創(chuàng)新方法系統(tǒng)分析

1系統(tǒng)分析石社軒河南工業(yè)職業(yè)技術學院柔性制造工程技術研究中心2011.11.18相關概念(What?)系統(tǒng)分析的目的(Why?)系統(tǒng)分析的應用場合(when?Where?)系統(tǒng)分析的流程和方法(How?)總結主題大綱重點：功能的定義功能的分類建立功能模型的步驟難點：建立實際技術系統(tǒng)的功能模型重難點一.基本概念

技術系統(tǒng)及其級別功能及其特性、分類系統(tǒng)功能分析技術系統(tǒng)由物質組件組成,為滿足人們（社會）的需求而實現(xiàn)某種功能的系統(tǒng)，該系統(tǒng)必須有一個功能是其子系統(tǒng)共同完成的子系統(tǒng)技術系統(tǒng)的組成部分超系統(tǒng)包含技術系統(tǒng)和與它有關的其它系統(tǒng)的系統(tǒng)超系統(tǒng)子系統(tǒng)系統(tǒng)1.1技術系統(tǒng)及其級別組件是技術系統(tǒng)的組成部分組件執(zhí)行一定的功能組件可以等同為系統(tǒng)的子系統(tǒng)系統(tǒng)作用對象系統(tǒng)作用對象是系統(tǒng)功能的承受體屬于特殊的超系統(tǒng)組件技術系統(tǒng)子系統(tǒng)超系統(tǒng)超系統(tǒng)組件技術系統(tǒng)組件子系統(tǒng)組件系統(tǒng)作用對象1.1技術系統(tǒng)及其級別功能的由來

人們的需求

實體結構重抽象出來的尋找抽象產(chǎn)生結構功能需求1.2功能及其特性、分類功能是物體作用于其他物體、并改變其參數(shù)的行為它與產(chǎn)品的用途、能力、性能等概念不盡相同。如：鋼筆

用途：寫字功能：存送墨水如：電動機

用途：做原動機具體用途：驅動水泵或攪拌機功能：能量轉化---電能轉化為機械能1.2功能及其特性、分類功能圖形化描述方式：常用箭頭和矩形框來表示功能=動作+對象（V+O）送料機構的功能：移動物料功能受體至少要有一個參數(shù)受到影響，發(fā)生改變移動物料：物料位置的改變將組件與其功能分離，分別進行考慮A對B的作用組件A組件B我們不需要組件A我們需要組件A的功能將功能與組件分離開功能載體功能受體功能＝動作＋對象1.2功能及其特性、分類功能定義的方法：（1）用動詞和名詞將功能簡潔地描述出來；（2）名詞部分要采用可數(shù)的名詞；（3）動詞部分要使用力求擴大思路的詞匯；（4）注意實現(xiàn)功能的制約條件；（5）需針對特定條件下的具體技術系統(tǒng)進行功能定義；（6）禁止使用“不“替代否定詞；（7）一項功能下一個定義。1.2功能及其特性、分類從功能的本質上：功能的抽象性與本質性功能的抽象性：是指人腦對產(chǎn)品能夠滿足人們某種需求的屬性的人認知和意識高度的概括性廣泛的普適性功能的具體性：是指某一產(chǎn)品為完成某一功能的具體結構、表現(xiàn)、作用等功能特征之一對功能的認識上：功能的主觀性與客觀性功能的主觀性功能作為“滿足某種需求的一種屬性”，它與人的主觀感受相關，因此是主觀的，含有一定的心理因素，具有不確定性（但不能任由主觀臆斷）功能的客觀性功能作為一種“屬性”，也就是研究對象本身所固有的性質，因此是客觀的一個產(chǎn)品、一種結構一旦出現(xiàn)，與之俱來的屬性亦就確定功能特征之二從系統(tǒng)等級序列上：功能的整體性與局部性功能的整體性以局部功能為基礎，具有各局部功能均不能呈現(xiàn)的新的特性---整體性不是各局部功能的簡單集合或疊加，而是有機綜合是局部功能的目的，是滿足用戶需求的功能的局部性是實現(xiàn)總體功能的手段，具有為總體功能服務的鮮明的目的性獨立實現(xiàn)某一特定功能，整體與局部具有相對性功能特征之三功能的無效性與破壞性不足功能（缺少功能）破壞性任何局部必要功能的缺少或不足，都將影響整體功能的 發(fā)揮，對功能系統(tǒng)具有破壞性，影響到用戶的使用效果如：太陽能汽車受制于太陽能效的轉換問題，汽車必須清，必須風阻小，而且有一面積較大的太陽能接收板。導致動力系統(tǒng)提供動能不足。無法實現(xiàn)長距離與高速度并存的行駛。功能特征之四功能載體的替代性同一功能可能具有多個載體，同一功能可能具有多個實現(xiàn)手段，因此具有相同功能的載體是可以相互替代的。資源的替代，最常見的是材料代用，較低層次的載體替代重點：在產(chǎn)品或其局部結構上，以功能創(chuàng)新的新結構替代原有的結構局部結構的創(chuàng)新，不僅能促進產(chǎn)品的量變，更重要的是促進產(chǎn)品的質變

