孫永偉

（接2011年3月刊）

2.2 功能模型分析是一種分析工具，它將我們所要研究的系統(tǒng)從超系統(tǒng)中分離出來(lái)，可以讓我們認(rèn)真分析組成系統(tǒng)的每一個(gè)部件所起到的作用是什么，各個(gè)部件之間的相互關(guān)系是什么，各個(gè)部件特點(diǎn)是什么，它在系統(tǒng)中所起到的作用是有用的還是有害的，從而全面地分析系統(tǒng)中存在的問(wèn)題。為我們今后的裁剪，根本原因分析以及物-場(chǎng)模型標(biāo)準(zhǔn)解打下基礎(chǔ)。

2.2.1 幾個(gè)概念

（1）工程系統(tǒng)（Engineering System）。是指能夠完成一定功能的系統(tǒng)。一般說(shuō)來(lái)，工程系統(tǒng)就是我們所研究的系統(tǒng)對(duì)象。如車的功能是載人或者載物，則車就是一個(gè)工程系統(tǒng)。

（2）部件（Component）。部件是指工程系統(tǒng)的組成部分。一個(gè)部件可以是物質(zhì)（具有靜止質(zhì)量的）或者是場(chǎng)（沒(méi)有靜止質(zhì)量，但它在物質(zhì)產(chǎn)生相互作用），也可以是物質(zhì)和場(chǎng)的組合。需要注意的是TRIZ中的部件與我們常規(guī)意義上的部件不盡相同。組成汽車的輪子、外殼、發(fā)動(dòng)機(jī)以及發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量都可以是汽車這個(gè)系統(tǒng)的部件，根據(jù)分析問(wèn)題的需要，可以選取某一個(gè)或者幾個(gè)作為功能模型分析的部件。部件是系統(tǒng)的組成部分，也是我們解決問(wèn)題時(shí)需要重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象。

（3）超系統(tǒng)（Supersystem）。一般是指工程系統(tǒng)所處的環(huán)境。我們所研究的工程系統(tǒng)在其中只是一部分或者一個(gè)部件。通常超系統(tǒng)難以改變。如我們?cè)诎哑囎鳛檠芯繉?duì)象時(shí)，汽車就是系統(tǒng)，而道路就是超系統(tǒng)，重力以及空氣也都屬于超系統(tǒng)中的部件。如我們?cè)谠O(shè)計(jì)汽車的時(shí)候，可以考慮空氣及道路的影響，但我們很難改變，我們能夠做的只能是改變系統(tǒng)的部件，如改變車的外形減少空氣阻力，或者改變輪胎使其更加耐磨等等。如果我們選擇所用到的電池作為研究對(duì)象時(shí)，電池就是系統(tǒng)，電池中的部件如電極、電池盒及電解液等就成了部件，而汽車就成了超系統(tǒng)。

（4）功能（Function）。功能是指一個(gè)部件所產(chǎn)生的作用改變或者維持了另外一個(gè)物體的參數(shù)或者狀態(tài)。在這里，我們所說(shuō)的功能是一種作用。功能須具備三個(gè)條件，一個(gè)是要有二個(gè)部件，二是它們之間存在相互作用，三是一個(gè)部件改變或者維持了另外一個(gè)部件的參數(shù)或者狀態(tài)。

（5）功能的載體（Carrier of Function）。一個(gè)部件對(duì)另外一個(gè)部件產(chǎn)生作用，那么這個(gè)物體就是功能的載體。

（6）功能的對(duì)象（Object of Function）。載體（A）所產(chǎn)生的作用改變或維持了另外一個(gè)部件（B）的參數(shù)或者狀態(tài)，那么部件（B）就稱為功能的對(duì)象。

（7）目標(biāo)（Target）。是指工程系統(tǒng)的作用對(duì)象。如汽車是用來(lái)載人的，則人就是汽車這個(gè)工程系統(tǒng)的目標(biāo)。目標(biāo)是超系統(tǒng)的部件。

