(4)功能分析-TRIZ.ppt

我的系统功能分析我的系统功能分析1技术系统的基本概念技术系统的基本概念技术系统：技术系统：l由由AB两个组件（名词）组成（分别是功能载体和功能受体）两个组件（名词）组成（分别是功能载体和功能受体），用矩形框来表示用矩形框来表示用矩形框来表示用矩形框来表示l l组件之间的作用（动词）关系用箭头表示方向，组件之间的作用（动词）关系用箭头表示方向，组件之间的作用（动词）关系用箭头表示方向，组件之间的作用（动词）关系用箭头表示方向，通过通过组件组件之间的之间的相互作用相互作用实现一定的实现一定的功能功能。系统组件系统组件A系统组件系统组件B功能载体功能载体（工具物质）（工具物质）A对对B的作用的作用技术系统技术系统功能受体功能受体（目标物质）（目标物质）2技术系统的层级关系技术系统的层级关系系统系统即指正在发生问题的当前系统，即指正在发生问题的当前系统，由组件组成，通由组件组成，通过组件之间的相互作用实现一定的功能。过组件之间的相互作用实现一定的功能。系统中至少有一系统中至少有一个组件个组件子系统子系统是构成技术系统之内的低层级系统，亦即指从是构成技术系统之内的低层级系统，亦即指从微观上微观上来思考构成系统的内部部件或组件来思考构成系统的内部部件或组件,超系统超系统技术系统之外的高层级系统。亦即指从技术系统之外的高层级系统。亦即指从宏观上宏观上思考系统使用的环境（或资源）思考系统使用的环境（或资源）组件组件是技术系统的组成部分。是技术系统的组成部分。执行一定的功能；执行一定的功能；组件至少有一个元件组成；组件至少有一个元件组成；组件也可以是一个包含有组件也可以是一个包含有 多个元件组成的子子系统多个元件组成的子子系统超系统超系统系统系统子系统子系统3、注意注意注意注意u系统层级的划分系统层级的划分与界定的与界定的区域范围区域范围有关，在识别系统的层有关，在识别系统的层级时，级时，首先必须进行区域分析；首先必须进行区域分析；u无论是系统、子系统或超系统，从广义来说，它们都是指无论是系统、子系统或超系统，从广义来说，它们都是指“某物质某物质”或或“某实体某实体”，是一个名词；，是一个名词；u超系统即指从超系统即指从宏观上宏观上思考系统使用的环境和提供实现系统思考系统使用的环境和提供实现系统的的资源；资源；u系统在超系统的约束下起作用；子系统在上级系统的约束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；下起作用；u底层的子系统一旦发生改变，就会引起上层高级系统的改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。变。4练习：练习：眼镜系统的级别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？什么是系统分析和功能分析？n系统分析系统分析是从抽象的是从抽象的“功能功能”角度来分析系角度来分析系统；统；n分析过程就是对一个系统实行分析过程就是对一个系统实行功能建模功能建模的过的过程，分析的结果是建立程，分析的结果是建立功能模型功能模型n技术分析也就是对系统进行的功能分析技术分析也就是对系统进行的功能分析6功能分析法的演进功能分析法的演进（FunctionalFunctional Analysis）1950-1960由莱瑞迈尔斯倡导形成的由莱瑞迈尔斯倡导形成的第一代功能分析第一代功能分析：识别元件和功能之间的关系识别元件和功能之间的关系.形成的形成的第二代功能分析第二代功能分析：莱瑞迈尔斯基本思想被结合到莱瑞迈尔斯基本思想被结合到TRIZ基本思维方法中基本思维方法中发明主要出现在形成的第二代功能分析；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转换工具在定义问题的程序中扮演了非常大的“有用的有用的”角色。角色。第二代功能分析不足之处：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元件属性的关系没有考虑环绕问题与时间的关系没有考虑环绕问题与时间的关系当前当前TRIZ的功能分析的功能分析功能属性分析功能属性分析考虑元件属性的关系考虑元件属性的关系考虑环绕问题与时间的关系考虑环绕问题与时间的关系7什么是属性？什么是属性？