2022-3-26和27,参加RDMI组织的公益培训,以下是课程大纲和功能分析部分的核心学习笔记,当然其中的实战案例最能体现学习效果,感兴趣的可以参加后续的培训课程。
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内容大纲:
- 研发方法论理论体系
- TRIZ简介
- 基于装置的功能分析
- 因果链分析,初始缺点的识别
- 基于产品的剪裁,剪裁与专利规避
- 功能导向搜索
- 技术矛盾和发明原理
- 物理矛盾和分离原理
功能分析(Function analysis)
主要内容:功能的定义,组件分析,相互接触,功能的分类(有用,有害;有用功能又分为功能不足,功能有害,功能过量),功能的等级(基本功能,辅助功能,有害功能),功能的性能水平(性能和成本),功能模型的图形化表示。
为什么要进行功能分析,我们需要的不是产品本身,而是产品的功能。“产品是功能的载体,功能是产品的核心和本质”。
功能分析的目的,一是了解整个系统的工作原理,二是找到系统中的功能缺点(不足的功能,过量的功能,有害的功能),三是价值分析,了解系统各个组件的价值高低,为后续的裁剪做准备。
功能分析包括三部分:组件分析,相互接触分析,功能建模。
《系统之美》提到,系统有三个构成,分别是要素、连接、功能/目标。triz中的组件分析,就是“复杂系统”中的要素分析(系统要素,超系统要素);而相互作用分析,就是“复杂系统”中的连接分析(要素之间的相互关系)。
组件分析:
TRIZ中的组件分析,既包括实体的物质对象(object)比如桌子,又包括抽象的场(field),比如热/电/机械场/重力场/电磁场。
MAThChEM:Mechanical机械场,Acoustical,Thermal,Chemical,Electrical,Electromagnetic
组件分析:逐层拆解,拆解到问题解决的层级是关键,拆解不到底,问题分析不彻底;拆解太深增加无谓的工作量。
比如研究矿泉水瓶上的标签,就要拆解到标签和标签的具体组成成分;或者说,解决某一个组件的问题,就要拆解开这个组件到下一个层次。(爱因斯坦说过,不能在问题的层级上解决问题,深挖一个层级才行)
从物场模型的角度看,一个功能包括两个物体和一个场。而这儿的功能分析,就是把物场模型中的物和场都分析出来。
相互接触分析(相互作用分析):
识别工程系统和超系统组件之间的相互作用,既包括简单的直接接触(机械场为主),又包括容易忽略的间接接触(比如电磁场、声场、光等)
这一部分的核心是相互作用,相互作用的核心是了解都有哪些场(Field),当然直接接触是最常见的。
功能建模
分析出系统中的组件和相互作用之后,依次分析每个组件的功能,这些功能的类型(有用,有害)、等级(基本功能,辅助功能,附加功能),和性能水平(3,2,1分),最后形成功能模型图。
功能分析的框架如下所示,就像语法上的“主谓宾”关系。
- subject—action—object
- 功能载体–动作—功能对象
功能是指一个组件改变或保持另外一个组件的参数的行为。
功能存在的条件,当满足下列三种条件的时候才会存在功能:
·功能载体和对象都是组件(即物质和/或场)【对吗?】
·功能载体和功能对象之间相互接触
·功能对象的参数由于作用导致了改变(或保持)
灯,头盔,洗衣机,抹布,电吹风,手表,眼睛的功能?
值得强调的是,功能分析的深度或层级,也要看解决问题的层级。比如灯的作用是什么,如果我们不关心细节,就说是“灯照亮房间”,如果我们从灯的原理考虑,那就说“灯发射光子”,这就是一个宏观和微观的问题。再比如洗衣机的功能是去除污渍,如果要分析洗衣机的组件分析,那洗衣机的功能对象就是水,而水的作用对象才是污渍。
功能的分类和表示形式:
设计功能和基本功能的区别:设计功能针对这个工程系统,而基本功能针对具体的组件。
如何区分基本功能和辅助功能:基本功能的对象是系统的设计功能对象,比如桌子的设计功能是支撑人,而不是支撑椅背;电熨斗的设计功能是熨平衣服,而不是加热桌子,等等。
功能的等级:
根据有用功能作用对象的不同,还可以分为基本功能,辅助功能和附加功能,重要程度也不相同。
- 如果有用功能的对象是系统的设计功能对象,则这个功能是基本功能(Basic Function),3分
- 如果有用功能的对象是除设计功能对象外的超系统的组件,则我们称这个功能是附加功能(Additional Function),2分;
- 如果有用功能的对象是系统组件,则我们称这个功能是辅助功能(Auxiliary Function),1分。
功能的等级:
对不同类型的功能打分,综合考虑性能和成本,从而完整的查看系统中所有组件的“功能得分和成本”情况,再根据分布图决定组件的取舍,也就是裁剪的对象。
两个案例:
- 磁吸吸不住较大的纸张
- 《金钥匙1》中的油漆灌装系统
功能分析流程:
- 组件分析
哪些组件要列出来,要看研究问题的level,过细的拆分是没有必要的;哪些是超系统组件和系统组件。
工程系统 | 系统组件 | 超系统组件 |
---|---|---|
1 | ||
2 |
- 相互作用分析,如果有6个组件,就列一个6*6的表格,逐一分析组件和组件之间是否有相互作用。
- 分析每个组件的作用类型(有用,有害),性能水平(过量,不足,正常)
- 绘制功能模型,更直观的表达组件之间的逻辑关系