、功能分类 四、功能整理四、功能整理 五、功能系统分析方法五、功能系统分析方法 六、六、基于组件的基于组件的功能评估功能评估 七、系统裁剪七、系统裁剪主要内容 有用功能：指功能载体对功能对象的作用按照期望的方向改变有用功能：指功能载体对功能对象的作用按照期望的方向改变功能对象的参数功能对象的参数 特点：改特点：改“善善”参数参数 有害功能：指功能载体对功能对象的作用不按照期望的方向改有害功能：指功能载体对功能对象

12、的作用不按照期望的方向改变功能对象的参数变功能对象的参数 特点：特点：“不改善不改善”甚至甚至“恶化恶化”参数参数功能分类（一）有用功能的等级分类 基本（主要）功能基本（主要）功能B Bq功能的对象是系统目标或目的功能的对象是系统目标或目的q系统存在的主要理由，回答系统存在的主要理由，回答“系统能做什么？系统能做什么？”q功能价值最高，为功能价值最高，为3 3分分 辅助功能辅助功能AxAxq功能的对象是系统组件功能的对象是系统组件q支撑基本功能支撑基本功能q辅助功能的价值，为辅助功能的价值，为1 1分，如其功能对象为提供基本功分，如其功能对象为提供基本功能的组件时，则功能价值为能的组件时，则功

13、能价值为2 2分分 附加功能附加功能AdAdq功能对象是超系统组件，回答功能对象是超系统组件，回答“系统还能做什么？系统还能做什么？”q附加功能的价值，为附加功能的价值，为2 2分分有用功能的等级分类与功能价值系统组件n超系统组件1系统组件2系统组件1系统目标附加功能Ad=2辅助功能Ax=2辅助功能Ax=1附加功能 Ad=2基本功能 B=3例：有用功能的功能价值 正常功能，代号正常功能，代号“N N” ” 实际的改善值达到期望的改善值实际的改善值达到期望的改善值 功能过度，代号功能过度，代号“E E” 实际的改善值大于期望的改善值实际的改善值大于期望的改善值 功能不足，代号功能不足，代号“I

14、I” 实际的改善值小于期望的改善值实际的改善值小于期望的改善值有用功能的性能水平上位功能上位功能、下位功能下位功能功能分类（二） 一、功能分析概述一、功能分析概述 二、功能定义二、功能定义 三、功能分类三、功能分类 四、功能整理四、功能整理 五、功能系统分析方法五、功能系统分析方法 六、六、基于组件的基于组件的功能评估功能评估 七、系统裁剪七、系统裁剪主要内容定义定义功能功能整理就是对定义出的功能进行系统的分析、整整理就是对定义出的功能进行系统的分析、整理，明确功能之间的关系，分清功能类别，建立理，明确功能之间的关系，分清功能类别，建立功功能模型图能模型图。步骤步骤1 1、分析、分析出产品的基

15、本功能和辅助出产品的基本功能和辅助功能功能2 2、明确、明确功能的上下位和并列之间的功能的上下位和并列之间的关系关系3 3、排列功能模型图、排列功能模型图功能整理1 1、确定、确定基本功能和辅助功能基本功能和辅助功能+可以通过回答三个问题来拟定基本功能：可以通过回答三个问题来拟定基本功能： 它的作用是必不可少的吗？它的作用是必不可少的吗？ 是主要目的吗？是主要目的吗？ 如果它的作用改变了，它的制造工艺和零部件是全如果它的作用改变了，它的制造工艺和零部件是全部改变了吗？假若回答是肯定的，则这个功能就是部改变了吗？假若回答是肯定的，则这个功能就是基本功能。基本功能。功能整理的步骤（1 1）在功能定

