系统功能分析系统功能分析主讲人主讲人 回顾TRIZ中的创新思维方法中的创新思维方法资源分析资源分析九屏幕法九屏幕法技术矛盾与创新原理技术矛盾与创新原理物理矛盾与分离原理物理矛盾与分离原理S曲线与技术系统进化法则曲线与技术系统进化法则 TRIZ理论体系 TRIZ解题模式试错试错分析分析定义定义TRIZTRIZ工具工具类比类比评估评估待解决的待解决的研发问题研发问题TRIZTRIZ问题模型问题模型解决方案解决方案模型模型最终解决最终解决方案方案 TRIZ解题流程及创新工具 分析问题(A)（1阶段）p因果分析因果分析p系统功能分析系统功能分析p资源分析资源分析pS S曲线分析曲线分析p多屏幕分析多屏幕分析 定义问题(D)（2阶段）p理想化理想化/ /最终理最终理想解想解p技术矛盾技术矛盾p物理矛盾物理矛盾p物场模型物场模型p功能化模型功能化模型 解决问题(S)（3阶段）p4040创新原理创新原理p4 4大分离原理大分离原理p7676个标准解系统个标准解系统p科学效应库科学效应库pARIZARIZ（发明问题（发明问题解决算法）解决算法）p技术系统进化趋技术系统进化趋势势p系统裁剪设计系统裁剪设计 评估方案(V)（4阶段）pPUGHPUGH矩阵矩阵p专利引用分析专利引用分析 TRIZ四类问题模型问题模型工具解决方案模型技术矛盾矛盾矩阵创新原理物理矛盾分离原理创新原理功能化模型科学效应知识库知识库中的方案物场模型标准解系统对应标准解 主要内容 一、系统功能分析的意义一、系统功能分析的意义 二、功能定义二、功能定义 三、功能分析三、功能分析 四、系统裁剪四、系统裁剪 “功能”概念的提出1919世纪世纪4040年代，美国通用电气的工程师迈尔斯首先年代，美国通用电气的工程师迈尔斯首先提出功能的概念，并把它作为工程研究的核心问题，提出功能的概念，并把它作为工程研究的核心问题，他认为，顾客买的不是产品本身，而是产品的功能。他认为，顾客买的不是产品本身，而是产品的功能。 功能是产品存在的目的，可能涉及产品的多个方面。功能是产品存在的目的，可能涉及产品的多个方面。在设计科学的研究过程中，人们逐渐认识到产品设计往在设计科学的研究过程中，人们逐渐认识到产品设计往往中工作原理构思的关键，是满足产品的功能要求。往中工作原理构思的关键，是满足产品的功能要求。“功能”概念的提出 现代产品设计产品规划产品规划产品功能原理设计产品功能原理设计技术设计技术设计施工设计施工设计 从产品规划到产品功能原理设从产品规划到产品功能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 系统功能分析的意义工具工具对象对象工程问题工程问题功能功能最终理想解最终理想解40个创新原理个创新原理CAI效应知识库效应知识库标准解标准解ARIZ进化模式进化模式解决问题解决问题是系统进是系统进化的动力化的动力资源资源利用免费的利用免费的资源，闲置资源，闲置的资源的资源 技术系统的功能技术系统的功能分析是正确定义分析是正确定义问题的前提问题的前提 系统功能分析系统功能分析系统功能分析系统功能分析是技术系统抽象的是技术系统抽象的“功能功能”角度来角度来分析系统，分析系统执行或完成其功能的状态。分析系统，分析系统执行或完成其功能的状态。系统功能分析的定义 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。 功能分析应用范围开发新技术开发新技术开发新技术开发新技术系统时，首先需确定系统完成或实现的系统时，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，即功能主要功能，然后将主要功能分解为子功能，即功能分解。分解。改进已有技术系统改进已有技术系统改进已有技术系统改进已有技术系统时，是理清技术系统的主要功能时，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，找出系统的问题以及其辅助功能，以便理解系统，找出系统的问题所在。所在。 系统分析应用范围 工程问题工程问题2已有系统的改进已有系统的改进功能（组件）分析功能（组件）分析功能分析功能分析功能评价功能评价功能替代功能替代功能优化功能优化组件价值评价组件价值评价系统裁剪法系统裁剪法1新系统的设计新系统的设计1.功能定义功能定义2.功能分类功能分类3.功能整理功能整理2.关系矩阵关系矩阵3.功能模型功能模型1.组件模型组件模型功能元功能元系统改进方案系统改进方案 系统功能分析的作用 1.明确发明对象的功能明确发明对象的功能 功能分析的最主要目的就是要搞清发明事物所应具有的全部功能。功能分析的最主要目的就是要搞清发明事物所应具有的全部功能。例如例如电冰箱，它应具备的两项基本功能是保鲜和制冷电冰箱，它应具备的两项基本功能是保鲜和制冷。 2.