新产品开发及产品功能规划

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3.2、功能系统图的类型
• 全新产品的开发与设计主要围绕整体功 能进行；老产品改进则应在对老产品深 入剖析的基础上，通过功能定义与整理 ，建立功能系统图而进行。
• 功能系统图有两种类型：
– （1）结构式功能系统图 – （2）原则式功能系统图
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（1）结构式功能系统图
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功能与成本的导向作用
• 功能与成本的导向作用至少有三点：
– 明确目标市场，准确定位产品方案 – 激发创意，便于提出富有成效的设计方案 – 引导与约束产品开发设计
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3、功能系统图
• 产品结构系统存在对应的产品功能系统 ，后者更具有本质意义。功能系统图是 批按目的功能居左、手段功能置右、同 位功能并列的原则，将各项功能连接起 来所形成的一个完整的功能体系，它揭 示了功能之间的内在联系，为方案创造 提供了一个创新的思路和本质模型。
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产品功能规划
• 功能的产品设计作用 • 功能元及其实现 • 功能的搜索与整理 • 功能水平定位
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1、功能与产品
• 功能是用户的本质要求
产品设计
功能
产品
市场需求
用户
满足需要Βιβλιοθήκη Baidu
产品的本质
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功能与产品
• 产品是功能的实现形式，企业通过产品 设计来满足用户的需要
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1、功能与功能载体
• 产品及零部件都是功能的载体。任何功能都要 根据一定的技术经济路线来寻求功能解，即功 能的载体。
形成泵腔
产生转动 输入动力
产生离心力
产生定半径转动
形成轮腔 连通泵腔与补充液流管
供给补充液
供给液体
连通润滑、冷却体与液流管 供给润滑、冷却体
保护轴承
传递动力 紧固轴承 提供动源 撑托电机
密封泵腔
增强密封 压紧填料 形成密封槽
2YK-27型水环真空 泵的原理式功能系统图
减轻磨损 隔离泵轴 与分配器 形成泵轴 冷却缘 固定轴承 外圈 固定轴承 内圈 润滑轴承 密封轴承 转换能量 输出动力
与轴配合
承受拉力 支撑车胎 保持气压 承受压力、摩擦 减少摩擦
承重、转动
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（2）原理式功能系统图
• 原理式功能系统图是指围绕产品整体功 能的实现，以产品工作原理为内容，从 抽象到具体逐级定义出中间功能，并根 据目的手段关系和同位并列关系把零件 或非解部件（不分解到零件进行功能定 义的部件）的功能作为未位功能，分级 分区地连接起来所构成的功能系统图。
车架 车把 自 前叉 行 车座 车 车闸系统
衣货架
前后轮系统
自行车的结构与 结构式功能系统图
车轴
轴套
辐条 轮圈 内胎 外胎 滚珠
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固定足蹬 转变动力 传递力矩 单向传递力矩 减少摩擦
传递力矩
连接各部件、构成车体
控制方向 代 连接前轮 步 承载乘员 、 减低速度 载 承载货物 货
固定车轮
• 功能与成本导向约束机制的基本原则是 按功能和成本进行设计，它包括后面三 项内容：
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功能与成本的导向作用
• 1、将功能规划和成本设计纳入产品设计 过程，导向后续的结构设计、工艺设计 和营销设计
• 2、建立功能目标系统和成本目标系统 • 3、运用功能目标和成本目标导向，约束
方案的创造、评价和优化。
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功能系统图的结构
• 4、上位功能与下位功能
– 上位功能与下位功能是目的功能与手段功能 的代名词。它们之间的区别在于，目的功能 与手段功能强调功能本身的目的与手段之间 的关系，而上位功能与下位功能强调目的功 能与手段功能在系统图上的位置关系。在图 上，上位功能居左，下位功能居右，两者相 差一级。具有同一上位功能 的多个下位功 能称为同位功能。
– 整体功能是必须保证的功能，而设计功能是 可以改变的。
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功能系统图的结构
• 2、功能级别
– 功能级别的划分是依据功能与整体功能相隔 的功能数来定的，它反映了各级功能与整体 功能关系的紧密程度。
• 3、目的功能与手段功能
– 目的与手段的关系是相对的。目的功能就自 己实现的另一目的功能来说，又是手段功能 ；手段功能就实现自己的另一手段来说，又 是目的功能
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3.1、功能系统图的结构
• 根据产品开发的范围和深度，功能系统
图有简单与复杂之分。下图是功能系统
示意图。
F3
F1
F4
F8
F0
F5
F9
F2
F6
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第一级
F7
第二级
第三级
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功能系统图的结构
• 1、整体功能与设计功能
– 在功能系统图中，最左边的功能是产品整体 功能，如图中的F0，是用户的直接要求和最 终实现目标；右边的所有功能都是设计功能 ，是由设计者规划、设计的，它们是实现整 体功能的直接或间接手段功能。
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原理式功能系统图实支例承泵轴 减轻转动 和轴承 摩擦
提供抽排 气道
形成液环动 变真空腔
抽 处理混杂水
排 气
气
体 消除噪音
支撑全泵 和电机
形成外观
排放积水
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形成抽气口、 排气口
保护泵轴
连通泵腔与抽 气道、排气道
稳定转动
形成抽气道、
排气道
形成双抽气道、
传递扭矩
双排气道
• 从产品整体、部件、组件直至零件进行 逐级功能定义，然后依据相互间的目的 手段关系和同位并列关系将各功能连接 起来。这种连接方式由于功能区与产品 、部件、组件结构完全对应，故把以这 种方式建立起的功能系统图称为结构式 功能系统图。
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结构式功能系统图实例
中轴 左右脚蹬 中轴系统 链 条 飞轮 滚珠
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功能系统图的结构
• 5、中间功能与未位功能
– 既有手段功能又有目的功能的功能称为中间 功能，只有目的功能没有手段功能的功能称 为未位功能。
• 6、功能区
– 功能区是指由目的功能和实现这一目的功能 的直接和间接手段功能组成的功能区域。整 个功能系统图是一个大功能区，它由若干个 小功能区组成。
整体功能
功能部件 …… 功能部件
元件功能 元件功能 元件功能 元件功能
元件
元件
元件
元件
部件
……
部件
产品
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2、功能与成本的导向作用
• 现代产品的开发设计应遵循市场的导向 原则。市场对产品的要求集中表现在功 用和价格两方面。因此，建立功能与成 本的导向约束机制，是产品开发创新的 重要内容。