创新设计与实践—— 功能分析法

功能受体至少要有一个参数受到影响，发生改变
传输电流意味着电流位置的改变
保持温度意味着温度高低的保持
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功能描述的原则
禁止使用“不”替代否定动词。
例如：不能说“陶瓷不能传导电流”，而要说“陶瓷阻碍电 流”；不能说“河堤缺口不能阻止河水”，而要说“河堤缺口 引导河水
功能描述的表达尽量抽象
知识库中的方案
对应标准解
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一、系统功能分析的意义
19世纪40年代，美国通用电气的工程师迈尔斯首先提 出功能的概念，并把它作为工程研究的核心问题，他 认为，顾客买的不是产品本身，而是产品的功能。
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•
功能是产品存在的目的，人们逐渐认识到产品设计中， 工作原理构思的关键，是满足产品的功能要求。
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技术系统的功能 分析是正确定义 问题的前提
进化模式
工具
功能
对象
ARIZ发明问题解决算法
解决问 工程问题 题是系 利用免费 统进化 资源 的资源， 的动力 闲置的资
最终理想解源
CAI
标准解
40个创新原理
效应知识库
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以技术系统抽象的“功能”角度来分析系统，分 析系统执行或完成其功能的状态。
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二、功能定义
• 功能（Function）是使产品能够工作或使其能够
被出售的特性。
功能
功能
顾客 为什么购买？
生产者
录音笔
干什么的？
提 供 光 源 录放声音
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电线的功能=传输电流
房子的功能=保持温度
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用户需求的是产品的功能，功能是产品的本质，而产品的具 体内容只是功能的实现形式。
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工程问题
1
2
新系统的设计
已有系统的改进 功能（组件）分析
功能分析
1.功能定义 2.功能分类 3.功能整理1.组件模型2.关系矩阵 3.功能模型
功能元 功能评价 功能替代 功能优化 组件价值评价 系统裁剪法
因果分析
系统功能分析 资源分析 S曲线分析 多屏幕分析
理想化/最终 理想解
技术矛盾
PUGH矩阵
专利引用分析
物理矛盾
物场模型 功能化模型
TRIZ四类问题模型
问题模型 技术矛盾
物理矛盾
工具 矛盾矩阵
分离原理
解决方案模型 创新原理
创新原理
功能化模型
物场模型
科学效应知识库
标准解系统
系统改进方案
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系统功能分析的作用
1.明确发明对象的功能 ◆功能分析的最主要目的就是要搞清发明事物所应具有的全部功能。 例如电冰箱，它应具备的两项基本功能是保鲜和制冷。 2.为创造方案提供依据 ◆有了明确的各级功能目标，可以为方案的创造或发明设想指明具 体的方向。 ◆发明者必须具有“方法是为目标服务”的清醒认识。 3.充分掌握各项功能之间的相互关系 ◆功能分析的另一个重要作用就是要充分明确和掌握发明对象中内 含的各项功能之间的逻辑关系，功能之间的相互影响。 4.扩大方案创造的设计思路 ◆以功能分析为核心进行方案的设计，能够有效地拓宽思路，构思 出价值更高、效果更好的方案来。 ◆不以结构要素为思考点，而是从事物所应具有的功能为思考点。
TRIZ解题流程及创新工具
分析问题(A) （1阶段） 定义问题(D) （2阶段） 解决问题(S) （3阶段）
40创新原理
4大分离原理 76个标准解系 统 科学效应库 ARIZ（发明问 题解决算法） 技术系统进化 趋势 系统裁剪设计
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评估方案(V) （4阶段）
• •
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功能描述示例
功能整理
1、确定基本功能和辅助功能
• 可以通过回答三个问题来拟定 基本功能：
它的作用是必不可少的吗？ 是主要目的吗？ 如果它的作用改变了，它的制 造工艺和零部件是全部改变了 吗？假若回答是肯定的，则这 个功能就是基本功能。
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功能定义越抽象，引发的构想就会越多。
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『练习』铁锤的功能
动词 钉 敲击 传递 利用 ……
名词 钉子 钉子 力量 杠杆 ……
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• 锤子的功能是钉钉子
• 锤子的功能最好定义是传递力量
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功能陈述的原则
• • 1. 针对特定条件下的具体物体进行功能陈述 2.只有在作用中才能体现功能，所以在功能描述中必 须有动词部分反映该功能.不能采用不体现作用的动 词. 3. 功能存在的条件是对物体的参数有所改变. 4. 功能陈述包括作用、动词（无确定形式的动词， 能表明功能载体要做什么）、功能对象（是物体，不 能是参数） 5. 陈述功能时必须有补充部分，指明功能的作用区 域、作用时间、作用方向等等.
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功能整理 （1）在功能定义的基础上，编制功能卡片
•
•
把功能定义写成卡片，并按一定关系进行分类，如按使用功能 或美学功能分类，或按基本功能与辅助功能分类等。
每个卡片记录一个功能，包括功能内容、构成要素，零部件名 称，功能成本等。可自由移动卡片，从任一角度研究功能的相 互关系。
要素名称 功能定义
导体、触点 通过电流，连接导线
4
5 6 7 8
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功能整理
（2）区分基本功能和辅助功能。
灯丝 通过电流、转换能量
要素成本
（略）
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功能整理
白炽灯各组件的功能定义（功能卡片）
序号
1
零件名称
绝缘体
功能定义
允许安装，固定玻壳，固定芯柱
成本（略）
2
3
灯头 芯柱
玻壳 灯丝 惰性气体 粘合剂
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允许安装，固定玻壳，固定芯柱 固定灯丝
保护灯丝，贮存气体 转换能量，通过电流 防止灯丝蒸发（延长寿命 固定密封壳体
西南科技大学
创新设计与实践
主讲 钟良
Email:417377611@qq.com
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TRIZ理论体系
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TRIZ解题模式
TRIZ工具
TRIZ问题模型
解决方案 模型
类比 评估
分析 定义
待解决的 研发问题
试错
最终解决 方案
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