为创造方案提供依据为创造方案提供依据 有了明确的各级功能目标，可以为方案的创造或发明设想指明具有了明确的各级功能目标，可以为方案的创造或发明设想指明具体的方向。体的方向。 发明者必须具有发明者必须具有“方法是为目标服务方法是为目标服务”的清醒认识。的清醒认识。 3.充分掌握各项功能之间的相互关系充分掌握各项功能之间的相互关系 功能分析的另一个重要作用就是要充分明确和掌握发明对象中内功能分析的另一个重要作用就是要充分明确和掌握发明对象中内含的各项功能之间的逻辑关系，功能之间的相互影响。含的各项功能之间的逻辑关系，功能之间的相互影响。 4.扩大方案创造的设计思路扩大方案创造的设计思路 以功能分析为核心进行方案的设计，能够有效地拓宽思路，构思以功能分析为核心进行方案的设计，能够有效地拓宽思路，构思出价值更高、效果更好的方案来。出价值更高、效果更好的方案来。 不以结构要素不以结构要素为为思考点，而是从事物所应具有的功能为思考点思考点，而是从事物所应具有的功能为思考点。 主要内容一、系统功能分析的意义一、系统功能分析的意义二、功能定义二、功能定义三、功能分析三、功能分析四、系统裁剪四、系统裁剪 功能（功能（功能（功能（FunctionFunctionFunctionFunction）是使产品能够工作或使其能够是使产品能够工作或使其能够被出售的特性。被出售的特性。功能定义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风采光通风 就是指对分析对象及其组成部分所应具有的各种功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。能，用简明、准确的语言进行描述。功能描述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 功能功能= =工作工作+ +对象（对象（V+OV+O） 例如：电线的功能例如：电线的功能= =传输电流传输电流功能描述的原则 房子的功能房子的功能= =保持温度保持温度 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。 例如：传输电流意味着电流位置的改变。例如：传输电流意味着电流位置的改变。功能描述的原则保持温度意味着温度高低的保持。保持温度意味着温度高低的保持。 禁止使用禁止使用“不不”替代否定动词替代否定动词。 例如：不能说例如：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“陶瓷阻碍陶瓷阻碍电流电流”；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“河河堤缺口引导河水堤缺口引导河水”。功能受体必须是组件，不能是组件参数，并且需功能受体必须是组件，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。要针对特定条件下的具体技术系统进行功能陈述。功能描述的原则 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。 功能描述的表达尽量抽象孔孔钻孔钻孔钻孔钻孔打孔打孔打孔打孔做孔做孔做孔做孔 价值在于通过多个定义的方法产生更多和更灵活的想法。价值在于通过多个定义的方法产生更多和更灵活的想法。功能描述的表达尽量抽象功能定义越抽象，引发的构想就会越多。功能定义越抽象，引发的构想就会越多。功能定义越抽象，引发的构想就会越多。功能定义越抽象，引发的构想就会越多。具体具体为什么？为什么？抽象抽象变位通道变位通道升降通道升降通道攀登通道攀登通道怎么办？怎么办？练习给阶梯的功能下定义练习给阶梯的功能下定义 练习铁锤的功能练习铁锤的功能功能定义练习动词动词名词名词钉钉钉子钉子敲击敲击钉子钉子传递传递力量力量利用利用杠杆杠杆 锤子的功能是钉钉子锤子的功能是钉钉子锤子的功能最好定义是传递力量锤子的功能最好定义是传递力量功能定义练习 功能的图形化描述常用箭头和矩形框来表示（功能的图形化描述常用箭头和矩形框来表示（动宾动宾动宾动宾结构结构结构结构），其中箭头代表动词（），其中箭头代表动词（动作动作动作动作），矩形框代），矩形框代表名词（表名词（组件组件组件组件）。）。功能的图形化描述方式组件组件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+对象对象功能受体功能受体 功能分析的图示主要是将功能分析的图示主要是将组件组件与其与其功能功能分离，分离，分别进行考虑。分别进行考虑。