属性属性即是即是物质的特性物质的特性，可以用一个物理、化学或几何参数，可以用一个物理、化学或几何参数来表达来表达 一种物质一种物质一种物质一种物质常表现出常表现出常表现出常表现出多种属性多种属性多种属性多种属性。如如如如内燃机系统中油的属性内燃机系统中油的属性：流动性、粘度、可压缩性、润滑性、与系：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、密封性等乳化性、良好的传导性、电绝缘性、密封性等属性与属性与时间时间有关，会随不同时间而有所改变有关，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），改变一个物质的属性（或创造一个物质新的属性），意味意味着物质产生了着物质产生了质的变化质的变化，也就意味着对一个，也就意味着对一个技术系统实现技术系统实现了创新了创新。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良好属性功能的产品8传统的与TRIZ的功能分析比较案例：案例：内燃机内系统内燃机内系统传统的功能分析传统的功能分析TRIZTRIZ的功能的功能(属性属性)分析分析 活塞活塞活塞活塞 机油机油机油机油变质变质变质变质 添加物添加物添加物添加物 改善改善改善改善活塞的活塞的活塞的活塞的温度温度温度温度 机油的机油的机油的机油的 润滑性润滑性润滑性润滑性变质变质变质变质 添加物添加物添加物添加物 的硫磺的硫磺的硫磺的硫磺 改善改善改善改善9产品属性与创新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），改变一个物质的属性（或创造一个物质新的属性），意味意味着物质产生了着物质产生了质的变化质的变化，也就意味着对一个，也就意味着对一个技术系统实现技术系统实现了创新了创新。案例：案例：一副眼镜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。阳镜。10对功能分析的准确定义对功能分析的准确定义功能功能是技术系统是技术系统/产品的产品的灵魂灵魂，是，是技术系统价值技术系统价值技术系统价值技术系统价值（或系统组（或系统组（或系统组（或系统组件）的体现件）的体现件）的体现件）的体现当今所说的当今所说的功能分析功能分析，完整地说就是指，完整地说就是指功能属性分析功能属性分析。是一个对象是一个对象A A作用于另一个对象作用于另一个对象B B，使，使改变改变其某种其某种属性的能属性的能力力（使其在某参数上发生改变的能力属性与参数区别（使其在某参数上发生改变的能力属性与参数区别？）系统组件系统组件A系统组件系统组件B功能载体功能载体（工具物质）（工具物质）A对对B的作用的作用技术系统技术系统功能受体功能受体（目标物质）（目标物质）11不同情况下的系统功能分析不同情况下的系统功能分析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。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。12功能描述规范功能描述规范1、功能定义、功能定义 功能载体必须是物质，且必须与功能分离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，不能是物质的参数功能受体必须是物质，不能是物质的参数组件组件 A功能载体功能载体组件组件 B功能受体功能受体我们不需要组件我们不需要组件 A我们需要组件我们需要组件 A 的功能的功能将功能与组件分离开将功能与组件分离开A对对B的作用的作用13、2、功能受体至少要有一个参数受到影响、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传输电流电荷位置改变去除牙垢牙垢空间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、功能来自功能载体的动作，因此，禁止使用“不不”，应，应该使用具有否定意义的动词该使用具有否定意义的动词 陶瓷不能传导电流（错）陶瓷不能传导电流（错）陶瓷阻碍电流传导（正确）陶瓷阻碍电流传导（正确）河堤缺口不能阻止河水（错）河堤缺口不能阻止河水（错）河堤引导河水（正确）河堤引导河水（正确）4 4、陈述功能时，必须注意限定功能的作用区域，以及时间、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对元件间相互作用会产生不同变化的影响.14练习：练习：规范地描述下列功能规范地描述下列功能、电线的功能：电线的功能：牙刷的功能：牙刷的功能：空调的功能：空调的功能：眼镜的功能：眼镜的功能：活塞的功能：活塞的功能：水泵的功能：水泵的功能：汽车的功能：汽车的功能：杯子的功能：杯子的功能：手表的功能：手表的功能：传输电流传输电流去除牙垢去除牙垢控制房间的温度控制房间的温度折射光线折射光线挤压气体挤压气体输送液体（水）输送液体（水）运载货物或人，运载货物或人，装流体，装流体，显示时间显示时间？