创新方法系统分析课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,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,*,1,系统分析,石社轩,河南工业职业技术学院,柔性制造工程技术研究中心,相关概念,(What?),系统分析的目的,(Why?),系统分析的应用场合,(when?Where?),系统分析的流程和方法,(How?),总结,主题大纲,重点：,功能的定义,功能的分类,建立功能模型的步骤,难点：,建立实际技术系统的功能模型,重难点,一,.,基本概念,技术系统及其级别,功能及其特性、分类,系统功能分析,技术系统,由物质组件组成,为满足人们（社会）的需求而实现某种功能的系统，该系统必须有一个功能是其子系统共同完成的,子系统,技术系统的组成部分,超系统,包含技术系统和与它有关的其它系统的系统,超系统,子系统,系统,1.1,技术系统及其级别,组件,是技术系统的组成部分,组件,执行一定的,功能,组件可以等同为系统的子系统,系统作用对象,系统作用对象是系统功能的承受体,属于特殊的超系统组件,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,1.1,技术系统及其级别,功能的由来,人们的需求,实体结构重抽象出来的,寻找,抽象,产生,结构,功能,需求,1.2,功能及其特性、分类,功能是物体作用于其他物体、并改变其参数的,行为,它与产品的用途、能力、性能等概念不尽相同。,如：钢笔,用途：写字,功能：存送墨水,如：电动机,用途：做原动机,具体用途：驱动水泵或搅拌机,功能：能量转化,-,电能转化为机械能,1.2,功能及其特性、分类,功能图形化描述方式：常用箭头和矩形框来表示,功能,=,动作,+,对象（,V+O,）,送料机构的功能：移动物料,功能受体至少要有一个参数受到影响，发生改变,移动物料：物料,位置,的改变,将组件与其功能分离，分别进行考虑,A,对,B,的作用,组件,A,组件,B,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,功能载体,功能受体,功能 动作对象,1.2,功能及其特性、分类,功能定义的方法：,（,1,）用动词和名词将功能简洁地描述出来；,（,2,）名词部分要采用可数的名词；,（,3,）动词部分要使用力求扩大思路的词汇；,（,4,）注意实现功能的制约条件；,（,5,）需针对,特定条件,下的,具体技术系统,进行功能定义；,（,6,）禁止使用“不“替代否定词；,（,7,）一项功能下一个定义。,1.2,功能及其特性、分类,从功能的本质上：功能的抽象性与本质性,功能的抽象性：是指人脑对产品能够满足人们某种需求的属性的人认知和意识,高度的概括性,广泛的普适性,功能的具体性：是指某一产品为完成某一功能的具体结构、表现、作用等,功能特征之一,对功能的认识上：功能的主观性与客观性,功能的主观性,功能作为“满足某种需求的一种属性”，它与人的主观感受相关，因此是主观的，含有一定的心理因素，具有不确定性,（但不能任由主观臆断）,功能的客观性,功能作为一种“属性”，也就是研究对象本身所固有的性质，,因此是客观的,一个产品、一种结构一旦出现，与之俱来的属性亦就确定,功能特征之二,从系统等级序列上：功能的整体性与局部性,功能的整体性,以局部功能为基础，具有各局部功能均不能呈现的新的,特性,-,整体性,不是各局部功能的简单集合或叠加，而是有机综合,是局部功能的目的，是满足用户需求的,功能的局部性,是实现总体功能的手段，具有为总体功能服务的鲜明的目的性,独立实现某一特定功能，整体与局部具有相对性,功能特征之三,功能的无效性与破坏性,不足功能（缺少功能）破坏性,任何局部必要功能的缺少或不足，都将影响整体功能的,发挥，对功能系统具有破坏性，影响到用户的使用效果,如：太阳能汽车,受制于太阳能效的转换问题，汽车必须清，必须风阻小，而且有一面积较大的太阳能接收板。导致动力系统提供动能不足。无法实现长距离与高速度并存的行驶。,功能特征之四,功能载体的替代性,同一功能可能具有多个载体，同一功能可能具有多个实现手段，因此具有相同功能的载体是可以相互替代的。,资源的替代，最常见的是材料代用，较低层次的载体替代,重点：在产品或其局部结构上，以功能创新的新结构替代原有的结构,局部结构的创新，不仅能促进产品的量变，更重要的是促进产品的质变,如：手表的改进,用微电磁取代发条装置，同样实现了“提供动力”的功能。这一改动，直接节约了,10%,的零部件。可是这局部功能载体的替代性，是的机械表发生了质的变化，一代创新产品,-,电子表应运而生。,功能特征之五,功能分析的第二步：功能分类，根据不同的参数分为：,A.,基本功能和辅助功能,B.,上位功能和下位功能,C.,使用功能和品位功能,D.,必要功能和不必要功能,1.2,功能及其特性、分类,功能级别举例,主要功能：,（送料机）移动物料,基本功能：,（推杆）移动物料,辅助功能：,（凸轮）推动推杆,（机架）支承凸轮,（料箱）存放物料,功能整理的目的：,利用功能间的相互关系；,发现不必要的功能；,检查功能定义的正确性；,便于划分功能区域；,确定改进的着手点。,功能整理,FAST,图解法的基本结构,上位,功能,因果,功能,因果,功能,下位,功能,并列,功能,并列,功能,辅助,功能,因果,功能,基本,功能,因果,功能,要径路线,设计目的,设计标准,怎么办,任何时候均需存在的功能,为什么,研讨项目的范畴,上位界限 下位界限,系统边界,F,1,F,11,F,111,F,2,F,112,F,3,F,31,功能域,系统边界,建立组件模型,建立结构模型,建立功能模型,系统分析又称为系统功能分析、功能分析,是把研究的对象的功能进行抽象而简明的定性描述，并将其分类、整理和系统化的过程。