功能分析的图示作用组件组件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 根据功能级别根据功能级别根据功能级别根据功能级别功能的分类 主要功能主要功能q反映系统的主要有用功能（系统功能）反映系统的主要有用功能（系统功能）q系统创建或设计的目的和目标系统创建或设计的目的和目标q功能载体是技术系统本身功能载体是技术系统本身 基本功能基本功能q保证完成主要功能的组件功能保证完成主要功能的组件功能q技术系统组件的功能级别最高为基本功能技术系统组件的功能级别最高为基本功能q功能载体是与系统作用对象直接作用的系统组件功能载体是与系统作用对象直接作用的系统组件 辅助功能辅助功能q保证完成基本功能的组件功能保证完成基本功能的组件功能q功能载体是系统或超系统中的组件功能载体是系统或超系统中的组件 功能级别图示功能级别图示超系统组件超系统组件系统组件系统组件技术系统技术系统系统组件系统组件系统作用对象系统作用对象主要功能主要功能辅助功能辅助功能系统组件系统组件基本功能基本功能基本功能基本功能功能的分类 根据与主要功能的关系根据与主要功能的关系根据与主要功能的关系根据与主要功能的关系 （1 1）充分功能）充分功能 1.1.有用功能有用功能 （2 2）不足功能）不足功能 （3 3）过度的功能）过度的功能功能功能 2. 2.有害功能有害功能 3. 3.中性的功能中性的功能功能的分类 主要内容 一、系统功能分析的意义一、系统功能分析的意义 二、功能定义二、功能定义 三、功能分析三、功能分析 1.新技术系统与新技术系统与FAST图图 2.组件功能分析组件功能分析 四、系统裁剪四、系统裁剪 功能分析应用范围开发新技术开发新技术系统时，首先需确定系统完成或实现的系统时，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，即功能主要功能，然后将主要功能分解为子功能，即功能分解。分解。改进已有技术系统改进已有技术系统时，是理清技术系统的主要功能时，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，找出系统的问题以及其辅助功能，以便理解系统，找出系统的问题所在。所在。 新系统的设计顾客需求顾客需求功能描述功能描述功能分析功能分析1.功能定义功能定义2.功能分类功能分类3.功能整理功能整理功能元功能元技术问题技术问题1.组件模型组件模型2.关系矩阵关系矩阵3.功能模型功能模型组件价值评价组件价值评价功能评价功能评价功能替代功能替代样机样机组件功能分析组件功能分析详细设计详细设计系统裁剪法系统裁剪法系统改进方案系统改进方案验证 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。新技术系统的开发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 TechniqueSystem Technique，简称简称FASTFASTFASTFAST）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。 主要按照主要按照“目的目的- -手段手段”的逻辑关系进行。的逻辑关系进行。FAST图解法把各个构成要素的功能相互连接起来，绘制功能系统图，把各个构成要素的功能相互连接起来，绘制功能系统图，从局部功能和整体功能的相互关系上分析研究问题，以从局部功能和整体功能的相互关系上分析研究问题，以便掌握必要功能，发现并消除不必要功能，明确功能改便掌握必要功能，发现并消除不必要功能，明确功能改善区域。善区域。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。 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。上下位功能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练习幻灯机练习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 第一层级的功能，都是第一层级的功能，都是“目的界线目的界线”功能的手段功能。第二层级的功功能的手段功能。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统中的所有功能构成一个功能域。系，则称该功能及其子系统中的所有功能构成一个功能域。功能层级及功能域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 FAST图解法的基本结构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 下位界限下位界限怎么办怎么办为什么为什么设计目的设计目的设计标准设计标准 任何时候任何时候均需要存在均需要存在的功能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 FAST图练习练习画出打火机的练习画出打火机的FASTFAST图。