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价值分析（工程）第四章 产品功能分析1、功能定义2、功能分类3、功能整理顾客购买产品，是购买产品具有的功能。产品只是功能的载体，是功能的实现方式。功能分析正是把产品及其各组成部分抽象成功能，并找出其中的内在联系过程。其目的就是加强必要功能，剔除多余功能，进行功能载体替代，以便提供价值高的产品，更好地满足用户的需求。第一节、功能定义功能定义，就是把所要求的功能进行抽象的描述。实际上，设计的出发点就是功能，是需求的具体化与科学化。一、功能定义的目的1、明确现有产品所存在的功能状况；2、明确用户要求的功能；用户的需求是产品存在的依据。3、便于确定功能结构；4、为功能评价提供条件；5、为改进和创新开阔思路。4 例：钟表机械式向石英式和电子式的改变，就说明了这个问题。它们的基本功能都是显示时间，而手段和结构则相差甚远。而对产品功能的抽象描述，有助于我们在思想上和概念上把产品的具体结构和形式与其所实现的功能分离开来，以便在创造与设计时摆脱现有产品的束缚，发展出更多的方案，以供优选。二、功能定义的对象产品的整体 + 产品的零部件三、功能定义的方法与技巧就是将用户所需的和产品提供的各种功能，用科学、准确、简洁的语言进行描述的过程。也是对产品和人们需求进行本质的抽象。4 钢笔的功能写字4 电灯的功能照明4 房屋的功能居住实际上，功能定义是一个非常困难的事。上面所定义的功能都是比较简洁的，但是否准确则需要研究。1、功能定义的步骤从主要次要 从大小A、弄清产品目的（也就是用户最基本的要求），是给功能下定义的前提。B、明确VA对象或产品的整体功能。（也就是产品最基本的功能）产品的目的产品的基本功能的区别：产品的目的要规定产品功能的其它方面和产品的实现方式；而产品的基本功能，则只满足消费者或用户的使用目的。4 例：电熨斗的产品目的使衣物定形 电熨斗的产品基本功能提供热面4 例：电烤面包机产品目的（或用户需求）自动烤制面包 电烤面包机的产品基本功能产生热量C、在功能总体定义的基础上，自上而下逐级地给产品的各构成要素明确功能定义。也就是说，给产品的零部件下定义。4 例：书桌的基本功能提供（书写）平面，桌子腿支撑重量。D、找出那些既不属于产品整体功能，又不属于零部件功能，而是使用条件、使用时间、使用环境所规定的那些功能。4 例：暖水瓶的基本功能保持温度其外壳保护内胆、放置稳定（随地点的不同，会不需要）钢笔标记字符、电灯提供光源、空调调节温度2、功能定义的方法功能是一种抽象化的概念，它没有一种固定的模式可遵循。但依据多年实践，总结了一个基本的方法，那就是：功能定义 = 动词 + 名词4 例：暖水瓶的功能 = 保持 + 温度 马达的功能 = 产生 + 转矩 手表的功能 = 显示 + 时间功能定义 = 动词 + 形容词 + 名词4 例：电视的功能 = 提供 + 视听 + 信息功能定义常用的动词保持安装防止固定确定传递保护接受改变引导取消移动降低支撑装载接受停止提高增大减少膨胀悬挂拥有提取通过转换断开增强压缩保留放出改善连接形成阻挡改变过滤维护放入提供产生限定存储吸收加工观察驱动供给显示消除放大缩小扩充隔绝制约弯曲对于基本功能的定义，除了要问产品要实现什么功能以外，还要问“用户的需要如何满足？”以便正确地确认基本功能的正确与否。4 例：电灯的基本功能提供照度，而不是发光物品 圆珠笔的基本功能做标记对于除了基本功能以外的其它辅助功能，也可以从两个方面去定义。A、是问如何实现基本功能，这样有助于我们找出那些必要的辅助功能系列。4 例：电熨斗基本功能提供热表面。如何能有热表面呢？