分析系统执行或完成其功能的状况,系统分析是一个对系统功能建模的过程，分析的结果是建立功能模型,1.3,系统功能分析,“System Analysis”,系统分析的目的,Why?,百得,工程问题,2,已有系统的改进,组建分析,功能分析,1.,功能定义,2.,功能分类,3.,功能整理,2.,结构模型,3.,功能模型,1.,组件模型,功能评价,功能替代,功能优化,组建价值评价,系统裁剪法,系统分析的应用场合,功能与组件的结合,功能分析,Function Analysis,由功能寻找结构,建立系统,功能整理,Fast,由组件分析功能,完善系统,系统分析,ProI,“System Analysis”,建立组件模型,建立结构模型,建立功能模型,系统分析的流程和方法,是把研究的对象的功能进行抽象而简明的定性描述，并将其分类、整理和系统化的过程。分析系统执行或完成其功能的状况,建立组件模型：,描述系统组成及各组件的层次,建立结构模型：,描述组件之间的相互作用关系,建立功能模型：,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，以及如何实现系统功能,系统功能分析的步骤,步骤,1,建立组件模型,描述技术系统的组成和各系统组件的层次,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,建议将技术系统至少分为两个组件级别,(,系统级别和子系统级别,),系统组件,技术系统,子系统组件,系统组件,子系统组件,子系统级别,超系统,系统级别,超系统级别,超系统组件,系统作用对象,组件,建立组件模型的原则,1.,在特定的条件下分析具体的技术系统,2.,根据技术系统组件的层次建立组件模型,3.,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,4.,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,5.,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，可建立独立的不同的组件模型,典型的超系统组件,A,),生产阶段设备、原料、生产场地等等,B,),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,C,),储存和运输阶段交通手段、包装、仓库、储存手段等等,D,),与技术系统作用的外界环境空气、水、灰尘、热场、重力场等等,步骤,2,建立结构模型,结构模型基于组件模型,描述组件模型中各组件之间的相互作用关系,结构模型的建立形式包括结构矩阵和结构表格,矩阵：检查每对组件之间的关系,表格：详细描述这对组件之间的相互作用关系,建立结构模型的原则,1.,基于组件模型画出系统组件之间、组件与超系统组件间的相互关系，进而建立结构模型,2.,结构模型用矩阵和表格依次建立，基于组件模型标明组件间的相互关系,3.,在技术系统生命周期的各个阶段，都可建立独立的、不同的组件模型、结构模型,在技术系统发展的整个生命周期中，通过分析系统组件之间、组件与超系统组件间的相互作用，发现技术系统的新功能,建立结构模型的原则,4.,填写结构模型表时，需对组件之间的相互作用做出评价：,有用作用？有害作用,?,中性作用？,5,.,结构模型中组件间的作用可以有多,6,.,若结构模型中的某个组件只与一个组件有直接联 系，要从结构模型中将该组件去掉，可把它作为与其有关系的组件的子系统,7,.,若初始的组件模型中存在这样的组件,它与系统中其它的任何一个组件都没有关系，要从结构模型中将该组件去掉,步骤,3,建立功能模型,功能模型基于结构模型,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,用以下图示表示各功能的类型,箭头表示方向,直线表示充分（或用黑色）,虚线表示不足（或用绿色）,+,号线表示过度（或用蓝色）,波浪线表示有害（或用红色）,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,规范化的功能陈述原则,1.,针对,特定条件,下的,具体技术系统,进行功能陈述,2.,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,也不能采用否定动词,3.,功能存在的条件是作用改变了功能受体的参数,4.,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,5.,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、作用方向等等,总结,系统功能分析,组件模型,-,系统及超系统包含哪些组件,结构模型,-,组件之间的作用关系,功能模型,-,用规范化的语言描述系统所有组件之间的作用关系,内容总结,1。系统作用对象是系统功能的承受体。它与产品的用途、能力、性能等概念不尽相同。功能=动作+对象（V+O）。移动物料：物料位置的改变。（2）名词部分要采用可数的名词。（6）禁止使用“不“替代否定词。功能的抽象性：是指人脑对产品能够满足人们某种需求的属性的人认知和意识。系统分析又称为系统功能分析、功能分析。步骤1建立组件模型。建议将技术系统至少分为两个组件级别(系统级别和子系统级别)。1.在特定的条件下分析具体的技术系统。2.根据技术系统组件的层次建立组件模型。A)生产阶段设备、原料、生产场地等等。步骤2建立结构模型。结构模型基于组件模型。描述组件模型中各组件之间的相互作用关系。结构模型的建立形式包括结构矩阵和结构表格。步骤3建立功能模型。功能模型基于结构模型。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。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。不能采用不体现作用的动词,也不能采用否定动词,