图。 功能系统检查对功能系统进行检查，是为了更进一步了解和掌握其完整对功能系统进行检查，是为了更进一步了解和掌握其完整性和正确性，以便找出不当之处，予以修改和完善。性和正确性，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具体作用？（7 7）是否有不确切的功能？）是否有不确切的功能？ 主要内容一、系统功能分析的意义一、系统功能分析的意义二、功能定义二、功能定义三、功能分析三、功能分析 1.新技术系统与新技术系统与FAST图图 2.组件功能分析组件功能分析四、系统裁剪四、系统裁剪 组件组件是技术系统的组成部分。具体包含：是技术系统的组成部分。具体包含：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。组件概念 年轻的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组件组件组件组件。 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功能功能功能功能。 组件功能分析的作用通过分析当前系统的组件（和功能）之间的通过分析当前系统的组件（和功能）之间的作用关系和与超系统之间的作用关系，确定作用关系和与超系统之间的作用关系，确定技术上的矛盾技术上的矛盾和和功能上的限制功能上的限制。优化技术系统功能并减少实现功能的消耗，优化技术系统功能并减少实现功能的消耗，使技术系统以很小的代价获得更大的价值，使技术系统以很小的代价获得更大的价值，进行进行系统裁剪系统裁剪，从而提高系统的理想度。，从而提高系统的理想度。 功能分析的步骤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：建立组件模型建立组件模型建立组件模型建立组件模型，描述系统组成及各组件的层次。，描述系统组成及各组件的层次。建立结构模型建立结构模型建立结构模型建立结构模型，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。建立功能模型建立功能模型建立功能模型建立功能模型，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。 步骤一 建立组件模型描述技术系统的组成和各系统组件的层次。描述技术系统的组成和各系统组件的层次。q回答了技术系统是由哪些组件组成的。回答了技术系统是由哪些组件组成的。q包括系统作用对象、技术系统组件、子系统组件，以包括系统作用对象、技术系统组件、子系统组件，以及和系统组件发生相互作用的超系统组件。及和系统组件发生相互作用的超系统组件。q建议将技术系统至少分为两个组件级别建议将技术系统至少分为两个组件级别 ( (系统级别和系统级别和子系统级别子系统级别) )。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 建立组件模型的原则在特定的条件下分析具体的技术系统。在特定的条件下分析具体的技术系统。 根据技术系统组件的层次建立组件模型。根据技术系统组件的层次建立组件模型。 根据层次等级建立初始的组件模型，然后进一步分析完根据层次等级建立初始的组件模型，然后进一步分析完善组件模型。善组件模型。组件模型包含了超系统的某些组件，该组件需与系统组组件模型包含了超系统的某些组件，该组件需与系统组件有相互作用关系。件有相互作用关系。技术系统生命周期的不同阶段具有不同的超系统。技术系统生命周期的不同阶段具有不同的超系统。针对技术系统的各个生命周期阶段，可建立独立的不同针对技术系统的各个生命周期阶段，可建立独立的不同的组件模型。的组件模型。 技术系统 超系统超系统：超系统：超系统：超系统：为可影响整个分析系统的要素，但设计者为可影响整个分析系统的要素，但设计者不能针对该类要素改进。不能针对该类要素改进。具有以下特点：具有以下特点：超系统不能删除或重新设计超系统不能删除或重新设计。超系统可能使工程系统出现问题超系统可能使工程系统出现问题。超系统可以作为工程系统的资源，也可以作为解超系统可以作为工程系统的资源，也可以作为解决问题的工具决问题的工具。超系统应该对系统有影响时才列入超系统应该对系统有影响时才列入。 典型的超系统组件生产阶段设备、原料、生产场地等等生产阶段设备、原料、生产场地等等。使用阶段功能对象（产品）、消费者、能量源、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与对象相互作用的其它系统。储存和运输阶段交通手段、包装、仓库、储存储存和运输阶段交通手段、包装、仓库、储存手段等等手段等等。