（8）主要功能 （Main Function）。一個(gè)工程系統(tǒng)被設(shè)計(jì)出來(lái)的所要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)功能就是主要功能。如汽車是載人的，則載人就是汽車的主要功能。需要注意的是，一個(gè)工程系統(tǒng)可以有多個(gè)主要功能。例如汽車，除了載人之外還可以載物。載人和載物二個(gè)都是汽車這個(gè)系統(tǒng)的主要功能。

2.2.2 功能的表示

我們一般用下面的方式來(lái)表示功能。

下面這個(gè)圖表示出了汽車這個(gè)系統(tǒng)的主要功能、目標(biāo)、部件和超系統(tǒng)。

為了清楚說(shuō)明以上幾個(gè)概念，我們舉幾個(gè)例子來(lái)加深對(duì)它們的理解。

（1）杯子的功能是什么？杯子的功能是裝水，試想一下如果杯子不存在，水將會(huì)掉出來(lái)，因此杯子保持了水的狀態(tài)。所以說(shuō)它們之間是有作用的。杯子是功能的載體，而水就是功能的對(duì)象。

（2）防暴警手中盾牌的功能又是什么呢？或許有人會(huì)說(shuō)，盾牌的作用是保護(hù)警察不受石塊的打擊。我們看一下它是不是滿足功能的三個(gè)條件。本描述中的兩個(gè)部件是警察和盾牌，但它們之間的作用是警察拿著盾牌，也就是說(shuō)盾牌沒(méi)有改變或者保持警察的狀態(tài)。因此，這種說(shuō)法并不是對(duì)盾牌功能的正確描述。那應(yīng)該如何描述呢？盾牌的作用是改變石塊的飛行方向。組成這個(gè)工程系統(tǒng)的兩個(gè)部件是盾牌和石塊，如果石塊打到盾牌上，則盾牌和石塊之間有相互作用，作用的結(jié)果是石塊飛行的方向改變了。

（3）牙刷的功能是什么？有很多人不假思索便會(huì)回答，牙刷當(dāng)然是用來(lái)刷牙的。但這并不是對(duì)牙刷功能正確的描述。因?yàn)檠浪⒑脱例X之間雖然是二個(gè)部件，它們之間也有作用，但牙刷并沒(méi)有改變牙齒的參數(shù)或者狀態(tài)。正確的描述是牙刷去掉了牙齒上的污垢（或者說(shuō)牙屑）。正是這些牙屑附著在牙齒的表面，使牙齒看起來(lái)不干凈。如果非說(shuō)牙刷與牙齒之間有作用，那么牙刷對(duì)牙齒的磨損是一個(gè)正確的描述。將牙刷的功能進(jìn)行正確的描述后，在牙刷設(shè)計(jì)的時(shí)候就會(huì)注意到如何高效地提高牙刷清除牙屑卻又盡量低地減少對(duì)牙齒的損害。

2.2.3功能的分類

按照部件在工程系統(tǒng)中所起的作用，我們將功能劃分為二大類。一類是有用的功能（Useful Function），另外一類是有害的功能（Harmful Function）。有用的功能是指功能載體對(duì)功能對(duì)象所起的作用在我們期望的方向上，有害功能是指功能載體惡化了功能對(duì)象的參數(shù)或者狀態(tài)。

有用的功能按照性能水平來(lái)分，又可以分為正常的功能，不足的功能和過(guò)量的功能。功能載體對(duì)功能對(duì)象所產(chǎn)生的功能滿足我們的要求的，則稱這個(gè)功能是正常的功能；如果功能載體對(duì)功能對(duì)象產(chǎn)生的功能低于我們的要求，則稱這個(gè)功能是不足的功能；同樣，如果功能載體對(duì)功能對(duì)象所產(chǎn)生的功能高于我們的要求，則稱這個(gè)功能是過(guò)量的功能。

對(duì)于這些功能，我們用下面的圖來(lái)表示。

責(zé)編/畢海蛟