TRIZ理论五系统功能分析

技术系统的几个概念
+ 技术系统：由相互联系的组件和组件之间的相互作用 组成，以实现某种功能
+ 组件：指组成技术系统或超系统的一个部分，是由物 质或者场组成的一个物体
+ 超系统：是将已经分析过的技术系统作为组件的系统， 或不属于系统本身但与系统及其组件有一定相关性的 系统
+ 目标：指技术系统的作用对象
正常功能，代号“N” —实际的改善值达到期望的改善值 功能过度，代号“E” —实际的改善值大于期望的改善值 功能不足，代号“I” —实际的改善值小于期望的改善值
• 分类目的：为后续的功能分析和裁剪提供依据
• 功能过度和功能不足都是系统的不利因素
功能分类（二 ）
+ 二、按功能之间的逻辑关系：
1、从属关系：上位功能、下位功能 2、并列关系：同位功能或并列功能
提供光能
保护灯丝
固定灯丝 固定玻壳
固定芯柱
“为什么保护灯丝？”为了更好地“转换能量”
能量转换
通过电流 连接导线 允许安装
使导体绝缘
“为什么使导体绝缘？” “为了更好地通过电流”
防止蒸发 贮存惰气 密封壳体 “为什么防止蒸发？”为了更好地“转换能量”
主要内容
• 一、功能分析概述 • 二、功能定义 • 三、功能分类 • 四、功能整理 • 五、功能系统分析方法
+ 5、尽量用抽象的词语表达，避免使用专业术语
功能定义的直觉表达与本质表达
技术系统 电吹风机 电风扇 放大镜 白炽灯 挡风玻璃 二极管
直觉表达 吹干头发 凉爽身体 放大目标物 照亮房间 保护司机 整流电流
本质表达 蒸发水分 移动空气 改变光线 发光 防止车外物体撞击 阻滞某极性电流
+ 直觉表达：描述的不是功能，而是功能执行的结果
录音笔
提供光源
录放声音
灯泡
功能定义
+ 就是指对分析对象及其组成部分所应具有的各种 功能，用简明、准确的语言进行描述和表达。
“功能”的通用描述法
X更改（或保持）Z的参数Y X—功能载体，Z—功能对象，Z—功能对象Z的某个参数
“功能”的图形化表达法
作用（Action)
功能载体
功能对象
功能定义的原则
+ 1、 用动宾词组描述，功能=工作+对象（V+O） 如：电线的功能=传输电流
1、新技术系统与FAST图 2、系统改进与关于组件的系统功能分析 • 六、基于组件的功能评估 • 七、系统裁剪
新技术系统的开发
+ 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。
• 可以采用功能分析系统技术（Function Analysis
System Technique，简称FAST）图解法，即利用功
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
成本（略）
功能整理的步骤
2）区分基本功能和辅助功能。
+ 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。
功能整理的步骤
2、逐个明确功能逻辑关系
+ 三、按用户的使用要求：使用功能、品味功能
使用功能：给用户带来使用效果（有某种特定用途）的功能 品味功能：计划外的功能，如外观功能、艺术功能等
+ 四、按功能与用户要求范围的匹配程度：
必要功能、不必要功能
主要内容
• 一、功能分析概述 • 二、功能定义 • 三、功能分类 • 四、功能整理 • 五、功能系统分析方法 • 六、基于组件的功能评估 • 七、系统裁剪
+ 系统科学观点：
功能是结构的抽象，结构是功能的具体 功能是系统存在的理由，是系统的外在表现 结构是系统功能的载体，是系统的客观存在
产品设计过程
产品规划
产品原理设计
系统功能分析
技术设计 施工设计
从产品规划到产品原理设
计是这一过程中最为关键的一步 。
功能分析
+ 功能分析是对技术系统的“功能”进行抽象的描
+ 当功能的相互关系同“目的一手段”的逻辑及并列关系的 逻辑不矛盾时，功能模型图就完成了。
功能整理的步骤
功能模型图 最上位功能 一级功能
F0
目的
F1
F2
F3
手段 目的
二级功能
F11 F12 F21 F22 F31 F32
手段
功能区1 功能区2 功能区3
功能整理的步骤
（5）把辅助功能系列连接到重要功能系列之中
例：有用功能的功能价值
系统组件n
附加功能 Ad=2
超系统组件1
辅助功能 Ax=1
附加功能 Ad=2
系统组件2
辅助功能 Ax=2
系统组件1
基本功能 B=3
系统目标
有用功能的性能水平