与技术系统作用的外界环境空气、水、灰尘、与技术系统作用的外界环境空气、水、灰尘、热场、重力场等等热场、重力场等等。 组件模型的模板 实例系统组件层级分析实例实例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 实例系统组件层级分析 符号符号 系统组件：矩形框系统组件：矩形框超系统组件：六菱形超系统组件：六菱形系统作用对象：圆角矩形系统作用对象：圆角矩形技术系统技术系统子系统子系统超系统超系统镜腿镜腿镜片镜片技术系统技术系统耳耳朵朵超系统超系统眼眼睛睛金属杆金属杆塑料套塑料套光线光线镜框镜框鼻鼻子子 实例建立组件模型组件模型组件模型折射光线折射光线鼻子鼻子耳朵耳朵眼睛眼睛光线光线镜片镜片镜框镜框金属杆金属杆塑料套塑料套 鱼骨图鱼骨图是一个非定量的工具，它可以帮助我们找出鱼骨图是一个非定量的工具，它可以帮助我们找出引起问题引起问题 (最终问题陈述所描述的问题最终问题陈述所描述的问题) 潜在的根本潜在的根本原因原因问题机器测量材料方法环境人员 鱼骨图案例 反向鱼骨图对于机械产品，装配与拆对于机械产品，装配与拆卸是相反的操作。鱼骨图卸是相反的操作。鱼骨图（FishboneFishbone diagramdiagram）是）是描述描述产品装配顺序产品装配顺序的一种的一种图形工具，已成功的用于图形工具，已成功的用于面向装配的设计。反向鱼面向装配的设计。反向鱼骨图（骨图（ReserveReserve fishbonefishbone diagramdiagram）是鱼骨图的反向）是鱼骨图的反向应用，是一种应用，是一种产品设计过产品设计过程中规划其零部件重用、程中规划其零部件重用、回收时拆卸顺序的工具回收时拆卸顺序的工具。咖啡壶玻璃瓶加热组件金属部件橡胶件/塑料件咖啡壶咖啡壶残渣咖啡壶反向鱼骨图咖啡壶反向鱼骨图 反向鱼骨图反向鱼骨图过程中部件反向鱼骨图过程中部件之间的两种关系：之间的两种关系：部件部件顺序相关与顺序无关。顺序相关与顺序无关。部件的顺序相关部件的顺序相关是指拆卸的是指拆卸的过程是按照先后顺序进行的，过程是按照先后顺序进行的，前面的部件未拆时，后面的前面的部件未拆时，后面的部件不能拆。部件不能拆。部件的顺序无关部件的顺序无关是指拆卸部是指拆卸部件的过程中，部件之间无先件的过程中，部件之间无先后顺序，可同时拆卸。后顺序，可同时拆卸。反向鱼骨图中的部件顺序相关、顺序无关反向鱼骨图中的部件顺序相关、顺序无关顺序相关顺序无关 反向鱼骨图拆卸过程如下：拆卸过程如下： 选定现有产品选定现有产品 按自然顺序拆卸该产品的原始按自然顺序拆卸该产品的原始模块模块 在脊骨的右侧按拆卸顺序标注在脊骨的右侧按拆卸顺序标注各原始模块各原始模块 在脊骨的左侧按被拆卸的原始在脊骨的左侧按被拆卸的原始模块顺序标注各功能元件模块顺序标注各功能元件l如果一原始模块为一功能元件，将其如果一原始模块为一功能元件，将其标注在脊骨的左侧标注在脊骨的左侧l如果一原始模块可分解为几个功能元如果一原始模块可分解为几个功能元件，将其分别标注在脊骨左侧同一层面件，将其分别标注在脊骨左侧同一层面上上反向鱼骨图反向鱼骨图产品原始模块功能元模块1模块2模块3模块4元件2.1元件4.1元件1.2元件1.1元件3.3元件3.2元件3.1 反向鱼骨图案例肉手柄壳体传动杆刀片筛网螺帽手螺钉桌子绞肉机原始模块功能元分离系统传动系统传动杆肉刀片筛网螺帽壳体手柄螺钉 练习1练习可乐瓶练习可乐瓶 瓶体瓶体技术系统技术系统空空气气超系统超系统人人可乐可乐瓶盖瓶盖桌桌子子标签标签 练习2练习签字笔练习签字笔 步骤二 建立结构模型结构模型是基于组件的模型。结构模型是基于组件的模型。描述组件模型中各组件之间的相互作用关系。描述组件模型中各组件之间的相互作用关系。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+ +有用的有用的中性的中性的- -有害性有害性分析、描述系统间的相互作用：分析、描述系统间的相互作用：分析、描述系统间的相互作用：分析、描述系统间的相互作用： 指出某时间某空间内组件间的相互作用；指出某时间某空间内组件间的相互作用；指出某时间某空间内组件间的相互作用；指出某时间某空间内组件间的相互作用； 组件相互作用时产生哪些有用作用？组件相互作用时产生哪些有用作用？组件相互作用时产生哪些有用作用？组件相互作用时产生哪些有用作用？ 组件相互作用时产生哪些有害作用？组件相互作用时产生哪些有害作用？组件相互作用时产生哪些有害作用？组件相互作用时产生哪些有害作用？ 结构模型模板结构矩阵板板 结构模型模板结构表板板 结构模型模板说明 实例分析组件关系实例：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。 