如：手表的改進用微電磁取代發(fā)條裝置，同樣實現(xiàn)了“提供動力”的功能。這一改動，直接節(jié)約了10%的零部件?？墒沁@局部功能載體的替代性，是的機械表發(fā)生了質的變化，一代創(chuàng)新產(chǎn)品---電子表應運而生。功能特征之五功能分析的第二步：功能分類，根據(jù)不同的參數(shù)分為：A.基本功能和輔助功能B.上位功能和下位功能C.使用功能和品位功能D.必要功能和不必要功能1.2功能及其特性、分類功能級別舉例

主要功能：（送料機）移動物料

基本功能：（推桿）移動物料

輔助功能：（凸輪）推動推桿（機架）支承凸輪（料箱）存放物料功能整理的目的：利用功能間的相互關系；發(fā)現(xiàn)不必要的功能；檢查功能定義的正確性；便于劃分功能區(qū)域；確定改進的著手點。功能整理FAST圖解法的基本結構上位功能因果功能因果功能下位功能并列功能并列功能輔助功能因果功能基本功能因果功能要徑路線設計目的設計標準怎么辦任何時候均需存在的功能為什么研討項目的范疇上位界限下位界限系統(tǒng)邊界F1F11F111F2F112F3F31功能域系統(tǒng)邊界建立組件模型建立結構模型建立功能模型系統(tǒng)分析又稱為系統(tǒng)功能分析、功能分析是把研究的對象的功能進行抽象而簡明的定性描述，并將其分類、整理和系統(tǒng)化的過程。分析系統(tǒng)執(zhí)行或完成其功能的狀況系統(tǒng)分析是一個對系統(tǒng)功能建模的過程，分析的結果是建立功能模型1.3系統(tǒng)功能分析“SystemAnalysis”系統(tǒng)分析的目的Why?百得

工程問題2已有系統(tǒng)的改進組建分析功能分析1.功能定義2.功能分類3.功能整理2.結構模型3.功能模型1.組件模型功能評價功能替代功能優(yōu)化組建價值評價系統(tǒng)裁剪法系統(tǒng)分析的應用場合功能與組件的結合

