功能分析-TRIZ

1、1,我的系统功能分析,2,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,3,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

2、个元件组成的子子系统,4,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,5,练习：眼镜系统的级别,6,什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,7,功能分析法的演进

3、（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,8,什么是属性,属性即是物质的特

4、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,9,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,10,产品属性与创新,用户购买产品的目的既是要获

5、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,11,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,12,不同情况下的系统功能分析

6、,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,13,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,14,2、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

7、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,15,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

8、恰当的,16,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,17,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,18,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,19,功能的分类（以眼镜为例,根据与

9、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,20,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,白炽灯的上下位功能,21,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，

10、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,22,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,23,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,24,实例: 建立瓶装可乐饮料的组件模型,25,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,26,系统结构模型矩阵模

11、板,27,建立瓶装可乐饮料的结构模型,28,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,29,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,30,瓶装可乐的功能模型表格,31,瓶装可乐的功能模型图,开启,喝,32,32,练习：注射器的功能分析,33,1、注射器组件模型表,33,34,2、注射器结构模型表,34,35,3、注射器组件功能模型表,35,36,36,37,ftcps科研推广中心,37,07.03.2021,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