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(shù)學(xué)院柔性制造工程技術(shù)研究中心2011.11.18相關(guān)概念(What?)系統(tǒng)分析的目的(Why?)系統(tǒng)分析的應(yīng)用場(chǎng)合(when?Where?)系統(tǒng)分析的流程和方法(How?)總結(jié)主題大綱重點(diǎn)：功能的定義功能的分類建立功能模型的步驟難點(diǎn)：建立實(shí)際技術(shù)系統(tǒng)的功能模型重難點(diǎn)一.基本概念

技術(shù)系統(tǒng)及其級(jí)別功能及其特性、分類系統(tǒng)功能分析技術(shù)系統(tǒng)由物質(zhì)組件組成,為滿足人們（社會(huì)）的需求而實(shí)現(xiàn)某種功能的系統(tǒng)，該系統(tǒng)必須有一個(gè)功能是其子系統(tǒng)共同完成的子系統(tǒng)技術(shù)系統(tǒng)的組成部分超系統(tǒng)包含技術(shù)系統(tǒng)和與它有關(guān)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(shù)系統(tǒng)及其級(jí)別組件是技術(shù)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(duì)象系統(tǒng)作用對(duì)象是系統(tǒng)功能的承受體屬于特殊的超系統(tǒng)組件技術(shù)系統(tǒng)子系統(tǒng)超系統(tǒng)超系統(tǒng)組件技術(shù)系統(tǒng)組件子系統(tǒng)組件系統(tǒng)作用對(duì)象1.1技術(shù)系統(tǒng)及其級(jí)別功能的由來(lái)

人們的需求

實(shí)體結(jié)構(gòu)重抽象出來(lái)的尋找抽象產(chǎn)生結(jié)構(gòu)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(dòng)機(jī)

用途：做原動(dòng)機(jī)具體用途：驅(qū)動(dòng)水泵或攪拌機(jī)功能：能量轉(zhuǎn)化---電能轉(zhuǎn)化為機(jī)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(lái)表示功能=動(dòng)作+對(duì)象（V+O）送料機(jī)構(gòu)的功能：移動(dòng)物料功能受體至少要有一個(gè)參數(shù)受到影響，發(fā)生改變移動(dòng)物料：物料位置的改變將組件與其功能分離，分別進(jìn)行考慮A對(duì)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(dòng)作＋對(duì)象1.2功能及其特性、分類功能定義的方法：（1）用動(dòng)詞和名詞將功能簡(jiǎn)潔地描述出來(lái)；（2）名詞部分要采用可數(shù)的名詞；（3）動(dòng)詞部分要使用力求擴(kuò)大思路的詞匯；（4）注意實(shí)現(xiàn)功能的制約條件；（5）需針對(duì)特定條件下的具體技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行功能定義；（6）禁止使用“不“替代否定詞；（7）一項(xiàng)功能下一個(gè)定義。1.2功能及其特性、分類從功能的本質(zhì)上：功能的抽象性與本質(zhì)性功能的抽象性：是指人腦對(duì)產(chǎn)品能夠滿足人們某種需求的屬性的人認(rèn)知和意識(shí)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(jié)構(gòu)、表現(xiàn)、作用等功能特征之一對(duì)功能的認(rèn)識(shí)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(guān)，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(duì)象本身所固有的性質(zhì)，因此是客觀的一個(gè)產(chǎn)品、一種結(jié)構(gòu)一旦出現(xiàn)，與之俱來(lái)的屬性亦就確定功能特征之二從系統(tǒng)等級(jí)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(chǔ)，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(jiǎn)單集合或疊加，而是有機(jī)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(shí)現(xiàn)總體功能的手段，具有為總體功能服務(wù)的鮮明的目的性獨(dú)立實(shí)現(xiàn)某一特定功能，整體與局部具有相對(duì)性功能特征之三功能的無(wú)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(duì)功能系統(tǒng)具有破壞性，影響到用戶的使用效果如：太陽(yáng)能汽車受制于太陽(yáng)能效的轉(zhuǎn)換問(wèn)題，汽車必須清，必須風(fēng)阻小，而且有一面積較大的太陽(yáng)能接收板。導(dǎo)致動(dòng)力系統(tǒng)提供動(dòng)能不足。無(wú)法實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)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(gè)載體，同一功能可能具有多個(gè)實(shí)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(diǎn)：在產(chǎn)品或其局部結(jié)構(gòu)上，以功能創(chuàng)新的新結(jié)構(gòu)替代原有的結(jié)構(gòu)局部結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，不僅能促進(jìn)產(chǎn)品的量變，更重要的是促進(jìn)產(chǎn)品的質(zhì)變

