我的系统功能分析
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技术系统的基本概念
技术系统：
由AB两个组件（名词）组成（分别是功能载体和功能受 体），用矩形框来表示
组件之间的作用（动词）关系用箭头表示方向，通过组件 之间的相互作用实现一定的功能。
技术系统 系统组件A A对B的作用
功能载体 （工具物质）
系统组件B
功能受体 （目标物质）
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技术系统的层级关系
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瓶装可乐的功能模型表格
子系统
饮料
瓶子
瓶盖
（功能及参数） （功能及参 数）
（功能及参数）
子 饮料 系 统 瓶子 ↑
←存储饮料 容积
←密封饮料 容积
↑固定瓶盖 位置
瓶盖 ↑
←
标签
←
超系统
标签
空气
人
（功能及参数） （功能及参数） （功能及参数）
↑固定标签 位置
↑阻挡空气 品质
↑阻挡空气 品质
←抽取饮料 容积 ←固定瓶子 位置 ←打开瓶盖
技术分析也就是对系统进行的功能分析
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功能分析法的演进（Functional Analysis）
• 1950-1960由莱瑞迈尔斯倡导形成的第一代功能分析：
– 识别元件和功能之间的关系.
• 形成的第二代功能分析：
– 莱瑞迈尔斯基本思想被结合到TRIZ基本思维方法中 – 发明主要出现在形成的第二代功能分析； – 使用者不仅描述存在于系统元件间有用功能关系，还鼓励使用
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传统的与TRIZ的功能分析比较
➢案例：内燃机内系统
✓传统的功能分析
变质
改善
活塞
机油
✓TRIZ的功能(属性)分析
活塞的温度
变质 机油的 润滑性
改善
添加物
添加物 的硫磺
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产品属性与创新
• 用户购买产品的目的既是要获得产品的功能，更是要具有 良好属性功能的产品
• 改变一个物质的属性（或创造一个物质新的属性），意味 着物质产生了质的变化，也就意味着对一个技术系统实现 了创新。
系统在超系统的约束下起作用；子系统在上级系统的约束 下起作用；
底层的子系统一旦发生改变，就会引起上层高级系统的改 变。
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练习：眼镜系统的级别
超系统
系统作用对象 超系统组件
技术系统
子系统
技术系统组件 子系统组件
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什么是系统分析和功能分析？
系统分析是从抽象的“功能”角度来分析 系统；
分析过程就是对一个系统实行功能建模的 过程，分析的结果是建立功能模型
根据与主要功能的关系分为以下几 类：
1、有用功能－作用并有利于对象，有利于
达到系统预期的目标和目的，分为充分、不足、 过度；
（1）充分的功能——镜片度数合适 （2）不足的功能——镜片度数小 （3）过度的功能——镜片度数大
2、有害功能－作用并有害于对象，不利于
系统预期目标和目的实现的功能； • 有害的功能——眼镜架压迫鼻梁
者描述有害的、不足的和过度的功能关系。但是，附加奥妙的 转换工具在定义问题的程序中扮演了非常大的“有用的”角色。 – 第二代功能分析不足之处： 没有考虑元件属性的关系 没有考虑环绕问题与时间的关系
• 当前TRIZ的功能分析——功能属性分析
考虑元件属性的关系 考虑环绕问题与时间的关系
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什么是属性？
• 属性即是物质的特性，可以用一个物理、化学或几何参
系统功能分析的步骤
步骤1、建立系统组件模型
在界定的区域范围内，识别系统组件，描述系统组成及系统的层级关系 －技术系统的组件 －子系统的组件 －与系统组件发生相互作用的超系统组件
超系统组件
超系统 超系统组件
技术系统 系统组件
子系统组件
系统组件 子系统组件
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系统组件模型的模板
技术系统 （把技术系统分解为组件）
1、士兵在战斗中戴的钢盔的功能： 2、喝水时用的杯子的功能： 3、用两个套起的杯子喝水
－内层杯子的功能： －外层杯子的功能：
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功能的级别
• 主要功能－反映系统的主要需求的有用功能
－系统创建或设计的目的和目标
－功能载体是技术系统本身
• 基本功能－保证完成主要功能的功能
－功能载体是系统中与系统作用对象直接作用的组件
• 辅助功能－保证完成基本功能的功能
–
－功能载体是系统或超系统中的组件
技术系统
系统组件
辅助功能
系统组件 辅助功能 系统组件 基本功能
作用对象
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练习：眼镜的功能级别
1、主要功能：
– （眼镜）折射光线
2、基本功能：
– （镜片）折射光线
3、辅助功能：
– （眼镜架）支撑镜片 – （耳朵）支撑眼镜架
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功能的分类（以眼镜为例）
• 传输电流 • 去除牙垢 • 控制房间的温度 • 折射光线 • 挤压气体 • 输送液体（水） • 运载货物或人， • 装流体，