16、义的基础上，编制功能卡片）在功能定义的基础上，编制功能卡片+把功能定义写成卡片，并按一定关系进行分类，如按使用功能或把功能定义写成卡片，并按一定关系进行分类，如按使用功能或美学功能分类，或按基本功能与辅助功能分类等。美学功能分类，或按基本功能与辅助功能分类等。+每个卡片记录一个功能，包括功能内容、构成要素，零部件名称，每个卡片记录一个功能，包括功能内容、构成要素，零部件名称，功能成本等。可自由移动卡片，从任一角度研究功能的相互关系。功能成本等。可自由移动卡片，从任一角度研究功能的相互关系。要素名称要素名称灯丝灯丝功能定义功能定义通过电流、转换能量通过电流、转换能量要素成本要素成本（略）（略）功

17、能整理的步骤白炽灯各组件的功能定义（功能卡片）白炽灯各组件的功能定义（功能卡片）序号序号零件名称零件名称功能定义功能定义成本（略）成本（略）1绝缘体绝缘体允许安装，固定玻壳，固定芯柱允许安装，固定玻壳，固定芯柱2灯头灯头允许安装，固定玻壳，固定芯柱允许安装，固定玻壳，固定芯柱3导体、触点导体、触点通过电流，连接导线通过电流，连接导线4芯柱芯柱固定灯丝固定灯丝5玻壳玻壳保护灯丝，贮存气体保护灯丝，贮存气体6灯丝灯丝转换能量，通过电流转换能量，通过电流7惰性气体惰性气体防止灯丝蒸发（延长寿命防止灯丝蒸发（延长寿命8粘合剂粘合剂固定密封壳体固定密封壳体功能整理的步骤2 2）区分基本功能和辅助功能。）

18、区分基本功能和辅助功能。+白炽灯的总体功能是白炽灯的总体功能是“发光发光”或或“提供光能提供光能”。+基本功能（主要功能）有基本功能（主要功能）有“转换能量转换能量”、“通过电流通过电流”、“连接导线连接导线”以及以及“允许安装允许安装”，其它可视为辅助功能。，其它可视为辅助功能。功能整理的步骤2 2、逐个明确功能逻辑关系、逐个明确功能逻辑关系+一个产品的许多功能之间，存在着所属关系和并列关系。一个产品的许多功能之间，存在着所属关系和并列关系。在功能整理中，要逐个明确各功能间的逻辑关系。在功能整理中，要逐个明确各功能间的逻辑关系。 功能的所属关系功能的所属关系（上下关系），即上位功能与下位功能

19、的关（上下关系），即上位功能与下位功能的关系。系。 功能的并列关系功能的并列关系是指对于较为复杂的功能系统，在上位功能是指对于较为复杂的功能系统，在上位功能之后往往有几个并列的功能存在，这些功能所处于同等地位，之后往往有几个并列的功能存在，这些功能所处于同等地位，都是为了实现共同目的而必须具备的手段。都是为了实现共同目的而必须具备的手段。 例如，住宅的最基本功能是居住，为实现该项功能，住宅必例如，住宅的最基本功能是居住，为实现该项功能，住宅必须具有遮风避雨、御寒防暑、采光、通风、隔声、防潮等功须具有遮风避雨、御寒防暑、采光、通风、隔声、防潮等功能，这些功能之间是属并列关系的，都是实现居住功能的

20、手能，这些功能之间是属并列关系的，都是实现居住功能的手段，因而居住是上位功能，上述所列的并列功能是居住的下段，因而居住是上位功能，上述所列的并列功能是居住的下位功能，即上位功能是目的，下位功能是手段。位功能，即上位功能是目的，下位功能是手段。功能整理的步骤+按照按照“目的与手段目的与手段”的关系，通过提问的方法，寻找实现的关系，通过提问的方法，寻找实现总体功能的直接手段功能，然后分系统一层一层地找下去。总体功能的直接手段功能，然后分系统一层一层地找下去。也可反过来，以手段寻找目的，一层层地推上去。这两种也可反过来，以手段寻找目的，一层层地推上去。这两种顺序也可交替，互补进行。顺序也可交替，互补

