《TRIZ创新方法》课件-第3章

第3章TRIZ复杂问题分析方法3.1系统功能分析方法3.2因果链分析方法

3.1系统功能分析方法

TRIZ理论认为技术系统的作用就是为了执行功能，产品是功能的体现。系统功能可以层层分解为子系统功能，直至最底层子系统功能为止。系统功能分析方法是识别系统或超系统组件的功能、特点和成本的分析工具。

系统功能分析方法的目的如下：

(1)明确工程系统各功能之间的关系，合理匹配功能。

(2)降低成本，提高价值。

(3)使工程系统具有合理的功能结构，满足功能需求。

(4)确定必要功能，发现不必要功能和过剩功能。

(5)弥补不足功能，去掉不合理功能。

3.1.1系统功能分析概念

1．系统分析

系统分析是从技术系统抽象的功能角度来分析系统的，分析系统执行或完成其功能的状况。

2．技术系统、组件

技术系统由组件组成，通过组件之间的相互作用实现一定的功能。技术系统中至少有一个组件是人工制造的。组件是工程系统或超系统的组成对象。

3．技术系统的级别

技术系统分为超系统、系统和子系统三个级别。超系统由系统组件和其他系统组件组成。系统是指能执行一定功能的系统，一般指我们整体的研究对象，由多个子系统组件组成。

系统作用对象是系统功能的接受体，属于超系统的一部分。

4．功能

1)功能的定义

功能是一个组件改变或保持另一个组件某个参数的行为，是组件能够满足某种需求的一种属性。

组件功能是其作用于其他对象上的动作和行为；功能描述了组件是用来做什么的；功能表现了组件改变其他对象的能力。

功能是抽象概念，功能在物理上并不存在，也没有物理属性(温度、重量……)。

2)功能的分类与级别

根据与主要功能的关系可将功能分为有用功能和有害功能。有用功能又分为正常功能、不足功能和过量功能。

功能的级别分为基本功能、附加功能和辅助功能。

(1)基本功能：功能载体是系统中与系统作用对象直接作用的组件，功能对象为系统目标，最高优先级。

(2)附加功能：功能对象为超系统组件。

(3)辅助功能：保证完成基本功能的功能，功能对象是系统其他组件。

3)功能存在的条件

(1)功能载体和对象都是组件(物质和/或场)。

(2)功能载体和对象之间相互作用。

(3)功能对象的参数由于相互作用导致了改变(或保持)。

功能定义必须满足功能存在的三个条件。

3.1.2系统功能分析方法的流程和基本步骤

系统功能分析方法分为三个步骤：组件分析、相互作用分析和功能建模。

(1)组件分析：识别系统和超系统组件。

(2)相互作用分析：识别组件两两之间的相互作用。

(3)功能建模：识别组件之间功能，识别功能级别与状态，得到功能模型图。

1．组件分析

组件分析用于识别工程系统的组件以及超系统中与工程系统有相互作用或者共存的组件。具体步骤如下：

(1)根据系统目标和条件选择合适的组件分析层级，拆解到把问题暴露出来为止。选择较低层级会增加分析工作量，而选择较高层级会使信息不充分。

(2)将组件按照系统组件和超系统组件分类，把同类的汇总在一起。

组件分析结果用表格形式表示，如表3.1所示。

2．相互作用分析

做完组件分析之后，再进行相互作用分析。

相互作用分析是识别工程系统以及超系统组件之间的相互作用。

相互作用是指两个组件之间发生了相互接触，两个组件之间必须发生实体接触(包括通过场产生的接触)，才有相互作用。两个组件之间必须有相互作用，才可能存在功能。也就是说两个组件之间必须有相互作用，其中一个组件对另一个组件才可能有某种功能。但是两个组件之间有相互作用，他们之间也不一定有功能。也就是说两个组件之间必须有相互作用是两个组件之间有功能的必要不充分条件。

相互作用分析没有间接接触，必须直接接触。做相互作用分析是为了找到更多的解决途径。具体步骤如下：

(1)列出组件矩阵表格，如表3.2所示。横排、纵列列出组件分析中所有系统组件和超系统组件。

(2)两两分析组件，看两者有无相互作用，即有无互相接触。有相互作用标注“+”，无相互作用标注“-”，得到相互作用矩阵。

如果某个组件和其他组件无相互作用，说明此部件无功能，可删除。

3．功能建模

完成相互作用分析后进行功能建模，即建立工程系统功能模型。描述工程系统和超系统组件的功能，以及有用功能、性能水平和成本。具体步骤如下：

(1)列出相互作用组件的所有功能。

(2)功能评级。

(3)确定功能性能水平(不足、过量、正常)。

(4)表格形式或图形形式的功能模型。

使用功能表或功能模型图建立系统功能模型。功能表模板如表3.3所示，功能模型图模板如图3.1所示。

(5)整理功能缺点。

有害功能、不足功能、过量功能是功能分析中识别出的功能缺点，整理功能缺点，完成系统功能分析。

图3.1功能模型图模板(以椅子为例)

3.2因果链分析方法

3.2.1因果链分析方法的概念因果链分析法从系统存在的问题入手，层层分析形成此现象的原因，直至分析到最后不可分解为止。在分析的过程中，可以向原因方向分析，也可以向结果方向分析。解决的方案可以从分析出的各层原因中进行选择。

因果链分析的方法就是一层一层地追究下去，直至分析到最终及原因为止。

因果链分析的目的是不断寻找问题发生的原因，构成原因链，进而找到根本原因或容易解决的原因，寻找解决问题的“薄弱点”，分析解题资源，降低问题解决的成本。

因果链分析的结束条件是：

① 当不能继续找到下一层的原因时；

② 当达到自然现象时；

③ 当达到制度/法规/权利/成本等极限时。

3.2.2因果链分析方法的流程和基本步骤

1．因果链分析方法

使用5why方法进行因果链分析，至少问五个层次以上的为什么，用来识别和说明因果分析链，从而恰当定义问题。

这样我们可以转换问题，不用解决最开始的初始问题，而是利用分析问题工具找到隐藏深层次的问题，找到深层次的关键问题，可以更容易地解决问题。

2．因果链分析流程与步骤

利用因果链分析的步骤如下：

(1)列出需要解决的初始缺点(目标反面或根据实际情况)；

(2)逐