功能模型的定義
? ? ? ? 功能模型是對工程系統進行功能分析的一個階段,目的是建立工程系統的功能模型。功能模型描述了工程系統和超系統組件的功能,包括有用功能、性能水平和成本等。
? ? ? ? 在文章【質量管理】現代TRIZ中問題識別中的功能分析——相互接觸分析-CSDN博客中我們已經進行了相互接觸分析。其中有對兩兩組件進行+和-的標識。+表示的是有相互接觸的關系,-表示的是沒有相互接觸的關系。
? ? ? ? 對于“-”來說就是肯定沒有功能,對于“+”來說是不一定有功能。比如下圖所示,耳朵對鼻子,他們之間是“-”的關系,所以沒有功能。但耳朵對光線是“+”的關系,也是沒有功能。而眼睛對光線是“+”的關系,是有功能的。
什么是功能
? ? ? ? 功能就是指一個組件改變或保持另一個組件某個參數的行為。功能的關鍵術語有功能載體、功能對象、參數。
功能載體:執行功能的某一組件
功能對象:功能性能參數改變遙受動者組件
參數:具有相對值的某一屬性
????????比如下圖所示,水杯和桌子的關系是:桌子支撐水杯。
? ? ? ? 還有熱水器加熱水
?????????功能并不是總是存在的,需要滿足一些條件。比如功能載體和對象都是組件(物質或場),功能載體和功能對象之間相互接觸,功能載體保持或改變了功能對象的參數。這也就是為什么我們在功能分析前需要先進行組件分析和相互接觸分析,因為這兩個分析是我們在進行功能模型建立的前提條件。
? ? ? ? 組件分析分析出了系統的組件,才有功能載體和功能對象。相互接觸分析分析了組件之間的關系,只有接觸的對象功能才能存在。
功能模型
? ? ? ? 上面我們提到,功能是一個對象(A)作用于其他對象(B)、并改變或保持(B)參數的行為。那我們要怎么描述這個功能呢?
如何定義功能? ? ?
? ? ? ? 功能的描述使用動賓結構,其中箭頭代表動詞(動作),矩形框代表名詞(組件)。功能就是動作+對象。如海綿吸收水。玻璃折射光線。拖把移除垃圾。
? ? ? ? 其中這里的動作就是動詞,一些常用的可用于描述功能的詞有:吸收、吸附、加熱、冷卻、控制、阻擋、移動、去除、切割、粉碎、折射、生成、支撐、保持、分解等等。?
? ? ? ? 在定義功能時,我們需要滿足以下幾點:
非負面定義
非陳述性定義
盡可能具體
當暫時無法用合適的動詞定義是,使用X改變Y的Z參數定義
僅按因果關系定義。比如是空氣冷卻咖啡,而不是咖啡加熱空氣? ?
功能識別
????????除了功能定義時需要注意以外,我們需要了解系統的主要功能是什么。主要功能就是該系統被用來設計完成的功能。比如汽車就是用來移動人或貨物,菜刀就是用來切割食物。
? ? ? ? 在功能的識別上,我們要尋找工程系統的主要目的,從而識別工程系統的主要功能。同時還要識別被工程系統作用的超系統組件。
功能的分類
? ? ? ? 功能分為有用功能和有害功能。有用功能是指沿期望的方向改變功能對象的參數,有害功能是指惡化功能對象的參數。
? ? ? ? 比如眼鏡的有用功能(期望的方向)是折射光線,有害功能(不期望的方向)是壓迫鼻梁。
? ? ? ? 此外功能分類還可以將有用功能分為:正常的功能、不足的功能、過量的功能三種。總的功能分類思維導圖如下所示:其中不足的功能我們用虛線表示,過量的功能我們用兩條箭頭表示,有害功能我們用波浪箭頭表示。
? ? ? ? 在得到功能模型后,除了正常的功能之外的其他功能。比如有害功能、過量功能、不足功能就是我們要分析的問題點,這些問題功能點需要使用其他工具如因果鏈分析、剪裁等做更深入的分析。
有用功能的等級
? ? ? ? 功能模型中功能的分類分為有用功能和有害功能,有用功能又分為正常的功能、不足的功能和過量的功能。但其中有用功能還是分等級的,根據功能作用的對象不同,可以將其分為:基本功能、輔助功能和附加功能。
基本功能:功能的對象是系統的目標
附加功能:功能的對象是除了目標外的超系統組件
輔助功能:功能的對象是系統中的其他組件
? ? ? ? 這三類功能不是同等重要的,總的來說,更接近系統目標的功能更為重要,等級應高于遠離系統目標的其它功能。
? ? ? ? 所以如果需要打分的話,那么基本功能為3分,附加功能為2分,輔助功能為1分。?
功能列表
? ? ? ? 功能列表是將組件 的功能、等級、分類、性能水平、功能得分列出來的表格。通過這個表格我們可以得到組件之間相互的功能關系。
? ? ? ? 比如對于【質量管理】現代TRIZ中問題識別中的功能分析——組件分析-CSDN博客?和【質量管理】現代TRIZ中問題識別中的功能分析——相互接觸分析-CSDN博客中的眼鏡案例。其組件分析為下:
? ? ? ? 其相互接觸分析如下:
? ? ? ? 那么可以列出功能列表如下(需要注意的是“+”號是不一定有功能的,并且根據上文講的如何定義功能,我們要符合因果關系,因此有一些功能會被統一):
功能模型圖示化?
? ? ? ? 將功能列表根據功能分類的圖形圖示化(其中不足的功能我們用虛線表示,過量的功能我們用兩條箭頭表示,有害功能我們用波浪箭頭表示),形成功能模型圖示如下:
? ? ? ? 其中系統組件使用矩形框表示,超系統組件使用六菱形,目標(系統作用對象)使用圓角矩形。
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