因此主要的、辅助功能加热表面B、给产品零部件下定义，也就是找出或分解零部件，然后按产品的零部件所完成的事项进行功能描述。4 例：电热丝（电熨斗的重要零件）功能加热表面四、功能定义应注意的几个问题1、功能定义时所使用的动词和名词的词意要明白，功能内涵和属性要准确。4 例：自行车尾灯的功能改善安全、提请注意、显示车尾。三种描述的目的都是夜间自行车行驶时，使后面的对象能意识到自行车的存在，而增强行驶的安全性。提请注意意味着可以使用声音、运动、闪光、旗帜等等各种形式来实现。改善安全可以建议构筑特殊的自行车道路，使用安全装置、缓冲器等。显示车尾其目的也是安全行驶，但其意义已经确切多了。也可以有多种方式，如照亮车尾，发光显示等。2、功能抽象化（动词）是指功能定义中的动词部分要尽可能的抽象，以便在方案创造时，引导出更多与现方案完全不同的构想或实现方式。4 例：车床车削零件（让人联想起车床这种工具，很不利摆脱车床的加工方法而设计出信的方式）、加工零件（不仅采用车削方式，还可以采用其它方式）进一步抽象成制造零件4 例：卡车运送货物、移动货物（传输带、运输管道等方法包括其中）3、功能的定量化（名词）就是让功能定义中的名词部分尽可能地具体，直到定量量度为适宜。其目的就是有利于后面的功能评价。4 例：暖水瓶保持温度（“温度”这个词是非常量化的）、储存热水（热水的概念非常模糊、不易掌握）4 例：煤气炉提供火源、提供热能（“热能”可以定量量度的词）第二节、功能分类功能分类并不是进行功能分析的必需步骤。弄清所定义功能的特性，以便进一步进行功能整理，所以有必要对功能的分类加以研究。一、基本功能与从属功能1、基本功能是指为达到其（使用）目的所不可缺少的重要功能，是产品及其各组件赖以存在的基础，也是进行设计的依赖。4 例：钟表的基本功能指示时间 剪草机的基本功能剪草烤面包机的基本功能烤制面包电线的基本功能传导电流基本功能是用户要求的必需功能，是进行设计的基础，也是任何人（包括设计人员）不能任意改动的，而且必须得到充分实现的。一个VA分析对象只具有一个基本功能。但在有的情况下（尤其是组件复杂性增加时），则可以有两个或两个以上的基本功能。4 例：电视机具备两种基本功能显示图象 + 发出声音（两者缺一不可）2、从属功能是除了基本功能以外的其它附属于并辅助或支持基本功能实现的功能，也称辅助功能。4 例：照相机的功能拍摄图像 为了拍摄到好的图像附加的从属功能自动测光、提供闪光基本功能与从属功能，往往是一次功能和二次功能的关系。因为从属功能是为实现基本功能服务的。基本功能是实现产品目的所必需的，而从属功能有的是必需的，有的则是可有可无的。4 例：电视机的“遥控”功能二、使用功能与美学功能从设计者的角度分类：基本功能与从属功能；而从用户的角度分类：使用功能与美学功能。1、使用功能是指VA对象满足用户的实际物质需求的那部分功能，又称物质功能。产品的物质功能可以给用户带来效用，达到某种特定的用途，并通过“使用”这一特定环节来满足用户的需要。4 例：电灯的使用功能发出光亮 电缆的使用功能传导电流2、美学功能是指产品能够满足人们审美需求方面的功能。往往存在于人们的视觉或触、听觉等方面直接发生关系的那些部位。如：产品的外观、尺寸比例关系、色彩、造型等。它们的重要性，是根据不同类型的产品和目的所决定的。一般情况下，实用品是以使用功能为主；而类似工艺品则是以美学功能为主要。不同的产品使用功能与美学功能重要程度的变化：4 例：珠宝首饰衣物家具家用器具家用电器办公设备机床施工设备电器设备发动机阀门钉子还有：必要功能和无用功能；过剩功能和不足功能。第三节、功能整理通过功能定义与分类，了解到产品的整体功能，是得到产品的辅助和从属功能的辅助与支持的。