03-产品功能与分解实验

电能、人力 手、刀头 方向、开/关
松/紧螺丝
电扭矩、热能、噪声 手、刀头 松（紧）
设置产品功能
客户需求 动力性 电池的充电量高 具有可逆性（可正反向旋转） 迅速 重量轻 充电时间短 能动手 到头具有互换性 手柄的手感舒适 …………
重要度（1～10级） 9 9 8 8 8 7 7 7 6
层次功能结构分解
松/紧螺丝
提供动力
手动
互换性刀头
运用扭矩
手感舒适
利用 电能
产生扭矩
将电能转 换成扭矩
提供 驱动 控制 电能 电能 电能
刀头 刀头 装卸 固定
放入 输入 手中 人力
连接 分离 旋转体 旋转体
固定 旋转体
发送 旋转 抵抗 扭矩 螺丝 力
旋转 抵抗 装置 支撑 扭矩 定位
变换 发送 旋转 分散 扭矩 扭矩 连接体 扭矩
产品功能 与 分解实验
※ 设置产品功能 进行产品功能分解
启动电力
★注意： 为什么进行产品功能分解？ ● 为设计提供基础 ● 由客户需求产生 ● 分解问题，局部设计提 高创造力 ● 可获得更多的方法解决 问题 ● 促进设计过程
变电能为转矩 改变转矩 传输转矩
连接螺丝
调整电力 容纳组件 连接钻头
设置产品功能
不必要 的功能
开发的区域
同时工作 的功能
设置产品功能
磨咖啡
磨咖啡机的 FAST图
减少噪音
切豆
碎豆密封
容纳 咖啡豆 固定 咖啡豆 承受 咖啡豆
产生噪音
减少噪音
紧凑系统 电能转化 成旋转运动
传送扭矩
承受负载 产生美的效果
实际功率 连接电能
提供电能
减振
产生噪音 减少噪音
定义、分析 和理解产品的功 能，确定功能之 间的关系。这些 功能的重要性不 同。
热
手
输入信号
手
② 功能聚集
人的能量、重力 空气、箭、目标、手 发射、瞄准
损失动能、能量 ……飞行的箭 被瞄准的目标
人的能量 （拉拴）
接收能量
重力 空气、箭、目标、手
发射、瞄准
发送能量
存储能量
释放能量
能量损失
箭
动能
所
需 的
……飞行的箭
能
量 被瞄准的目标
人的能量 （拉拴）
接收能量
发送能量
存储能量
释放能量
② 减件－运行法
设计磨咖啡机
自下向上的方法
装豆
输入 开关信号
wenku.baidu.com输入动力
承载
旋转轴 提供咖啡 切豆
清洗
容纳豆子
显示 装填量
识别
传送
开关信号 开关信号
支撑 电动机
抑制噪音
通过手柄 分离切刀
切豆
控制切削 抑制噪音
接受电能
传送电能
电能传送 给电动机
转换成 旋转运动
旋转转轴
旋转刀具
产出咖啡
显示 切削状态
设置产品功能 减件－运行法
步骤1：
简单的功能树模型
体现所有高层次意图及 重要子系统和组件功能
步骤2： 步骤3： 步骤4：
步骤5：
步骤6：
从组件中拆下一个部件 运行该系统 对效果进行分析 演绎被拆卸部件的子功能 重新安装，重复n次 把所观测的子功能转换成功能树
● 功能结构的创建方法
设置产品功能
定义：
黑箱子 能量
能量
物质 信息
引导箭
箭移动的方向
移动的箭
视域内的目标
目标
设置产品功能
某型号扭矩扳手的 FAST图 创建功能
拧紧螺母
显示扭矩 扭动螺母 固定刀头 调整刀头 产生噪音 减少噪音
舒适、好用 产生美的效果
动能转化 成旋转运动 传送扭矩
省力
提供动力
减件－运行法 创建功能树
设计扭矩扳手
装刀头
输入显示 开关信号
显示数据
承载
把产品作为具 有功能的系统
