功能分析-TRIZ

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,我的系统功能分析,1,技术系统的基本概念,技术系统：,由,AB,两个组件（名词）组成（分别是功能载体和功能受体），,用矩形框来表示,组件之间的作用（动词）关系用箭头表示方向，,通过,组件,之间的,相互作用,实现一定的,功能,。,系统组件,A,系统组件,B,功能载体,（工具物质）,A,对,B,的作用,技术系统,功能受体,（目标物质）,2,技术系统的层级关系,系统,即指正在发生问题的当前系统，,由组件组成，通过组件之间的相互作用实现一定的功能。,系统中至少有一个组件,子系统,是构成技术系统之内的低层级系统，亦即指从,微观上,来思考构成系统的内部部件或组件,超系统,技术系统之外的高层级系统。亦即指从,宏观上,思考系统使用的环境（或资源）,组件,是技术系统的组成部分。,执行一定的功能；,组件至少有一个元件组成；,组件也可以是一个包含有,多个元件组成的子子系统,超系统,系统,子系统,3,、,注意,系统层级的划分,与界定的,区域范围,有关，在识别系统的层级时，,首先必须进行区域分析；,无论是系统、子系统或超系统，从广义来说，它们都是指,“,某物质,”,或,“,某实体,”,，是一个名词；,超系统即指从,宏观上,思考系统使用的环境和提供实现系统的,资源；,系统在超系统的约束下起作用；子系统在上级系统的约束下起作用；,底层的子系统一旦发生改变，就会引起上层高级系统的改变。,4,练习：,眼镜系统的级别,技术系统,子系统,超系统,超系统组件,技术系统组件,子系统组件,系统作用对象,5,什么是系统分析和功能分析？,系统分析,是从抽象的,“,功能,”,角度来分析系统；,分析过程就是对一个系统实行,功能建模,的过程，分析的结果是建立,功能模型,技术分析也就是对系统进行的功能分析,6,功能分析法的演进,（,Functional,Analysis,）,1950-1960,由莱瑞迈尔斯倡导形成的,第一代功能分析,：,识别元件和功能之间的关系,.,形成的,第二代功能分析,：,莱瑞迈尔斯基本思想被结合到,TRIZ,基本思维方法中,发明主要出现在形成的第二代功能分析；,使用者不仅描述存在于系统元件间有用功能关系，还鼓励使用者描述有害的、不足的和过度的功能关系。但是，附加奥妙的转换工具在定义问题的程序中扮演了非常大的“有用的”角色。,第二代功能分析不足之处：,没有考虑元件属性的关系,没有考虑环绕问题与时间的关系,当前,TRIZ,的功能分析,功能属性分析,考虑元件属性的关系,考虑环绕问题与时间的关系,7,什么是属性？,属性,即是,物质的特性,，可以用一个物理、化学或几何参数来表达,一种物质,常表现出,多种属性,。,如,内燃机系统中油的属性,：流动性、粘度、可压缩性、润滑性、与系统材料的兼容性、化学稳定性、抗腐蚀性、快速释放空气、良好的反乳化性、良好的传导性、电绝缘性、密封性等,属性与,时间,有关，会随不同时间而有所改变,改变一个物质的属性（或创造一个物质新的属性），,意味着物质产生了,质的变化,，也就意味着对一个,技术系统实现了创新,。,用户购买产品的目的既是要获得产品的功能，更是要具有良好属性功能的产品,8,传统的与,TRIZ,的功能分析比较,案例：,内燃机内系统,传统的功能分析,TRIZ,的功能,(,属性,),分析,活塞,机油,变质,添加物,改善,活塞的,温度,机油的,润滑性,变质,添加物,的硫磺,改善,9,产品属性与创新,用户购买产品的目的既是要获得产品的功能，更是要具有良好属性功能的产品,改变一个物质的属性（或创造一个物质新的属性），,意味着物质产生了,质的变化,，也就意味着对一个,技术系统实现了创新,。,案例：,一副眼镜,本来镜片的颜色和外部的环境没有关联。