产品的整体功能和局部功能之间，产品的各局部功能与从属功能之间，各从属功能之间是一种什么关系？产品的各功能之间的内在联系是非常严谨的，并构成一个系统。为了更好的进行功能整理，有必要先研究功能系统。一、 功能系统及其特征1、功能系统的概念为了实现某一特定的用途，一个产品或某个作业，需要通过多种过程、多种程序或多个功能来实现。而这数个功能是存在着某种结构形式的，并以这种特定的结构形式，以及各功能之间的协调一致的作用，才能够完成产品的总体功能和最终目的。 产品的功能系统并不是唯一的，可以通过辅助功能的替换和改变功能之间的结构关系来实现不同形式产品，这也是产品改进设计的前提。2、功能系统的特征A、完备性在功能系统中，各局部功能或单元功能之间都不是简单的组合，而是根据总体目标的统一要求，按照一定的逻辑层次，自上而下地组成一个完整的整体。其中的元素，既不能多余也不能缺少。B、缺少的破坏性由功能系统的完备性可知，功能系统中的任何局部功能的缺少或不足，都会损害或破坏更大局部或整体功能的有效性。C、多余的无效性在功能系统中，任何局部功能的多余或过剩，由于无法单独发挥作用而处于无效状态。有时还会起到损害整体功能的作用，而使其效用降低。D、变化的一致性由于功能系统的整体性，系统中的任何一个局部功能的变化，都不是一个简单的个体行为，都会引起整体功能系统的相应调整和变化。所以，在进行产品设计或产品改进中，在改变产品某个功能的前提下，必须调整其它功能的质与量，以及功能之间的关系，来保证整体功能的实现。3、功能系统的逻辑关系功能系统是一个整体，功能之间存在着一定的结构关系。而这种结构关系是一种目的与手段（即实现目的的手段）的关系。也就是说整个功能系统为了实现同一目标而采用的功能结构中，各单元功能或局部功能也是为了实现同一目标。而这种目标的实现，有赖于若干个局部目标或功能的实现得以支持。这样，功能系统就形成了一个由目的到手段，逐步向后延伸，同时又逐步向外扩展的树状结构图形。（功能系统图）F11F12F21F22F31F32F1F2F3F0功能区1功能区2功能区3目的手段目的手段功能系统的逻辑关系二、功能整理的概念与作用1、功能整理的概念就是按照功能系统的逻辑关系，对已经定义出的各个单元功能，进行分析、判定，弄清它们的重要程度以及所应占据的地位，并把它们排列成一个整体的过程。“它所处的是什么地位？”找出产品整体功能的支持功能，确定它们之间的关系。2、功能整理的作用产品整体功能的形成，是各个局部功能相互制约、相互作用的结果。如果产品总体功能出现多余或不足，必然是由于各局部功能及其相互的关系存在问题所造成的。功能整理，就是要明确功能之间的结构关系。具体作用：A、明确必要功能B、找出多余功能C、正确掌握功能领域D、确定改善功能级别三、功能整理的方法与步骤 功能系统是按照“目的手段”的逻辑排列的。所以，功能整理总的原则和基本方法就是按照这种关系，来自上而下、从左至右地将功能按照基本功能、主要从属功能、次要从属功能的顺序进行排列。1、直推法（适合于不太复杂的功能系统）就是从产品的整体功能或基本功能开始，向后依次寻找其实现该功能的手段功能的直接推进方式，直到找到末位功能为止。在寻找下位功能的过程中，采用“怎样实现此功能？”的提问方式，作为推进过程的辅助手段。 F0 F1 F11 F111 怎样？怎样？怎样？直推法的提问模式由图可知，第一步，首先是确定产品的整体功能（或基本功能），这是寻找功能系统的基础。然后再从整体功能到局部功能，从局部功能到单元功能。4 例：微型电筒首先要找出其使用目的是提供临时光源，因此，它的基本功能就是提供光能；然后，按照“怎样？”