镜框镜框镜片镜片镜腿镜腿耳朵耳朵眼睛眼睛鼻子鼻子光线光线组件模型组件模型折射光线折射光线技术系统技术系统主要功能：主要功能：实例结构模型 练习练习可乐瓶练习可乐瓶 练习签字笔练习签字笔 步骤三 建立功能模型功能模型是基于关系矩阵。功能模型是基于关系矩阵。采用规范化的功能描述方式表述组件对之间的相采用规范化的功能描述方式表述组件对之间的相互作用关系。互作用关系。将各组件间的所有功能关系全部展示，形成系统将各组件间的所有功能关系全部展示，形成系统功能模型图。功能模型图。 功能的类型箭头表示方向箭头表示方向直线表示充分（或用黑色）直线表示充分（或用黑色）虚线表示不足（或用虚线表示不足（或用绿色绿色）+ +号线表示过度（或用号线表示过度（或用蓝色蓝色）波浪线表示有害（或用波浪线表示有害（或用红色红色） 建立组件模型的原则1.1.针对特定条件下的具体技术系统进行功能陈述。针对特定条件下的具体技术系统进行功能陈述。2.2.只有在作用中才能体现功能，所以在功能描述中必须只有在作用中才能体现功能，所以在功能描述中必须有动词反映该功能。不能采用不体现作用的动词，也不有动词反映该功能。不能采用不体现作用的动词，也不能采用否定动词。能采用否定动词。3.3.功能存在的条件是作用改变了功能受体的参数。功能存在的条件是作用改变了功能受体的参数。4.4.功能陈述包括作用与功能受体，体现作用的动词能表功能陈述包括作用与功能受体，体现作用的动词能表明功能载体要做什么，功能受体是物质，不能是参数。明功能载体要做什么，功能受体是物质，不能是参数。5.5.在陈述功能时可以增添补充部分，指明功能的作用区在陈述功能时可以增添补充部分，指明功能的作用区域、作用时间、作用方向等。域、作用时间、作用方向等。 功能陈述结构功能载体功能载体功能受体功能受体补充补充作用作用功能功能移动移动 货物货物 在路上在路上留下留下 痕迹痕迹 在纸上在纸上 功能模型模板 功能陈述实例：绞肉机 功能模型实例：绞肉机 功能模型实例：绞肉机 功能陈述实例：近视眼镜技术系统技术系统子系统子系统超系统超系统耳朵耳朵支撑支撑镜腿镜腿镜腿镜腿支撑支撑镜框镜框鼻子鼻子支撑支撑镜框镜框镜框镜框支撑支撑镜片镜片镜片镜片改变方向改变方向光线光线光线光线射到射到眼睛眼睛 构建功能模型 实例：近视眼镜耳朵耳朵鼻子鼻子眼睛眼睛镜腿镜腿镜框镜框镜片镜片光线光线支撑支撑支撑支撑支撑支撑支撑支撑改变改变方向方向射到射到挤压挤压挤压挤压系统组件：矩形框系统组件：矩形框超系统组件：六菱形超系统组件：六菱形系统作用对象：圆角矩形系统作用对象：圆角矩形 练习练习可乐瓶练习可乐瓶 练习签字笔练习签字笔 主要内容一、系统功能分析的意义一、系统功能分析的意义二、功能定义二、功能定义三、功能分析三、功能分析 1.新技术系统与新技术系统与FAST图图 2.组件功能分析组件功能分析四、系统裁剪四、系统裁剪 裁剪：裁剪：裁剪：裁剪：当找到系统中价值最低的组件时，将该组件直当找到系统中价值最低的组件时，将该组件直接裁剪掉，同时把它有用的功能提取出来，让系统中接裁剪掉，同时把它有用的功能提取出来，让系统中存在的其他部分去完成这个功能。存在的其他部分去完成这个功能。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。系统裁剪法组件组件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 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裁剪的目的 在对系统组件进行裁剪之前，必须考虑五个问题：在对系统组件进行裁剪之前，必须考虑五个问题：在对系统组件进行裁剪之前，必须考虑五个问题：在对系统组件进行裁剪之前，必须考虑五个问题：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？存在必要的装配或运动关系？裁剪前思考 裁剪法的原则1.1.如果分析该系统的专家有足够的经验，可以通过对具如果分析该系统的专家有足够的经验，可以通过对具体问题的具体分析选择出需要裁减掉的组件。体问题的具体分析选择出需要裁减掉的组件。2.2.提供辅助功能组件的价值小于提供基本功能组件的价提供辅助功能组件的价值小于提供基本功能组件的价值，可以优先考虑被裁剪掉。值，可以优先考虑被裁剪掉。3.3.如果希望降低技术系统的成本，可以如果希望降低技术系统的成本，可以 考虑裁剪系统中成本最高的组件；如果考虑裁剪系统中成本最高的组件；如果 是希望降低系统的复杂度，则可以考虑是希望降低系统的复杂度，则可以考虑 裁剪系统中复杂度最高的组件。裁剪系统中复杂度最高的组件。 裁剪法的实施策略一 找到希望裁剪的组件找到希望裁剪的组件A A后，在裁剪实施时可采取下列策后，在裁剪实施时可采取下列策略依顺序进行判断，找到适合该系统的裁剪方式和方法。