如果创造一种属性关联，比如说通过设计一种镜片，其颜色因太阳光的照射而发生变化。那么顾客就不需要针对夏天专门购买一副太阳镜。,10,对功能分析的准确定义,功能,是技术系统,/,产品的,灵魂,，是,技术系统价值,（或系统组件）的体现,当今所说的,功能分析,，完整地说就是指,功能属性分析,。,是一个对象,A,作用于另一个对象,B,，使,改变,其某种,属性的能力,（使其在某参数上发生改变的能力属性与参数区别,？,）,系统组件,A,系统组件,B,功能载体,（工具物质）,A,对,B,的作用,技术系统,功能受体,（目标物质）,11,不同情况下的系统功能分析,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，然后将主要功能分解为子功能，即功能分解。,改进已有技术系统,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，找出系统的问题所在。,12,功能描述规范,1,、功能定义,功能载体必须是物质，且必须与功能分离,功能动作对象（动词名词参数）,功能受体必须是物质，不能是物质的参数,组件,A,功能载体,组件,B,功能受体,我们不需要组件,A,我们需要组件,A,的功能,将功能与组件分离开,A,对,B,的作用,13,、,2,、功能受体至少要有一个参数受到影响,传输电流电荷位置改变,去除牙垢牙垢空间位置改变,控制房间温度房间温度发生改变,折射光线光线长度发生改变,挤压气体气体密度（体积）发生改变,输送液体液体位置发生改变,3,、功能来自功能载体的动作，因此，禁止使用“不”，应该使用具有否定意义的动词,陶瓷不能传导电流（错）陶瓷阻碍电流传导（正确）,河堤缺口不能阻止河水（错）河堤引导河水（正确）,4,、陈述功能时，必须注意限定功能的作用区域，以及时间对元件间相互作用会产生不同变化的影响,.,14,练习：,规范地描述下列功能,、,电线的功能：,牙刷的功能：,空调的功能：,眼镜的功能：,活塞的功能：,水泵的功能：,汽车的功能：,杯子的功能：,手表的功能：,传输电流,去除牙垢,控制房间的温度,折射光线,挤压气体,输送液体（水）,运载货物或人，,装流体，,显示时间,？,是计时。时间是抽象的概念，不能作为制品。因此，这里的制品是时针、分针、秒针。根据他们的位置，才产生时间的概念，因此，以此作为制品才是恰当的。,15,练习：规范的描述以下功能,1,、士兵在战斗中戴的钢盔的功能：,2,、喝水时用的杯子的功能：,3,、用两个套起的杯子喝水,内层杯子的功能：,外层杯子的功能：,16,功能的级别,主要功能,反映系统的主要,需求的,有用功能,系统创建或设计的目的和目标,功能载体是技术系统本身,基本功能,保证完成主要功能的功能,功能载体是系统中与系统作用对象直接作用的组件,辅助功能,保证完成基本功能的功能,功能载体是系统或超系统中的组件,系统组件,作用对象,系统组件,基本功能,基本功能,技术系统,主要功能,系统组件,辅助功能,辅助功能,17,练习：,眼镜的功能级别,1,、主要功能：,（眼镜）折射光线,2,、基本功能：,（镜片）折射光线,3,、辅助功能：,（眼镜架）支撑镜片,（耳朵）支撑眼镜架,18,功能的分类,（以眼镜为例）,根据,与主要功能的关系,分为以下几类：,1,、有用功能,作用并有利于对象，有利于达到系统预期的目标和目的，分为充分、不足、过度；,（,1,）充分的功能,镜片度数合适,（,2,）不足的功能,镜片度数小,（,3,）过度的功能,镜片度数大,2,、有害功能,作用并有害于对象，不利于系统预期目标和目的实现的功能；,有害的功能,眼镜架压迫鼻梁,19,其它的一些功能分类,有用功能、有害功能、中性功能,（对被作用物和系统预期的目标和目的没有影响的功能,。