功能分析FunctionAnalysis由功能尋找結構建立系統(tǒng)功能整理Fast由組件分析功能完善系統(tǒng)系統(tǒng)分析Pro\I“SystemAnalysis”建立組件模型建立結構模型建立功能模型系統(tǒng)分析的流程和方法是把研究的對象的功能進行抽象而簡明的定性描述，并將其分類、整理和系統(tǒng)化的過程。分析系統(tǒng)執(zhí)行或完成其功能的狀況建立組件模型：描述系統(tǒng)組成及各組件的層次建立結構模型：描述組件之間的相互作用關系建立功能模型：用規(guī)范化的功能描述，揭示整個技術系統(tǒng)所有組件之間的相互作用關系，以及如何實現(xiàn)系統(tǒng)功能系統(tǒng)功能分析的步驟步驟1——建立組件模型描述技術系統(tǒng)的組成和各系統(tǒng)組件的層次包括系統(tǒng)作用對象、技術系統(tǒng)組件、子系統(tǒng)組件，以及和系統(tǒng)組件發(fā)生相互作用的超系統(tǒng)組件建議將技術系統(tǒng)至少分為兩個組件級別(系統(tǒng)級別和子系統(tǒng)級別)系統(tǒng)組件技術系統(tǒng)子系統(tǒng)組件系統(tǒng)組件子系統(tǒng)組件子系統(tǒng)級別超系統(tǒng)系統(tǒng)級別超系統(tǒng)級別超系統(tǒng)組件系統(tǒng)作用對象組件建立組件模型的原則1.在特定的條件下分析具體的技術系統(tǒng)2.

根據(jù)技術系統(tǒng)組件的層次建立組件模型3.根據(jù)層次等級建立初始的組件模型，然后進

一步分析完善組件模型4.組件模型包含了超系統(tǒng)的某些組件，該組件

需與系統(tǒng)組件有相互作用關系5.技術系統(tǒng)生命周期的不同階段具有不同的超系統(tǒng)針對技術系統(tǒng)的各個生命周期階段，可建立獨立的不同的組件模型典型的超系統(tǒng)組件A)生產(chǎn)階段－設備、原料、生產(chǎn)場地等等B)使用階段－功能對象（產(chǎn)品）、消費者、能量源、與對象相互作用的其它系統(tǒng)C)儲存和運輸階段－交通手段、包裝、倉庫、儲存手段等等D)與技術系統(tǒng)作用的外界環(huán)境－空氣、水、灰塵、熱場、重力場等等步驟2——建立結構模型結構模型基于組件模型描述組件模型中各組件之間的相互作用關系結構模型的建立形式包括結構矩陣和結構表格矩陣：檢查每對組件之間的關系表格：詳細描述這對組件之間的相互作用關系建立結構模型的原則1.基于組件模型畫出系統(tǒng)組件之間、組件與超系統(tǒng)組件間的相互關系，進而建立結構模型

2.結構模型用矩陣和表格依次建立，基于組件模型標明組件間的相互關系3.在技術系統(tǒng)生命周期的各個階段，都可建立獨立的、不同的組件模型、結構模型在技術系統(tǒng)發(fā)展的整個生命周期中，通過分析系統(tǒng)組件之間、組件與超系統(tǒng)組件間的相互作用，發(fā)現(xiàn)技術系統(tǒng)的新功能建立結構模型的原則4.填寫結構模型表時，需對組件之間的相互作用做出評價：有用作用？有害作用?中性作用？5.結構模型中組件間的作用可以有多6.若結構模型中的某個組件只與一個組件有直接聯(lián)

系，要從結構模型中將該組件去掉，可把它作為與其有關系的組件的子系統(tǒng)7.若初始的組件模型中存在這樣的組件——它與系統(tǒng)中其它的任何一個組件都沒有關系，要從結構模型中將該組件去掉步驟3——建立功能模型功能模型基于結構模型采用規(guī)范化的功能描述方式表述組件對之間的相互作用關系用以下圖示表示各功能的類型箭頭表示方向直線表示充分（或用黑色）虛線表示不足（或用綠色）+號線表示過度（或用藍色）波浪線表示有害（或用紅色）將各組件間的所有功能關系全部展示，形成系統(tǒng)功能模型圖規(guī)范化的功能陳述原則1.針對特定條件下的具體技術系統(tǒng)進行功能陳述2.只有在作用中才能體現(xiàn)功能，所以在功能描述中必須有動詞反映該功能