21、进行。+提问的两个问题：提问的两个问题： 为什么需要此功能？为什么需要此功能？这一问题是为了找出上位功能，即目的；这一问题是为了找出上位功能，即目的； 通过什么手段来实现这个功能？通过什么手段来实现这个功能？这一问题是为了找出下位功能，这一问题是为了找出下位功能，即手段。即手段。+当有两个以上的功能处于同等地位时，都是为了实现同一当有两个以上的功能处于同等地位时，都是为了实现同一目的功能，则其关系为相互独立的并列关系，称为同位功目的功能，则其关系为相互独立的并列关系，称为同位功能。这样，就能逐步把各功能之间的关系系统化，连成一能。这样，就能逐步把各功能之间的关系系统化，连成一个功能模型图。个功

22、能模型图。功能整理的步骤（3 3）排列重要功能系列。）排列重要功能系列。提供光能提供光能能量转换能量转换通过电流通过电流连接导线连接导线允许安装允许安装目的（上位）目的（上位）目的目的目的目的目的目的手段（下位）手段（下位）手段手段手段手段手段手段功能整理的步骤（4 4）排列、整理辅助功能系列）排列、整理辅助功能系列+通过研究发现通过研究发现“使导体绝缘使导体绝缘”、“固定玻壳固定玻壳”、“固定芯固定芯柱柱”、“固定灯丝固定灯丝”、“保护灯丝保护灯丝”、“贮存惰气贮存惰气”、“防防止灯丝蒸发止灯丝蒸发”和和“密封壳体密封壳体”。它们构成三个辅助功能系列。它们构成三个辅助功能系列。使导体绝缘使导

23、体绝缘防止蒸发防止蒸发贮存惰气贮存惰气密封壳体密封壳体保护灯丝保护灯丝固定灯丝固定灯丝固定芯柱固定芯柱固定玻壳固定玻壳系列系列系列系列系列系列功能整理的步骤3 3、绘制功能、绘制功能模型模型图图+无论功能关系简单或复杂，任何产品的功能都是成系统的。无论功能关系简单或复杂，任何产品的功能都是成系统的。在产品内部存在着大大小小的功能，按照一定的内在逻辑在产品内部存在着大大小小的功能，按照一定的内在逻辑关系结合在一起，就形成了功能系统，将功能之间的上下关系结合在一起，就形成了功能系统，将功能之间的上下或并列关系，顺序排列下去，上位功能在左，下位功能在或并列关系，顺序排列下去，上位功能在左，下位功能在

24、右，就得到表示功能关系的功能右，就得到表示功能关系的功能模型模型图。图。+当功能的相互关系同当功能的相互关系同“目的一手段目的一手段”的逻辑及并列关系的的逻辑及并列关系的逻辑不矛盾时，功能模型图就完成了。逻辑不矛盾时，功能模型图就完成了。功能整理的步骤F F1111F F1212F F2121F F2222F F3131F F3232F F1 1F F2 2F F3 3F F0 0功能区功能区1 1功能区功能区2 2功能区功能区3 3目的目的手段手段目的目的手段手段功能模型图功能模型图最上位功能最上位功能一级功能一级功能二级功能二级功能功能整理的步骤（5 5）把辅助功能系列连接到重要功能系列之

25、中）把辅助功能系列连接到重要功能系列之中提供光能提供光能能量转换能量转换通过电流通过电流连接导线连接导线允许安装允许安装使导体绝缘使导体绝缘保护灯丝保护灯丝固定灯丝固定灯丝固定芯柱固定芯柱固定玻壳固定玻壳防止蒸发防止蒸发贮存惰气贮存惰气密封壳体密封壳体“为什么使导体绝缘？为什么使导体绝缘？” ” “为了更好地通过电流为了更好地通过电流”“为什么防止蒸发？为什么防止蒸发？”为了更好地为了更好地“转换能量转换能量”“为什么保护灯丝？为什么保护灯丝？”为了更好地为了更好地“转换能量转换能量”功能整理的步骤 一、功能分析概述一、功能分析概述 二、功能定义二、功能定义 三、功能分类三、功能分类 四、功能