是计时。时间是抽象的概念，不能作为制品。因此，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。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：、士兵在战斗中戴的钢盔的功能：2、喝水时用的杯子的功能：、喝水时用的杯子的功能：3、用两个套起的杯子喝水、用两个套起的杯子喝水 内层杯子的功能：内层杯子的功能：外层杯子的功能：外层杯子的功能：16功能的级别功能的级别主要功能主要功能反映系统的主要反映系统的主要需求的需求的需求的需求的有用功能有用功能 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 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保证完成主要功能的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辅助功能保证完成基本功能的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功能载体是系统或超系统中的组件系统组件系统组件作用对象作用对象系统组件系统组件基本功能基本功能基本功能基本功能技术系统技术系统主要功能主要功能系统组件系统组件辅助功能辅助功能辅助功能辅助功能17练习：练习：眼镜的功能级别眼镜的功能级别1、主要功能：、主要功能：（眼镜）折射光线（眼镜）折射光线2、基本功能：、基本功能：（镜片）折射光线（镜片）折射光线3、辅助功能：、辅助功能：（眼镜架）支撑镜片（眼镜架）支撑镜片（耳朵）支撑眼镜架（耳朵）支撑眼镜架18功能的分类功能的分类（以眼镜为例）（以眼镜为例）根据根据与主要功能的关系与主要功能的关系分为以下几分为以下几类：类：1 1、有用功能、有用功能作用并有利于对象，有利于作用并有利于对象，有利于达到系统预期的目标和目的，分为充分、不足、达到系统预期的目标和目的，分为充分、不足、过度；过度；（1 1）充分的功能）充分的功能镜片度数合适镜片度数合适（2 2）不足的功能）不足的功能镜片度数小镜片度数小（3 3）过度的功能）过度的功能镜片度数大镜片度数大2 2、有害功能、有害功能作用并有害于对象，不利于作用并有害于对象，不利于系统预期目标和目的实现的功能；系统预期目标和目的实现的功能；有害的功能有害的功能眼镜架压迫鼻梁眼镜架压迫鼻梁19其它的一些功能分类其它的一些功能分类有用功能、有害功能、中性功能有用功能、有害功能、中性功能（对被作用物（对被作用物和系统预期的目标和目的没有影响的功能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、必要功能和不能、使用功能和品位功能、必要功能和不必要功能必要功能等等等等发光发光加热灯丝加热灯丝通过电流通过电流白炽灯的上下位功能白炽灯的上下位功能20、例如：例如：作为台灯的白炽灯泡除了有益功能作为台灯的白炽灯泡除了有益功能“发光发光”外，还有有害功能外，还有有害功能“发热发热”。而在孵化箱中，。而在孵化箱中，同样的灯泡同样的灯泡“发热发热”的功能是有益的，的功能是有益的，“发光发光”则是中性的。则是中性的。