创新方法系统分析

1系统分析石社轩河南工业职业技术学院柔性制造工程技术研究中心2011.11.18相关概念(What?)系统分析的目的(Why?)系统分析的应用场合(when?Where?)系统分析的流程和方法(How?)总结主题大纲重点：功能的定义功能的分类建立功能模型的步骤难点：建立实际技术系统的功能模型重难点一.基本概念

技术系统及其级别功能及其特性、分类系统功能分析技术系统由物质组件组成,为满足人们（社会）的需求而实现某种功能的系统，该系统必须有一个功能是其子系统共同完成的子系统技术系统的组成部分超系统包含技术系统和与它有关的其它系统的系统超系统子系统系统1.1技术系统及其级别组件是技术系统的组成部分组件执行一定的功能组件可以等同为系统的子系统系统作用对象系统作用对象是系统功能的承受体属于特殊的超系统组件技术系统子系统超系统超系统组件技术系统组件子系统组件系统作用对象1.1技术系统及其级别功能的由来

人们的需求

实体结构重抽象出来的寻找抽象产生结构功能需求1.2功能及其特性、分类功能是物体作用于其他物体、并改变其参数的行为它与产品的用途、能力、性能等概念不尽相同。如：钢笔

用途：写字功能：存送墨水如：电动机

用途：做原动机具体用途：驱动水泵或搅拌机功能：能量转化---电能转化为机械能1.2功能及其特性、分类功能图形化描述方式：常用箭头和矩形框来表示功能=动作+对象（V+O）送料机构的功能：移动物料功能受体至少要有一个参数受到影响，发生改变移动物料：物料位置的改变将组件与其功能分离，分别进行考虑A对B的作用组件A组件B我们不需要组件A我们需要组件A的功能将功能与组件分离开功能载体功能受体功能＝动作＋对象1.2功能及其特性、分类功能定义的方法：（1）用动词和名词将功能简洁地描述出来；（2）名词部分要采用可数的名词；（3）动词部分要使用力求扩大思路的词汇；（4）注意实现功能的制约条件；（5）需针对特定条件下的具体技术系统进行功能定义；（6）禁止使用“不“替代否定词；（7）一项功能下一个定义。1.2功能及其特性、分类从功能的本质上：功能的抽象性与本质性功能的抽象性：是指人脑对产品能够满足人们某种需求的属性的人认知和意识高度的概括性广泛的普适性功能的具体性：是指某一产品为完成某一功能的具体结构、表现、作用等功能特征之一对功能的认识上：功能的主观性与客观性功能的主观性功能作为“满足某种需求的一种属性”，它与人的主观感受相关，因此是主观的，含有一定的心理因素，具有不确定性（但不能任由主观臆断）功能的客观性功能作为一种“属性”，也就是研究对象本身所固有的性质，因此是客观的一个产品、一种结构一旦出现，与之俱来的属性亦就确定功能特征之二从系统等级序列上：功能的整体性与局部性功能的整体性以局部功能为基础，具有各局部功能均不能呈现的新的特性---整体性不是各局部功能的简单集合或叠加，而是有机综合是局部功能的目的，是满足用户需求的功能的局部性是实现总体功能的手段，具有为总体功能服务的鲜明的目的性独立实现某一特定功能，整体与局部具有相对性功能特征之三功能的无效性与破坏性不足功能（缺少功能）破坏性任何局部必要功能的缺少或不足，都将影响整体功能的 发挥，对功能系统具有破坏性，影响到用户的使用效果如：太阳能汽车受制于太阳能效的转换问题，汽车必须清，必须风阻小，而且有一面积较大的太阳能接收板。导致动力系统提供动能不足。无法实现长距离与高速度并存的行驶。功能特征之四功能载体的替代性同一功能可能具有多个载体，同一功能可能具有多个实现手段，因此具有相同功能的载体是可以相互替代的。资源的替代，最常见的是材料代用，较低层次的载体替代重点：在产品或其局部结构上，以功能创新的新结构替代原有的结构局部结构的创新，不仅能促进产品的量变，更重要的是促进产品的质变

如：手表的改进用微电磁取代发条装置，同样实现了“提供动力”的功能。这一改动，直接节约了10%的零部件。可是这局部功能载体的替代性，是的机械表发生了质的变化，一代创新产品---电子表应运而生。功能特征之五功能分析的第二步：功能分类，根据不同的参数分为：A.基本功能和辅助功能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、分类功能级别举例