26、整理四、功能整理 五、功能系统分析方法五、功能系统分析方法 1 1、新技术系统与、新技术系统与FASTFAST图图 2 2、系统改进与关于组件的系统功能分析、系统改进与关于组件的系统功能分析 六、六、基于组件的基于组件的功能评估功能评估 七、系统裁剪七、系统裁剪主要内容+开发新技术系统时，首先需确定系统开发新技术系统时，首先需确定系统完成或实现的主要功能，然后将主要完成或实现的主要功能，然后将主要功能分解为子功能，即功能分解。功能分解为子功能，即功能分解。 可以采用功能分析系统技术（可以采用功能分析系统技术（Function Analysis Function Analysis System

27、TechniqueSystem Technique，简称简称）图解法，即利用功图解法，即利用功能上下位之间的关系和并列关系进行功能整理。能上下位之间的关系和并列关系进行功能整理。新技术系统的开发+主要按照主要按照“目的目的- -手段手段”的逻辑关系逐次进行。的逻辑关系逐次进行。 把各个构成要素的把各个构成要素的功能按照逻辑关系连接功能按照逻辑关系连接起来，起来，绘制绘制功能模型图功能模型图目的目的手段手段目的目的手段手段目的目的手段手段目的：目的：“为什么为什么”，从右向左来进行研究。，从右向左来进行研究。手段：手段：“怎么办怎么办”，从左向右来进行研究。，从左向右来进行研究。FAST图解法+

28、上下位功能关系，即目的与手段之间的关系。上下位功能关系，即目的与手段之间的关系。例如洗衣机例如洗衣机分离脏物分离脏物摩擦衣物摩擦衣物扰动水流扰动水流幻灯机幻灯机教学教学显示显示图像图像反射反射图像图像投影投影图像图像照射照射幻灯片幻灯片夹持幻灯片夹持幻灯片提供光源提供光源上下位功能关系+第一层级的功能，都是第一层级的功能，都是“目的目的”功能的手段功能。第二层级的功能，功能的手段功能。第二层级的功能，都是第一层级功能的手段功能都是第一层级功能的手段功能+某一手段功能，其子系统中的每一个功能都不与其外任何功能发生关某一手段功能，其子系统中的每一个功能都不与其外任何功能发生关系，则称该功能及其子系

29、统中的所有功能构成一个功能领域。系，则称该功能及其子系统中的所有功能构成一个功能领域。F0F1F11F12F2F21F22F23F3F31功能领域功能领域 功能领域功能领域 功能领域功能领域 第一层第一层第二层第二层功能层级与功能领域上位上位功能功能基本基本功能功能因果因果功能功能因果因果功能功能因果因果功能功能下位下位功能功能并列并列功能功能并列并列功能功能因果因果功能功能辅助辅助功能功能研讨项目的范畴研讨项目的范畴上位界限上位界限 下位界限下位界限如何如何为何为何设计目的设计目的设计标准设计标准任何任何时候时候均需要存均需要存在的功能在的功能要径路线要径路线系统边界系统边界系统边界系统边界

30、FAST图解法的基本结构 对对功能检查提问，功能检查提问，是为了是为了更进一步审定功能定义的完整性更进一步审定功能定义的完整性和正和正确性，以便找出不当之处，予以修改和完善。确性，以便找出不当之处，予以修改和完善。（1 1）是否区分了基本功能与辅助功能？）是否区分了基本功能与辅助功能？（2 2）是否明确了各项功能的具体目的？）是否明确了各项功能的具体目的？（3 3）各项功能实现的手段都找到了吗？）各项功能实现的手段都找到了吗？（4 4）是否有遗漏的功能？）是否有遗漏的功能？（5 5）是否有不必要的功能？）是否有不必要的功能？（6 6）是否明确了各个功能领域的具体作用？）是否明确了各个功能领域的