孵化箱孵化箱孵化鸡孵化鸡21系统功能分析的步骤系统功能分析的步骤步骤步骤1 1、建立系统组件模型、建立系统组件模型在在界定的区域范围内，识别系统组件，描述界定的区域范围内，识别系统组件，描述界定的区域范围内，识别系统组件，描述界定的区域范围内，识别系统组件，描述系统组成及系统的层级关系系统组成及系统的层级关系 技术系统的组件技术系统的组件 子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与系统组件发生相互作用的超系统组件系统组件系统组件子系统组件子系统组件技术系统技术系统系统组件系统组件子系统组件子系统组件超系统超系统超系统组件超系统组件超系统组件超系统组件22系统组件模型的模板系统组件模型的模板（把技术系统分解为组件）（把技术系统分解为组件）技术系统技术系统功能：功能：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子子系统组件子子系统组件人人外部环境外部环境23实例实例:建立瓶装建立瓶装可乐饮料的组件模型可乐饮料的组件模型超系统组件超系统组件系统组件系统组件子系统组件子系统组件人人瓶装可乐饮料瓶装可乐饮料瓶子瓶子外界环境外界环境瓶塞瓶塞桌子桌子标签标签可乐可乐24、步骤步骤2、建立系统结构模型建立系统结构模型 基于系统组件模型，描述基于系统组件模型，描述基于系统组件模型，描述基于系统组件模型，描述组件之间的相互作用关系组件之间的相互作用关系结构模型表结构模型表25系统结构模型矩阵模板系统结构模型矩阵模板26建立瓶装可乐饮料的结构模型建立瓶装可乐饮料的结构模型27、步骤步骤3 3：建立系统功能模型：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功能类别类别有用功有用功能能有害功能有害功能充分功能充分功能不足功能不足功能过度功能过度功能28瓶装可乐各组件的功能级别瓶装可乐各组件的功能级别、步骤步骤2：建立系统结构模型建立系统结构模型：基于系基于系统组件模型，统组件模型，利利用表格或矩阵的形用表格或矩阵的形式来式来描述描述组件之间相互作用的关系组件之间相互作用的关系29子系统子系统超系统超系统饮料饮料（功能及参数）功能及参数）瓶子瓶子（功能及参（功能及参数）数）瓶盖瓶盖（功能及参数）功能及参数）标签标签（功能及参数）（功能及参数）空气空气（功能及参数）功能及参数）人人（功能及参数）功能及参数）子子系系统统饮料饮料存储饮料存储饮料容积容积密封饮料密封饮料容积容积抽取饮料抽取饮料容积容积瓶子瓶子固定瓶盖固定瓶盖位置位置固定标签固定标签位置位置阻挡空气阻挡空气品质品质固定瓶子固定瓶子位置位置瓶盖瓶盖阻挡空气阻挡空气品质品质打开瓶盖打开瓶盖标签标签引导人引导人超超系系统统空气空气人人瓶装可乐的功能模型表格瓶装可乐的功能模型表格30瓶装可乐的功能模型图瓶装可乐的功能模型图瓶盖瓶盖瓶子瓶子可乐饮料可乐饮料标签标签空气空气人人控制控制密封密封支撑支撑通知通知支撑支撑阻挡阻挡阻挡阻挡支撑支撑开启开启喝喝313232练习：注射器的功能分析练习：注射器的功能分析321 1、注射器注射器组件模型表组件模型表3333系统子系统超系统注射器推杆手指针管药液针头肌肉332、注射器结构模型表注射器结构模型表3434推杆 针管 针头 手指 药液 肌肉推杆+-+-针管+针头-+-+手指+-药液+-+肌肉-+-+343、注射器注射器组件组件功能模型表功能模型表3535超系统超系统作用方向作用方向子系统子系统功能功能属性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、3636子系统子系统作用方向作用方向子系统子系统功能功能属性属性针管推杆指引方向性针管针头固定形状超系统超系统作用方向作用方向子系统子系统功能功能属性属性肌肉针头扩张易受伤性易受伤性36FTCPSFTCPSFTCPSFTCPS科研推广中心科研推广中心科研推广中心科研推广中心373711/19/202211/19/2022手指手指手指手指针管针管针管针管推杆推杆推杆推杆药液药液药液药液肌肉肌肉肌肉肌肉针头针头针头针头固固固固 定定定定挤压挤压挤压挤压移动移动移动移动指引指引指引指引指指指指引引引引保存保存保存保存携带携带携带携带浸透浸透浸透浸透伤害伤害伤害伤害变形变形变形变形注射器的功能模型图注射器的功能模型图有效的作用有效的作用有效的作用有效的作用(单实线单实线单实线单实线)不足不足不足不足的作用的作用的作用的作用(单虚线单虚线单虚线单虚线)过过过过度的作用度的作用度的作用度的作用(双实线双实线双实线双实线)37主要功能元分类主要功能元分类383940小结小结功能属性分析（简称功能分析）是改善系统实现功能属性分析（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使找出系统的问题所在，进而把存在的问题彻底消除掉。消除掉。41