略依顺序进行判断，找到适合该系统的裁剪方式和方法。1.1.若组件若组件B B不存在了，组件不存在了，组件B B也就不需要组件也就不需要组件A A的作用，那的作用，那么组件么组件A A就可以被裁剪掉。就可以被裁剪掉。AB 如果组件如果组件B B是该系统的系统作用对象，那么此条不适是该系统的系统作用对象，那么此条不适用，进入第二条实施策略。用，进入第二条实施策略。 裁剪法的实施策略二2.2.若组件若组件B B能自我完成组件能自我完成组件A A的功能，那么组件的功能，那么组件A A可以被裁可以被裁减掉，其功能由组件减掉，其功能由组件B B自行完成。自行完成。AB 如果不存在策略二的条件，可采用策略三如果不存在策略二的条件，可采用策略三。B 裁剪法的实施策略三3.3.若该技术系统或超系统中其他的组件可以完成组件若该技术系统或超系统中其他的组件可以完成组件A A的的功能，那么组件功能，那么组件A A可以被裁减掉，其功能由其他组件可以被裁减掉，其功能由其他组件C C完成。完成。AB 如果不存在策略三的条件，可采用策略四如果不存在策略三的条件，可采用策略四。C 裁剪法的实施策略四4.4.若技术系统的新添组件可以完成组件若技术系统的新添组件可以完成组件A A的功能，那么组的功能，那么组件件A A可以被裁减掉，其功能由新添组件可以被裁减掉，其功能由新添组件C C完成。完成。AB 裁减方式的优先级为：裁减方式的优先级为：12 3 412 3 4，可以选择，可以选择多种裁剪方式得到不同的解决方案。多种裁剪方式得到不同的解决方案。C 裁剪法实例：近视眼镜（一）根据裁剪法实施的指导原则，系统中提供最低价值辅助功根据裁剪法实施的指导原则，系统中提供最低价值辅助功能的组件是镜腿，因此从镜腿开始裁剪。能的组件是镜腿，因此从镜腿开始裁剪。耳朵耳朵鼻子鼻子眼睛眼睛镜腿镜腿镜框镜框镜片镜片光线光线支撑支撑支撑支撑支撑支撑支撑支撑改变改变方向方向射到射到挤压挤压挤压挤压 裁剪法实例：近视眼镜（一）镜腿的功能为支撑镜框。镜腿的功能为支撑镜框。根据裁剪法的实施策略，逐一寻求裁剪镜腿的解决方案。根据裁剪法的实施策略，逐一寻求裁剪镜腿的解决方案。（1 1 1 1）实施策略一：没有镜框（因此镜框不需要支撑作用）。）实施策略一：没有镜框（因此镜框不需要支撑作用）。）实施策略一：没有镜框（因此镜框不需要支撑作用）。）实施策略一：没有镜框（因此镜框不需要支撑作用）。（2 2 2 2）实施策略二：镜框自我完成支撑作用。）实施策略二：镜框自我完成支撑作用。）实施策略二：镜框自我完成支撑作用。）实施策略二：镜框自我完成支撑作用。（3 3 3 3）实施策略三：技术系统中其他组件完成支撑镜框作）实施策略三：技术系统中其他组件完成支撑镜框作）实施策略三：技术系统中其他组件完成支撑镜框作）实施策略三：技术系统中其他组件完成支撑镜框作用（如镜片）；超系统组件完成支撑镜框作用（如手、鼻用（如镜片）；超系统组件完成支撑镜框作用（如手、鼻用（如镜片）；超系统组件完成支撑镜框作用（如手、鼻用（如镜片）；超系统组件完成支撑镜框作用（如手、鼻子、眼睛等）。子、眼睛等）。子、眼睛等）。子、眼睛等）。 裁剪法实例：近视眼镜（一）选择实施策略三，用超系统组件中的鼻子或手，来完成支选择实施策略三，用超系统组件中的鼻子或手，来完成支撑镜框的作用。撑镜框的作用。 手手鼻子鼻子眼睛眼睛镜框镜框镜片镜片光线光线支撑支撑支撑支撑支撑支撑改变改变方向方向射到射到挤压挤压 裁剪法实例：近视眼镜（一）很早的时候就存在这种无腿近视眼镜，使用时用鼻子或手很早的时候就存在这种无腿近视眼镜，使用时用鼻子或手来进行支撑。来进行支撑。 裁剪法实例：近视眼镜（二）继续裁剪，眼镜系统中剩余的组件中，镜框和镜片相比，继续裁剪，眼镜系统中剩余的组件中，镜框和镜片相比，镜框的功能是辅助的，相对价值较低，故裁减镜框。镜框的功能是辅助的，相对价值较低，故裁减镜框。 手手鼻子鼻子眼睛眼睛镜框镜框镜片镜片光线光线支撑支撑支撑支撑支撑支撑改变改变方向方向射到射到挤压挤压 裁剪法实例：近视眼镜（二）镜框的功能为支撑镜片。镜框的功能为支撑镜片。根据裁剪法的实施策略，逐一寻求裁剪镜腿的解决方案。根据裁剪法的实施策略，逐一寻求裁剪镜腿的解决方案。（1 1 1 1）实施策略一：没有镜片（因此镜片不需要支撑作用）。）实施策略一：没有镜片（因此镜片不需要支撑作用）。）实施策略一：没有镜片（因此镜片不需要支撑作用）。）实施策略一：没有镜片（因此镜片不需要支撑作用）。（2 2 2 2）实施策略二：镜片自我完成支撑作用。）实施策略二：镜片自我完成支撑作用。）实施策略二：镜片自我完成支撑作用。）实施策略二：镜片自我完成支撑作用。