31、具体作用？（7 7）是否有不确切的功能？）是否有不确切的功能？功能检查提问法+把握必要功能，发现不必要功能把握必要功能，发现不必要功能 越靠近目的界限的功能越重要。没有目的的手段功能可能越靠近目的界限的功能越重要。没有目的的手段功能可能是不必要功能是不必要功能+有效消除手段功能错位现象有效消除手段功能错位现象 很容易发现不同级别的手段功能被作为同位并列功能排列很容易发现不同级别的手段功能被作为同位并列功能排列+正确掌握功能领域正确掌握功能领域 使各功能领域清晰显现，便于改善功能的整体价值使各功能领域清晰显现，便于改善功能的整体价值+明确改善的功能级别明确改善的功能级别 要改善的下位功能群级别越

32、高越有效要改善的下位功能群级别越高越有效FAST图解法的优点 一、功能分析概述一、功能分析概述 二、功能定义二、功能定义 三、功能分类三、功能分类 四、功能整理四、功能整理 五、功能系统分析方法五、功能系统分析方法 1 1、新技术系统与、新技术系统与FASTFAST图图 2 2、系统改进与关于组件的系统功能分析、系统改进与关于组件的系统功能分析 六、六、基于组件的基于组件的功能评估功能评估 七、系统裁剪七、系统裁剪主要内容+组件组件是技术系统的组成部分：是技术系统的组成部分：1.1.组件组件执行一定的执行一定的功能；功能；2.2.组件可以等同为系统的子系统。组件可以等同为系统的子系统。 年轻的

33、工程师总是年轻的工程师总是关注系统中的关注系统中的。 有丰富经验的工程有丰富经验的工程师关注系统中的师关注系统中的。组件+定义定义 对已有系统进行分解，明确各组件的有用功能及功能等对已有系统进行分解，明确各组件的有用功能及功能等级、性能水平，以及有害功能，有助于准确理解组件间的级、性能水平，以及有害功能，有助于准确理解组件间的相互作用，并建立组件功能模型相互作用，并建立组件功能模型+主要分析内容主要分析内容 1 1、确定技术系统所提供的主功能、确定技术系统所提供的主功能 2 2、研究各组件对系统功能的贡献、研究各组件对系统功能的贡献 3 3、分析系统中的有用功能和有害功能、分析系统中的有用功能

34、和有害功能 4 4、对于有用功能，确定其功能等级和性能水平、对于有用功能，确定其功能等级和性能水平 5 5、建立组件功能模型，绘制功能模型图、建立组件功能模型，绘制功能模型图关于组件的系统功能分析系统功能分析可以分以下三步进行：系统功能分析可以分以下三步进行：，描述组成系统的组件。，描述组成系统的组件。，描述组件之间的相互作用关系。描述组件之间的相互作用关系。，用规范化的功能描述，揭示整个，用规范化的功能描述，揭示整个技术系统所有组件之间的相互作用关系以及如何技术系统所有组件之间的相互作用关系以及如何实现系统功能。实现系统功能。关于组件的系统功能分析步骤 识别技术识别技术系统的系统的组件及其超

35、系统组件，得到系统和超系统组件组件及其超系统组件，得到系统和超系统组件列表。列表。q回答了技术系统是由哪些组件组成回答了技术系统是由哪些组件组成的的q包括系统作用对象包括系统作用对象、系统、系统组件、子系统组件，以及和系统组件、子系统组件，以及和系统组件发生相互作用的超系统组件发生相互作用的超系统组件组件系统组件系统组件技术系统技术系统子系统组件子系统组件系统组件系统组件子系统组件子系统组件子系统级别子系统级别超系统超系统系统级别系统级别超系统级别超系统级别超系统超系统组件组件系统作用对象系统作用对象组件组件组件分析 生产阶段设备、原料、生产场地等等。生产阶段设备、原料、生产场地等等。 使用阶