的提问：问：“怎样才提供光能？” 答：发光，则发光就是其下位功能或手段功能；问：“怎样才能发光？” 答：加热灯丝问：“怎样才能加热灯丝？” 答：通过电流问：“怎样才能通过电流？” 答：供给电力或形成回路变化学能为电能供给电力容纳电池 通过电流 连接导体保持接触提供光能 发光 形成回路形成触点连接触点 支持灯丝用直推法形成的微型电筒功能系统图要注意不要漏掉从属功能。比如：在“发光”的后面，“通过电流”是手段功能，而“支撑灯丝”也是手段功能。所以手段功能不是唯一的，可能是有多个。2、系统分析法主要是针对结构复杂、功能数量较多的产品而提出的。在功能定义以后对功能的作用和地位进行分析，把基本功能与从属功能，主要功能与次要功能分开，随后优先连接主要功能系列，再把次要功能或从属功能系列附加进去的功能整理方法，叫做系统分析法。步骤：A、在功能定义的基础上，编制功能卡片。（功能卡片记有功能内容或定义、相应的零部件名称，以及有关成本的卡片。B、区分基本功能与从属功能。（有时基本功能不只一个）C、排列重要功能系列。对分离出来的基本功能（包括产品整体、零部件），用目的与手段的方法进行排列。也就是从左至右，寻找产品基本功能的实现手段，这就是功能系统图的骨架，也是重要的功能系列。D、添加从属功能系列。四、系统分析法进行功能整理的实例4 例：白炽灯 1、绝缘体 2、灯头 3、导体（触点）4、芯柱5、玻璃壳6、灯丝7、惰性气体8、粘合剂白炽灯结构图白炽灯各组件的功能定义序号零件名称功能定义1绝缘体允许安装，固定玻璃壳，固定芯柱2灯头允许安装，固定玻璃壳，固定芯柱3导体（触点）通过电流，连接导线4芯柱固定灯丝5玻璃壳保护灯丝，贮存堕气6灯丝转换能量，通过电流7惰性气体防止灯丝蒸发（延长寿命）8粘合剂固定密封壳体4 进行功能整理：1、制作功能卡片。（以芯柱为例）白炽灯功能卡片举例固定灯丝芯柱（成本略）2、区分基本功能和从属功能，主要功能与次要（附加）功能。通过分析可知，白炽灯的总体功能是“发光”或“提供光能”。基本功能（主要功能）有“转换能量”、“通过电流”、“连接导线”以及“允许安装”，其它可视为辅助功能。3、连接（排列）重要功能系列。把上述主要功能按目的与手段的关系连接起来。 提供光能 能量转换 通过电流 连接导线 允许安装 目的 手段 目的 手段 目的 手段 怎么样？ 目的 手段为什么？ 白炽灯重要功能系列的连接 4、排列、整理从属功能系列。首先分析除上述重要功能系列以外的从属功能有哪些。它们是：“使导体绝缘”、“固定玻璃壳”、“固定芯柱”、“固定灯丝”、“保护灯丝”、“贮存惰气”、“防止灯丝蒸发”和“密封壳体”。通过研究发现，它们构成三个从属功能系列。按目的与手段整理后的从属功能系列：系列I 使导体绝缘 系列II 防止蒸发 贮存惰气 密封壳体 系列III 保护灯丝 固定灯丝 固定芯柱 固定玻璃壳 白炽灯的从属功能整理5、把从属功能系列连接到重要功能系列之中。“为什么使导体绝缘？”回答是：“为了更到地通过电流”；“为什么防止蒸发？”“为什么保护灯丝？”是为了更好地“转换能量”。这样“通过电流”和“转换能量”就分别是它们的目的的功能。 固定玻壳 保护灯丝 固定灯丝 固定芯柱 提供光能 能量转换 通过电流 连接导线 允许安装 使导体绝缘 防止蒸发 贮存惰气 密封壳体 重要功能系列辅助功能系列白炽灯功能系统图五、功能整理应注意的问题1、突出重点内容要精选；抓住重要功能系列和重要从属功能系列；如那些普通紧固件（螺钉等）所具备的功能，就不应包括在内。2、方法灵活功能简单与功能复杂的产品应不同对待。3、注意并不完全属于某一个零部件单独完成的功能4 例：野外使用的帐篷，它是为在野外给人们遮风