主要功能：（送料机）移动物料

基本功能：（推杆）移动物料

辅助功能：（凸轮）推动推杆（机架）支承凸轮（料箱）存放物料功能整理的目的：利用功能间的相互关系；发现不必要的功能；检查功能定义的正确性；便于划分功能区域；确定改进的着手点。功能整理FAST图解法的基本结构上位功能因果功能因果功能下位功能并列功能并列功能辅助功能因果功能基本功能因果功能要径路线设计目的设计标准怎么办任何时候均需存在的功能为什么研讨项目的范畴上位界限下位界限系统边界F1F11F111F2F112F3F31功能域系统边界建立组件模型建立结构模型建立功能模型系统分析又称为系统功能分析、功能分析是把研究的对象的功能进行抽象而简明的定性描述，并将其分类、整理和系统化的过程。分析系统执行或完成其功能的状况系统分析是一个对系统功能建模的过程，分析的结果是建立功能模型1.3系统功能分析“SystemAnalysis”系统分析的目的Why?百得

工程问题2已有系统的改进组建分析功能分析1.功能定义2.功能分类3.功能整理2.结构模型3.功能模型1.组件模型功能评价功能替代功能优化组建价值评价系统裁剪法系统分析的应用场合功能与组件的结合

功能分析FunctionAnalysis由功能寻找结构建立系统功能整理Fast由组件分析功能完善系统系统分析Pro\I“SystemAnalysis”建立组件模型建立结构模型建立功能模型系统分析的流程和方法是把研究的对象的功能进行抽象而简明的定性描述，并将其分类、整理和系统化的过程。分析系统执行或完成其功能的状况建立组件模型：描述系统组成及各组件的层次建立结构模型：描述组件之间的相互作用关系建立功能模型：用规范化的功能描述，揭示整个技术系统所有组件之间的相互作用关系，以及如何实现系统功能系统功能分析的步骤步骤1——建立组件模型描述技术系统的组成和各系统组件的层次包括系统作用对象、技术系统组件、子系统组件，以及和系统组件发生相互作用的超系统组件建议将技术系统至少分为两个组件级别(系统级别和子系统级别)系统组件技术系统子系统组件系统组件子系统组件子系统级别超系统系统级别超系统级别超系统组件系统作用对象组件建立组件模型的原则1.在特定的条件下分析具体的技术系统2.

根据技术系统组件的层次建立组件模型3.根据层次等级建立初始的组件模型，然后进

一步分析完善组件模型4.组件模型包含了超系统的某些组件，该组件

需与系统组件有相互作用关系5.技术系统生命周期的不同阶段具有不同的超系统针对技术系统的各个生命周期阶段，可建立独立的不同的组件模型典型的超系统组件A)生产阶段－设备、原料、生产场地等等B)使用阶段－功能对象（产品）、消费者、能量源、与对象相互作用的其它系统C)储存和运输阶段－交通手段、包装、仓库、储存手段等等D)与技术系统作用的外界环境－空气、水、灰尘、热场、重力场等等步骤2——建立结构模型结构模型基于组件模型描述组件模型中各组件之间的相互作用关系结构模型的建立形式包括结构矩阵和结构表格矩阵：检查每对组件之间的关系表格：详细描述这对组件之间的相互作用关系建立结构模型的原则1.基于组件模型画出系统组件之间、组件与超系统组件间的相互关系，进而建立结构模型

2.结构模型用矩阵和表格依次建立，基于组件模型标明组件间的相互关系3.在技术系统生命周期的各个阶段，都可建立独立的、不同的组件模型、结构模型在技术系统发展的整个生命周期中，通过分析系统组件之间、组件与超系统组件间的相互作用，发现技术系统的新功能建立结构模型的原则4.填写结构模型表时，需对组件之间的相互作用做出评价：有用作用？有害作用?中性作用？5.结构模型中组件间的作用可以有多6.若结构模型中的某个组件只与一个组件有直接联

系，要从结构模型中将该组件去掉，可把它作为与其有关系的组件的子系统7.若初始的组件模型中存在这样的组件——它与系统中其它的任何一个组件都没有关系，要从结构模型中将该组件去掉步骤3——建立功能模型功能模型基于结构模型采用规范化的功能描述方式表述组件对之间的相互作用关系用以下图示表示各功能的类型箭头表示方向直线表示充分（或用黑色）虚线表示不足（或用绿色）+号线表示过度（或用蓝色）波浪线表示有害（或用红色）将各组件间的所有功能关系全部展示，形成系统功能模型图规范化的功能陈述原则1.针对特定条件下的具体技术系统进行功能陈述2.只有在作用中才能体现功能，所以在功能描述中必须有动词反映该功能