36、段功能对象（产品）、消费者、能量源、与对象使用阶段功能对象（产品）、消费者、能量源、与对象相互作用的其它系统。相互作用的其它系统。 储存和运输阶段交通手段、包装、仓库、储存手段等等。储存和运输阶段交通手段、包装、仓库、储存手段等等。 与技术系统作用的外界环境空气、水、灰尘、热场、重与技术系统作用的外界环境空气、水、灰尘、热场、重力场等等。力场等等。典型的超系统组件热交换器的组件列表热交换器的组件列表技术系统主要功能组件超系统组件热交换器降低高温介质温度壳体高温介质M1端堵冷却介质M2管道空气管道支撑补偿装置端堵管道管道支撑端堵壳体补偿装置M2冷却介质M2冷却介质M1高温介质M1高温介质组件分析

37、案例1热交换器热交换器近视眼镜近视眼镜技术系统技术系统子系统子系统超系统超系统超系统组件超系统组件技术系统组件技术系统组件子系统组件子系统组件系统作用对象系统作用对象组件分析案例2近视眼镜的组件列表近视眼镜的组件列表技术系统主要功能组件子组件超系统组件近视眼镜折射光线镜片鼻子镜框耳朵镜腿金属杆眼睛塑料套光线组件分析案例2 目的：识别系统组件及超系统组件之间的相互作用关系目的：识别系统组件及超系统组件之间的相互作用关系 方法：构造相互作用矩阵方法：构造相互作用矩阵 判断依据：组件相互接触判断依据：组件相互接触联系联系/ /作用作用物质联系物质联系/ /作用作用场联系场联系/ /作用作用+ +有用

38、的有用的- -有害性有害性相互作用分析壳体壳体端堵端堵管道管道管道管道支撑支撑补偿补偿装置装置高温高温介质介质冷却冷却介质介质空气空气壳体+-+-+端堵+-+-+管道+-+-管道支撑-+-补偿装置-+高温介质-冷却介质-空气相互作用分析相互作用矩阵实例：眼镜与鼻子和耳朵的关系是物质关系，双向的；实例：眼镜与鼻子和耳朵的关系是物质关系，双向的； 眼镜与眼睛的关系是场关系，单向的。眼镜与眼睛的关系是场关系，单向的。相互作用分析案例 功能模型：描述技术系统和超系统组件的功能，以及有用功功能模型：描述技术系统和超系统组件的功能，以及有用功能、性能水平及成本水平。能、性能水平及成本水平。 两种模型：功能

39、分析表，功能模型图两种模型：功能分析表，功能模型图功能载体功能载体功能名称功能名称功能等级功能等级性能水平性能水平成本评价成本评价功能载体1动词+对象XB,Ax,Ad或HN,E或INe,Ac或UA动词+对象ZB,Ax,Ad或HN,E或INe,Ac或UA功能载体n动词+对象XB,Ax,Ad或HN,E或INe,Ac或UA动词+对象ZB,Ax,Ad或HN,E或INe,Ac或UA功能分析表的模版功能分析表的模版建立功能模型功能分类功能分类功能等级功能等级性能水平性能水平成本水平成本水平有用功能有用功能基本功能基本功能B B正常正常N N微不足道的微不足道的NeNe辅助功能辅助功能AxAx过度过度E E

40、可接受的可接受的AcAc附加功能附加功能AdAd不足不足I I难以接受的难以接受的UAUA有害功能有害功能H H功能图形功能图形正常功能正常功能过度功能过度功能不足功能不足功能有害功能有害功能组件图形组件图形系统组件系统组件 矩形框矩形框超系统组件超系统组件 六菱形六菱形系统作用对象系统作用对象 圆角矩形圆角矩形功能模型要素代号及图例热交换器的壳体功能分析表热交换器的壳体功能分析表功能载体功能名称功能等级性能水平成本评价壳体引导（支撑）M1BN支撑（固定）端堵AxN支撑补偿装置AxN热交换器的端堵功能分析表热交换器的端堵功能分析表功能载体功能名称功能等级性能水平成本评价端堵支撑补偿装置AxN支