,基本功能和辅助功能、上位功能和下位功能、使用功能和品位功能、必要功能和不必要功能,等等,发光,加热灯丝,通过电流,白炽灯的上下位功能,20,、,例如：,作为台灯的白炽灯泡除了有益功能“发光”外，还有有害功能“发热”。而在孵化箱中，同样的灯泡“发热”的功能是有益的，“发光”则是中性的。,孵化箱,孵化鸡,21,系统功能分析的步骤,步骤,1,、建立系统组件模型,在,界定的区域范围内，识别系统组件，描述,系统组成及系统的层级关系,技术系统的组件,子系统的组件,与系统组件发生相互作用的超系统组件,系统组件,子系统组件,技术系统,系统组件,子系统组件,超系统,超系统组件,超系统组件,22,系统组件模型的模板,（把技术系统分解为组件）,技术系统,功能：,超系统组件,技术系统组件,子系统组件,子子系统组件,人,外部环境,23,实例,:,建立瓶装,可乐饮料的组件模型,超系统组件,系统组件,子系统组件,人,瓶装可乐饮料,瓶子,外界环境,瓶塞,桌子,标签,可乐,24,、,步骤,2,、,建立系统结构模型,基于系统组件模型，描述,组件之间的相互作用关系,结构模型表,25,系统结构模型矩阵模板,26,建立瓶装可乐饮料的结构模型,27,、,步骤,3,：建立系统功能模型,基于系统结构模型，规范地描述它们的功能，并揭示整个技术系统所有组件之间的相互作用关系，识别其功能类别,功能类别,有用功,能,有害功能,充分功能,不足功能,过度功能,28,瓶装可乐各组件的功能级别,、,步骤,2,：,建立系统结构模型,：,基于系统组件模型，,利,用表格或矩阵的形式来,描述,组件之间相互作用的关系,29,子系统,超系统,饮料,（,功能及参数）,瓶子,（功能及参数）,瓶盖,（,功能及参数）,标签,（功能及参数）,空气,（,功能及参数）,人,（,功能及参数）,子系统,饮料,存储饮料,容积,密封饮料,容积,抽取饮料,容积,瓶子,固定瓶盖,位置,固定标签,位置,阻挡空气,品质,固定瓶子,位置,瓶盖,阻挡空气,品质,打开瓶盖,标签,引导人,超系统,空气,人,瓶装可乐的功能模型表格,30,瓶装可乐的功能模型图,瓶盖,瓶子,可乐饮料,标签,空气,人,控制,密封,支撑,通知,支撑,阻挡,阻挡,支撑,开启,喝,31,32,练习：注射器的功能分析,32,1,、,注射器,组件模型表,33,系统,子系统,超系统,注射器,推杆,手指,针管,药液,针头,肌肉,33,2,、,注射器结构模型表,34,推杆,针管,针头,手指,药液,肌肉,推杆,+,-,+,+,-,针管,+,+,+,+,针头,-,+,-,+,+,手指,+,+,-,-,药液,+,+,+,-,+,肌肉,-,-,+,-,+,34,3,、,注射器,组件,功能模型表,35,超系统,作用方向,子系统,功能,属性,手指,推杆,推动,力量,药液,针管,储存,容量,手指,针管,固定,稳定性,药液,推杆,移动,位置,药液,针头,指引,方向性,35,、,36,子系统,作用方向,子系统,功能,属性,针管,推杆,指引,方向性,针管,针头,固定,形状,超系统,作用方向,子系统,功能,属性,肌肉,针头,扩张,易受伤性,36,FTCPS,科研推广中心,37,11/26/2024,手指,针管,推杆,药液,肌肉,针头,固,定,挤压,移动,指引,指,引,保存,携带,浸透,伤害,变形,注射器的功能模型图,有效的作用,(,单实线,),不足,的作用,(,单虚线,),过,度的作用,(,双实线,),37,主要功能元分类,38,39,40,小结,功能属性分析（简称功能分析）是改善系统实现创新过程中非常重要的步骤,要对与系统相关的所有元件加以完整定义并要识别元件间的功能关系，首先要找出系统的主要功能，以使这项功能表现得更好,要找出系统的有害的，不足的和过度的功能，以使找出系统的问题所在，进而把存在的问题彻底消除掉。,41,