（3 3 3 3）实施策略三：技术系统中其他组件完成支撑镜片作）实施策略三：技术系统中其他组件完成支撑镜片作）实施策略三：技术系统中其他组件完成支撑镜片作）实施策略三：技术系统中其他组件完成支撑镜片作用（无）；超系统组件完成支撑镜片作用（如手、鼻子、用（无）；超系统组件完成支撑镜片作用（如手、鼻子、用（无）；超系统组件完成支撑镜片作用（如手、鼻子、用（无）；超系统组件完成支撑镜片作用（如手、鼻子、眼睛等）。眼睛等）。眼睛等）。眼睛等）。 裁剪法实例：近视眼镜（二）选择实施策略三，用超系统组件中的眼睛，来完成支撑镜选择实施策略三，用超系统组件中的眼睛，来完成支撑镜片的作用。片的作用。眼睛眼睛镜片镜片光线光线支撑支撑改变改变方向方向射到射到 裁剪法实例：近视眼镜（二）很容易想到，这种眼镜就是隐形眼镜。很容易想到，这种眼镜就是隐形眼镜。 裁剪法实例：近视眼镜（三）再继续裁剪，系统中还剩下一个组件，即镜片，那么镜片再继续裁剪，系统中还剩下一个组件，即镜片，那么镜片可以被裁剪掉吗？可以被裁剪掉吗？眼睛眼睛镜片镜片光线光线支撑支撑改变改变方向方向射到射到 裁剪法实例：近视眼镜（三）镜片的功能为改变光线的方向，使其进入眼镜。镜片的功能为改变光线的方向，使其进入眼镜。根据裁剪法的实施策略，逐一寻求裁剪镜腿的解决方案。根据裁剪法的实施策略，逐一寻求裁剪镜腿的解决方案。（1 1 1 1）实施策略一：没有光线（光线为系统作用对象，因）实施策略一：没有光线（光线为系统作用对象，因）实施策略一：没有光线（光线为系统作用对象，因）实施策略一：没有光线（光线为系统作用对象，因此实施策略一不可用）。此实施策略一不可用）。此实施策略一不可用）。此实施策略一不可用）。（2 2 2 2）实施策略二：光线自我完成改变其方向的作用。）实施策略二：光线自我完成改变其方向的作用。）实施策略二：光线自我完成改变其方向的作用。）实施策略二：光线自我完成改变其方向的作用。（3 3 3 3）实施策略三：技术系统中其他组）实施策略三：技术系统中其他组）实施策略三：技术系统中其他组）实施策略三：技术系统中其他组件完成改变光线方向的作用（无）；超件完成改变光线方向的作用（无）；超件完成改变光线方向的作用（无）；超件完成改变光线方向的作用（无）；超系统组件完成改变光线方向的作用（如系统组件完成改变光线方向的作用（如系统组件完成改变光线方向的作用（如系统组件完成改变光线方向的作用（如眼睛）。眼睛）。眼睛）。眼睛）。 裁剪法实例：近视眼镜（三）选择实施策略三，用超系统组件中的眼睛，来完成改变光选择实施策略三，用超系统组件中的眼睛，来完成改变光线方向的作用。线方向的作用。眼睛眼睛光线光线改变改变方向方向射到射到 裁剪法实例：近视眼镜（三）整个眼镜系统已被裁剪，眼镜不存在了。通过眼睛自身来整个眼镜系统已被裁剪，眼镜不存在了。通过眼睛自身来改变光线的方向，完成调整视力的功能。这就是现在的医改变光线的方向，完成调整视力的功能。这就是现在的医疗技术疗技术-近视眼手术。近视眼手术。 练习练习可乐瓶练习可乐瓶 练习签字笔练习签字笔 小结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。采用对而产品的具体内容只是功能的实现形式。采用对产品进行功能分析的方法，可以把对产品具体结产品进行功能分析的方法，可以把对产品具体结构的思考转化为对产品功能的思考，从而可以排构的思考转化为对产品功能的思考，从而可以排开产品形式结构对思维的束缚，开拓思路搜寻一开产品形式结构对思维的束缚，开拓思路搜寻一切能满足产品功能要求的工作原理。切能满足产品功能要求的工作原理。功能分析功能分析功能分析功能分析是是实现功能创新的重要方法，也是实现产品创新的实现功能创新的重要方法，也是实现产品创新的核心技术。核心技术。 小结由功能寻找方案由功能寻找方案建立系统建立系统功能分析功能分析形成形成Fast由组件分析功能由组件分析功能完善系统完善系统组件分析组件分析建立功能模型建立功能模型 功能分析功能分析Function Analysis功能与组件的结合功能与组件的结合 系统功能分析有两方面的应用：一是开发新系统；系统功能分析有两方面的应用：一是开发新系统；二是改进已经有的技术系统。二是改进已经有的技术系统。开发新系统进行功能分析运用的是开发新系统进行功能分析运用的是FASTFAST图解法；图解法；而进行已有系统的改进，则采用组件分析而进行已有系统的改进，则采用组件分析+ +裁剪的裁剪的方式。方式。小 结 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：建立组件模型建立组件模型建立组件模型建立组件模型建立结构模型建立结构模型建立结构模型建立结构模型建立功能模型建立功能模型建立功能模型建立功能模型小 结 功能功能结构结构 Fast建立功能图，映射到具体结构组件组件功能功能组件分析结构分析功能分析功能功能组件组件Fast寻找功能方案、映射到结构、组件分析工程工程问题问题小 结让创新掌握在您的手中！