41、撑管道AxN功能分析表案例热交换器的功能分析表热交换器的功能分析表功能载体功能载体功能名称功能名称功能等级功能等级性能水平性能水平成本评价成本评价壳体壳体引导（支撑）引导（支撑）M1M1B BN N支撑（固定）端堵支撑（固定）端堵AxAxN N支撑补偿装置支撑补偿装置AxAxN N端堵端堵支撑补偿装置支撑补偿装置AxAxN N支撑管道支撑管道AxAxN N管道支撑管道支撑支撑管道支撑管道AxAxN N阻滞阻滞M1M1H H高温介质高温介质M1M1加热壳体加热壳体B BN N加热管道加热管道B BI I拉长管道拉长管道H H振动管道振动管道H H冷却介质冷却介质M2M2缩短管道缩短管道H H管道

42、管道移动端堵移动端堵H H加热加热M2M2B BI I补偿装置补偿装置补偿端堵补偿端堵AxAxE E支撑壳体支撑壳体AxAxN N功能分析表案例M1M1管道支撑管道支撑支撑支撑管道管道M2M2补偿装置补偿装置壳体壳体端堵端堵阻滞阻滞拉长拉长振动振动引导引导（支撑）（支撑）支撑支撑支撑支撑补偿补偿支撑支撑移动移动热交换器的功能模型图功能模型图案例 一、功能分析概述一、功能分析概述 二、功能定义二、功能定义 三、功能分类三、功能分类 四、功能整理四、功能整理 五、功能系统分析方法五、功能系统分析方法 六、基于组件的功能评估六、基于组件的功能评估 七、系统裁剪七、系统裁剪主要内容65l功能评估：功能

43、评估：在功能分析的基础上，在功能分析的基础上，采取一定的技术方法对采取一定的技术方法对功能功能价值价值进行进行定量分析定量分析，找出最低的功能，找出最低的功能价值价值区域，明确需要改进区域，明确需要改进的具体功能范围和重点对象。的具体功能范围和重点对象。l功能功能评估评估的的对象：对象：可可根据具体情况或掌握资料程度选择根据具体情况或掌握资料程度选择1 1、功能、功能（抽象，概念化，难度大，但更科学）；（抽象，概念化，难度大，但更科学）；2 2、组件、组件（具体、实在的，容易，但要求功能（具体、实在的，容易，但要求功能与组件与组件一一对应一一对应）l功能评功能评估估方法：方法：功能功能成本法成

44、本法 基于组件的功能评估66一、功能价值分值F F1=1=3 3， F F2=1+2=2=1+2=3 3， F F3=3=2 2，F F4=4=1 1， F F5=5=1 1FiFi: :组件组件i i的功能价值分值的功能价值分值组件4超系统组件组件5组件2系统目标Ad=2Ax=1Ax=1Ax=1B=3组件3组件1Ax=2基于组件的功能评估67二、功能性能水平分值l功能性能水平：功能载体对功能对象参数的改善值和期望值之间的差异程度，即功能产生的相对严重程度，用符号H表示l功能性能水平分值：1、正常功能，H=0；2、功能不足或功能过度： H0,根据实际情况比较确定；3、有害功能：H最大基于组件的

45、功能评估68三、功能成本 功能成本主要由组件即功能载体的设计制造等成本因素构成，用符号C表示四、功能价值参数PVPVi i= =F Fi i/(/(H Hi i+C+Ci i) ) 其中：其中：PVPVi i 组件组件i i的功能价值参数的功能价值参数 F Fi i 组件组件i i的功能价值分值的功能价值分值 H Hi i 组件组件i i的功能性能水平分值的功能性能水平分值 C Ci i 组件组件i i的功能成本的功能成本基于组件的功能评估69五、功能成本图PV1PV4PV2PV9PV3PV5PV8PV7PV10PV11PV12PV6PV13区区区区区区区区l区区价值高，成本低，策略：保持价值