• 技术系统中的有用功能在实际过程中对功能对象参数的 改善值可能与期望的改善值之间存在一定的差异，称为 有用功能的“性能水平”，可分为3类：
要素名称 功能定义 要素成本
灯丝 通过电流、转换能量
（略）
功能整理的步骤
白炽灯各组件的功能定义（功能卡片）
序号 零件名称
功能定义
1 绝缘体
允许安装，固定玻壳，固定芯柱
2 灯头
允许安装，固定玻壳，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 玻壳
保护灯丝，贮存气体
6 灯丝
转换能量，通过电流
TRIZ理论五系统功能分析
TRIZ理论体系
主要内容
• 一、功能分析概述 • 二、功能定义 • 三、功能分类 • 四、功能整理 • 五、功能系统分析方法 • 六、基于组件的功能评估 • 七、系统裁剪
“功能”概念的提出
+ 19世纪40年代，价值工程理论的创始人---美国通用 电气的工程师迈尔斯首先提出功能的概念，并把它 作为工程研究的核心问题，他认为，顾客买的不是 产品本身，而是产品的功能。
特点：改“善”参数
有害功能：指功能载体对功能对象的作用不按照期望的方向改 变功能对象的参数
特点：“不改善”甚至“恶化”参数
有用功能的等级分类
+ 根据功能对象在系统中所处的位置不同，有用功能可分 为不同的等级：基本功能、辅助功能、附加功能
+ 分类原则：离系统目标越近，则功能等级越高 + 功能等级的表达方法：功能价值，等级越高，价值越大 + 有害功能不需划分功能等级
+ TRIZ的功能定义采用本质表达
本质表达法常用功能动词
功能动词 吸收 聚集 装配（组装 ） 弯曲 拆解
功能动词 分解 沉淀 破坏
检测 干燥
相变 清洁 凝结 冷却
嵌插 浸蚀 蒸发 析取源自功能动词 加热 支撑 告知
连接 定位
混合 移动 定向 擦亮
功能动词 阻止 加工 保护
移除 旋转（转动 ） 分离 振动 固定 传递
+ 一个产品的许多功能之间，存在着所属关系和并列关系。 在功能整理中，要逐个明确各功能间的逻辑关系。
– 功能的所属关系（上下关系），即上位功能与下位功能的关 系。
– 功能的并列关系是指对于较为复杂的功能系统，在上位功能 之后往往有几个并列的功能存在，这些功能所处于同等地位， 都是为了实现共同目的而必须具备的手段。
+ 提问的两个问题：
– ①为什么需要此功能？这一问题是为了找出上位功能，即目的； – ②通过什么手段来实现这个功能？这一问题是为了找出下位功能，
即手段。
+ 当有两个以上的功能处于同等地位时，都是为了实现同一 目的功能，则其关系为相互独立的并列关系，称为同位功 能。这样，就能逐步把各功能之间的关系系统化，连成一 个功能模型图。
– 例如，住宅的最基本功能是居住，为实现该项功能，住宅必 须具有遮风避雨、御寒防暑、采光、通风、隔声、防潮等功 能，这些功能之间是属并列关系的，都是实现居住功能的手 段，因而居住是上位功能，上述所列的并列功能是居住的下 位功能，即上位功能是目的，下位功能是手段。
功能整理的步骤
+ 按照“目的与手段”的关系，通过提问的方法，寻找实现 总体功能的直接手段功能，然后分系统一层一层地找下去。 也可反过来，以手段寻找目的，一层层地推上去。这两种 顺序也可交替，互补进行。
有用功能的等级分类与功能价值
基本（主要）功能B 功能的对象是系统目标或目的 系统存在的主要理由，回答“系统能做什么？” 功能价值最高，为3分 辅助功能Ax 功能的对象是系统组件 支撑基本功能 辅助功能的价值，为1分，如其功能对象为提供基本功
能的组件时，则功能价值为2分 附加功能Ad 功能对象是超系统组件，回答“系统还能做什么？” 附加功能的价值，为2分
功能整理
定义
功能整理就是对定义出的功能进行系统的分析、整 理，明确功能之间的关系，分清功能类别，建立功 能模型图。
步骤 1、分析出产品的基本功能和辅助功能 2、明确功能的上下位和并列之间的关系 3、排列功能模型图
功能整理的步骤
1、确定基本功能和辅助功能
+ 可以通过回答三个问题来拟定基本功能：
– 它的作用是必不可少的吗？ – 是主要目的吗？ – 如果它的作用改变了，它的制造工艺和零部件是全
功能的图形化表达法及作用
+ 功能的图形化表达常用箭头和矩形框来表示（动 宾结构），其中箭头代表动词（动作），矩形框 代表名词（组件）。
组件A
A对B的动作（动词 ）
组件B
功能载体
功能=动作+对象
功能对象
功能的图形化表达法及作用