显示时间｛？？？是计时。时间是抽象的概念，不能作为制品。因此， 这里的制品是时针、分针、秒针。根据他们的位置，才产生时间的概 念，因此，以此作为制品才是恰当的。｝
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练习：规范的描述以下功能
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其它的一些功能分类
• 有用功能、有害功能、中性功能（对被作用物
和系统预期的目标和目的没有影响的功能〕。
• 基本功能和辅助功能、上位功能和下位功 能、使用功能和品位功能、必要功能和不 必要功能
• …等等
白炽灯的上下位功能
发光
加热灯丝
通过电流
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、
• 例如：作为台灯的白炽灯泡除了有益功能“发光” 外，还有有害功能“发热”。而在孵化箱中，同 样的灯泡“发热”的功能是有益的，“发光”则 是中性的。
➢ 系统 即指正在发生问题的当前系统，由组件组成，通
过组件之间的相互作用实现一定的功能。 系统中至少有 一个组件
➢ 子系统 是构成技术系统之内的低层级系统，亦即指从
微观上来思考构成系统的内部部件或组件,
➢ 超系统 技术系统之外的高层级系统。亦即指从宏观上
思考系统使用的环境（或资源）
➢ 组件是技术系统的组成部分。
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建立瓶装可乐饮料的结构模型
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、
• 步骤3：建立系统功能模型
• 基于系统结构模型，规范地描述它们的功能，并揭示整个 技术系统所有组件之间的相互作用关系，识别其功能类别
功能 类别
有用功能
有害功能
充分功能
不足功能
过度功能
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瓶装可乐各组件的功能级别 、
• 步骤2：建立系统结构模型：基于 系统组件模型，利用表格或矩阵的 形式来描述组件之间相互作用的关 系
执行一定的功能； 组件至少有一个元件组成； 组件也可以是一个包含有 多个元件组成的子子系统
超系统
系统 子系统
3
、
注意
系统层级的划分与界定的区域范围有关，在识别系统的层 级时，首先必须进行区域分析；
无论是系统、子系统或超系统，从广义来说，它们都是指 “某物质”或“某实体”，是一个名词；
超系统即指从宏观上思考系统使用的环境和提供实现系统 的资源；
－陶瓷不能传导电流（错）→陶瓷阻碍电流传导（正确） －河堤缺口不能阻止河水（错） →河堤引导河水（正确）
4、陈述功能时，必须注意限定功能的作用区域，以及时间 对元件间相互作用会产生不同变化的影响.
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练习：规范地描述下列功能 、
• 电线的功能： • 牙刷的功能： • 空调的功能： • 眼镜的功能： • 活塞的功能： • 水泵的功能： • 汽车的功能： • 杯子的功能： • 手表的功能：
针头
肌肉
变形
伤害
23.03.2020
FTCPS科研推广中心
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主要功能元分类
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小结
• 功能属性分析（简称功能分析）是改善系统实现 创新过程中非常重要的步骤
• 要对与系统相关的所有元件加以完整定义并要识 别元件间的功能关系，首先要找出系统的主要功 能，以使这项功能表现得更好
• 要找出系统的有害的，不足的和过度的功能，以 使找出系统的问题所在，进而把存在的问题彻底 消除掉。
• 改进已有技术系统时，是理清技术系统的主要功 能以及其辅助功能，以便理解系统，找出系统的 问题所在。
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功能描述规范
1、功能定义
－功能载体必须是物质，且必须与功能分离 －功能＝动作＋对象（动词＋名词＋参数） －功能受体必须是物质，不能是物质的参数
将功能与组件分离开
组件 A 功能载体
A对B的作用
组件 B 功能受体
• 是一个对象A作用于另一个对象B，使改变其某种属性的能 力（使其在某参数上发生改变的能力－属性与参数区别？）
技术系统
系统组件A A对B的作用
系统组件B
功能载体 （工具物质）
功能受体 （目标物质）
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不同情况下的系统功能分析
• 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。
功能：
超系统组件
人
技术系统组件
外部环境
子系统组件
子子系统组件
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实例: 建立瓶装可乐饮料的组件模型
超系统组件 人
外界环境 桌子
系统组件 瓶装可乐饮料
子系统组件 瓶子 瓶塞 标签 可乐
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• 步骤2、建立系统结构模型、
－基于系统组件模型，描述组件之间的相互作用关系
结构模型表
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系统结构模型矩阵模板
• 案例：一副眼镜 本来镜片的颜色和外部的环境没有关联。如果创造一种属性
关联，比如说通过设计一种镜片，其颜色因太阳光的照射 而发生变化。那么顾客就不需要针对夏天专门购买一副太 阳镜。