46、高，成本低，策略：保持l区区价值高但成本高，策略：降成本价值高但成本高，策略：降成本l区区价值低但成本低，策略：增强功能价值低但成本低，策略：增强功能l区区价值低且成本高，策略：剪裁组件、功能再分配价值低且成本高，策略：剪裁组件、功能再分配基于组件的功能评估 一、功能分析概述一、功能分析概述 二、功能定义二、功能定义 三、功能分类三、功能分类 四、功能整理四、功能整理 五、功能系统分析方法五、功能系统分析方法 六、基于组件的功能评估六、基于组件的功能评估 七、系统裁剪七、系统裁剪主要内容当系统需要删减某些组件，同时把它有用的功当系统需要删减某些组件，同时把它有用的功能提取出来，让系统中存在的其

47、他部分去完成这个功能提取出来，让系统中存在的其他部分去完成这个功能，从而实现降低成本，提高系统理想度能，从而实现降低成本，提高系统理想度+既消除了该部分产生的有害功能，又降低了成本，同既消除了该部分产生的有害功能，又降低了成本，同时所执行的有用功能依旧存在。时所执行的有用功能依旧存在。组件组件A A组件组件B BA A对对B B的作用的作用组件组件A A被裁剪被裁剪组件组件A A的功能保留的功能保留系统裁剪剪裁的目的剪裁的目的+精减组件数量，降低系统的组件成本精减组件数量，降低系统的组件成本+优化功能结构，合理布局系统架构优化功能结构，合理布局系统架构+体现功能价值，提高系统实现功能的效率体现

48、功能价值，提高系统实现功能的效率+消除过度、有害、重复功能，提高系统理想化程度消除过度、有害、重复功能，提高系统理想化程度系统裁剪 +1.1.我们需要这个组件所提供的功能吗？我们需要这个组件所提供的功能吗？+2.2.在系统内部或系统周边，有没有其他组件可以实在系统内部或系统周边，有没有其他组件可以实现该功能？现该功能？+3.3.现有的资源能不能实现该功能？现有的资源能不能实现该功能？+4.4.能不能用更便宜的方法来实现该功能？能不能用更便宜的方法来实现该功能？+5.5.相对于其他组件而言，该组件与其他组件是不是相对于其他组件而言，该组件与其他组件是不是存在必要的装配或运动关系？存在必要的装配或

49、运动关系？裁剪前应思考 1 1. .基于项目目标选择裁剪对象基于项目目标选择裁剪对象 降低成本：优选功能价值低、成本高的组件降低成本：优选功能价值低、成本高的组件 专利规避：优选专利权利声明的相关组件专利规避：优选专利权利声明的相关组件 改善系统：优选有主要缺点的组件改善系统：优选有主要缺点的组件 降低系统复杂度：优选高复杂度的组件降低系统复杂度：优选高复杂度的组件 2 2. .选择选择“具有有害功能的组件具有有害功能的组件” 3 3、选择、选择“低价值的组件低价值的组件” 4 4、选择、选择“提供提供辅助辅助功能的组件功能的组件”裁剪对象的选择原则发动机车架车轮燃烧油箱驾驶员道路汽油旋转支撑

50、移动支撑支撑支撑控制支撑控制裁剪对象的选择实例剪裁发动机（降成本）剪裁油箱（车架、油箱一体化）剪裁一个车轮裁剪对象的选择实例确定欲裁剪组件确定欲裁剪组件A A后后，按下列规则依，按下列规则依顺序顺序进行裁剪：进行裁剪： 1.1.若移除作用对象若移除作用对象B B，则功能载体，则功能载体A A可被裁剪可被裁剪AB 2 2. .功能对象功能对象B B能自我完成功能载体能自我完成功能载体A A的有用功能的有用功能AB B系统裁剪法实施三规则 3 3. .技术技术系统或超系统中系统或超系统中其他的组件其他的组件C C可以完成功能可以完成功能载体载体A A的的功能。组件功能。组件C C可以是系统中已有的