如：手表的改進(jìn)用微電磁取代發(fā)條裝置，同樣實(shí)現(xiàn)了“提供動(dòng)力”的功能。這一改動(dòng)，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(jī)械表發(fā)生了質(zhì)的變化，一代創(chuàng)新產(chǎn)品---電子表應(yīng)運(yùn)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(jí)別舉例

主要功能：（送料機(jī)）移動(dòng)物料

基本功能：（推桿）移動(dòng)物料

輔助功能：（凸輪）推動(dòng)推桿（機(jī)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(guān)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(jìn)的著手點(diǎn)。功能整理FAST圖解法的基本結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)目的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)怎么辦任何時(shí)候均需存在的功能為什么研討項(xiàng)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(jié)構(gòu)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(duì)象的功能進(jìn)行抽象而簡(jiǎn)明的定性描述，并將其分類、整理和系統(tǒng)化的過(guò)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(gè)對(duì)系統(tǒng)功能建模的過(guò)程，分析的結(jié)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(wèn)題2已有系統(tǒng)的改進(jìn)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(jié)構(gòu)模型3.功能模型1.組件模型功能評(píng)價(jià)功能替代功能優(yōu)化組建價(jià)值評(píng)價(jià)系統(tǒng)裁剪法系統(tǒng)分析的應(yīng)用場(chǎng)合功能與組件的結(jié)合

功能分析FunctionAnalysis由功能尋找結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(duì)象的功能進(jìn)行抽象而簡(jiǎn)明的定性描述，并將其分類、整理和系統(tǒng)化的過(guò)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(jié)構(gòu)模型：描述組件之間的相互作用關(guān)系建立功能模型：用規(guī)范化的功能描述，揭示整個(gè)技術(shù)系統(tǒng)所有組件之間的相互作用關(guān)系，以及如何實(shí)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(shù)系統(tǒng)的組成和各系統(tǒng)組件的層次包括系統(tǒng)作用對(duì)象、技術(shù)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(shù)系統(tǒng)至少分為兩個(gè)組件級(jí)別(系統(tǒng)級(jí)別和子系統(tǒng)級(jí)別)系統(tǒng)組件技術(shù)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(jí)別超系統(tǒng)系統(tǒng)級(jí)別超系統(tǒng)級(jí)別超系統(tǒng)組件系統(tǒng)作用對(duì)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(shù)系統(tǒng)2.

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

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(guān)系5.技術(shù)系統(tǒng)生命周期的不同階段具有不同的超系統(tǒng)針對(duì)技術(shù)系統(tǒng)的各個(gè)生命周期階段，可建立獨(dú)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(shè)備、原料、生產(chǎn)場(chǎng)地等等B)使用階段－功能對(duì)象（產(chǎn)品）、消費(fèi)者、能量源、與對(duì)象相互作用的其它系統(tǒng)C)儲(chǔ)存和運(yùn)輸階段－交通手段、包裝、倉(cāng)庫(kù)、儲(chǔ)存手段等等D)與技術(shù)系統(tǒng)作用的外界環(huán)境－空氣、水、灰塵、熱場(chǎng)、重力場(chǎng)等等步驟2——建立結(jié)構(gòu)模型結(jié)構(gòu)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(guān)系結(jié)構(gòu)模型的建立形式包括結(jié)構(gòu)矩陣和結(jié)構(gòu)表格矩陣：檢查每對(duì)組件之間的關(guān)系表格：詳細(xì)描述這對(duì)組件之間的相互作用關(guān)系建立結(jié)構(gòu)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(guān)系，進(jìn)而建立結(jié)構(gòu)模型

2.結(jié)構(gòu)模型用矩陣和表格依次建立，基于組件模型標(biāo)明組件間的相互關(guān)系3.在技術(shù)系統(tǒng)生命周期的各個(gè)階段，都可建立獨(dú)立的、不同的組件模型、結(jié)構(gòu)模型在技術(shù)系統(tǒng)發(fā)展的整個(gè)生命周期中，通過(guò)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(shù)系統(tǒng)的新功能建立結(jié)構(gòu)模型的原則4.填寫結(jié)構(gòu)模型表時(shí)，需對(duì)組件之間的相互作用做出評(píng)價(jià)：有用作用？有害作用?中性作用？5.結(jié)構(gòu)模型中組件間的作用可以有多6.若結(jié)構(gòu)模型中的某個(gè)組件只與一個(gè)組件有直接聯(lián)

系，要從結(jié)構(gòu)模型中將該組件去掉，可把它作為與其有關(guān)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(gè)組件都沒有關(guān)系，要從結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)模型采用規(guī)范化的功能描述方式表述組件對(duì)之間的相互作用關(guān)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(hào)線表示過(guò)度（或用藍(lán)色）波浪線表示有害（或用紅色）將各組件間的所有功能關(guān)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(duì)特定條件下的具體技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)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(dòng)詞反映該功能