物质 信息
手指的作用力 手的运动
指甲、手、指 甲屑
剪指甲
声音 指甲上的动能
剪过的指甲 手、指甲屑
长指甲、倒刺 指甲不光滑
美观的指甲
边界作用（流）
把控制物质、输入、输出的系统划分能量、物质、信息三类。
功能结构
把子功能有目的、协调地组合成综合功能，形成功能结构。
设置产品功能
① 层次性功能结构分解
几个概念
功能：
什么是功能？对一个产品的输入与输出之间的清晰和 可重建关系的描述，它独立于任何特殊的形式之外。
产品的功能： 就是它的综合目的功能，即它是用来做什么的。
输入
产品功能
输出
子功能： 约 束：
产品功能的组成部分。 产品所必需满足的一种明确的规范或准则。
● 简单的功能树方法
功能分析系统技术法
设置产品功能
螺母
旋转的
传送扭矩
旋转连接体 螺母
调整数据 显示数据
手
输入信号
手
产品功能 与 分解实验
※ 产品的分解与实验
★注意： 产品分解的目的：
●逆向工程中的产品分析 ●产品数据获取 ●同类竞争产品检测分析
产品功能 与 分解实验
产品的分解与实验
● 分解步骤
步骤1：在此步骤中应当明确对 目前所进行的项目，设计团队 将要面临的问题和机遇是什么， 这些设计条目有可能是全新的 。
3
产品功能 与 分解实验
选择产品
开发程序
提出产品构想
消费者需求分析
市场分析
建立功能模型 竞争分析 产品结构研究 工程设计
技术实现方式 实体模型研究 变量设计 耐用性考虑
※ 设置产品功能
● 产品功能分解 ● 简单的功能建模 ● 创建功能结构
※ 产品的分解与实验
● 产品拆卸过程 ● 产品分解方法 ● 后期分析报告
扭动螺母
识别
传送
开关信号 开关信号
通过手柄 转动主体
拧紧螺母
控制角度
提供数据 传送数据 显示数据
支撑 显示器
支撑 手柄
支撑 刀头
功能聚集 创建功能结构
手
输入
手
人力
刀头
连接旋转体
人力
刀头定位
固定旋转体
分离旋转体
刀头
人力
控制方向
手 输入
手
人力
旋转源
手产生的扭矩
控制位移
移动
变换力
变换扭矩
施加在目标体 上的力
怎样
① FAST法（Function Analysis System Technique）
为何
FAST法—— 自顶向下的方法
制定 目标
一次性 功能
伴随 功能
关键路径
高级命 令功能
基本 功能
次级 功能
次级 功能
假设的 功能
伴随功能 工作中始终起作用 例如：手柄防滑脱落
一次性功能 具有单一的目的 例如：运输包装
（扳机） 接收能量 发送能量 放大能量 存储能量 释放能量
能量损失 动 能
发射
发射（释放能量）
输入手/手指 手 发送能量
手
重力
空气 输入空气 引导空气 存储空气 压缩空气
输入空气 释放空气
手 反作用力 能量损失
发送能量
声音
箭
输入箭
外部空气
引导箭
固定箭
瞄准（视觉）
显示目标
目标
目标范围
瞄准目标
空气
赋予箭能量
旋转 使 分散 控制 控制 定位 旋转 扭矩 旋转 转换
手
输入
手
人力
刀头
连接旋转体
人力
刀头定位
固定旋转体
分离旋转体
刀头
人力
控制方向
手 输入
手
人力
旋转源
手产生的扭矩
控制位移
移动
施加在目标体 上的力
变换力
变换扭矩
螺丝
旋转的
传送扭矩
旋转连接体 螺丝
变换扭矩 扭矩
电能
存储电能
提供电能
启动电能
控制电能
电能转换 成旋转能