文孫永偉

在上一期中，我們介紹了組件分析和相互作用分析。組件分析是指對(duì)組成系統(tǒng)的組件以及系統(tǒng)之外的超系統(tǒng)組件進(jìn)行分析，物質(zhì)和“場(chǎng)”均能作為系統(tǒng)或超系統(tǒng)組件；相互作用分析則是看兩份分析組件之間是否有相互接觸，如有相互接觸，則說(shuō)明二者之間有可能會(huì)有功能，這就為下一步的功能分析打下了基礎(chǔ)。在本期中，我們將繼續(xù)介紹功能分析。

功能建模

功能建模是對(duì)工程系統(tǒng)進(jìn)行功能分析的一個(gè)階段，目的是為了建立一個(gè)功能模型，功能模型描述了工程系統(tǒng)或超系統(tǒng)組件的功能、用途、性能水平以及成本等。

那什么是功能呢？功能是指一個(gè)組件改變或保持了另外一個(gè)組件的某個(gè)參數(shù)的行為。它的描述方式如下所示：

功能的載體指的是執(zhí)行功能的組件。功能的對(duì)象是指某個(gè)參數(shù)由于功能的作用而發(fā)生了改變的組件。

參數(shù)指的是組件可以比較、測(cè)量的某個(gè)屬性，比如溫度、位置、重量等。

打個(gè)比方，車(chē)載人，這就是一個(gè)正確的功能描述，因?yàn)檐?chē)載人這個(gè)功能改變了人的位置。

要想使功能存在，必須具備三個(gè)條件：

(1)功能的載體和功能的對(duì)象都是組件，即物質(zhì)或場(chǎng)；

(2)功能的載體與功能的對(duì)象之間必須有相互作用，即二者須相互接觸；

(3)功能對(duì)象的參數(shù)應(yīng)該被這個(gè)相互作用改變或者保持。

從這三個(gè)條件，我們不難看出，我們?cè)谏弦黄谥兴f(shuō)的兩個(gè)組件的接觸，并不一定有功能。因?yàn)楣δ芨訌?qiáng)調(diào)結(jié)果，即參數(shù)的改變。

需要強(qiáng)調(diào)的是，這里的“功能”可以讓我們看到問(wèn)題的本質(zhì)，它的描述與我們的日常用語(yǔ)是大不相同的，是要挑戰(zhàn)我們的思維的。

比如，我們說(shuō)開(kāi)著的門(mén)是讓人通過(guò)的。這是我們?nèi)粘Ｉ畹挠谜Z(yǔ)，而如果用功能分析的語(yǔ)言來(lái)描述，則二者根本沒(méi)有功能，因?yàn)殚_(kāi)著的門(mén)與人并沒(méi)有發(fā)生接觸，不具備功能存在的條件。而門(mén)關(guān)上的時(shí)候，人就有可能與門(mén)有功能存在了，因?yàn)殚T(mén)阻擋了人。讓人的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生了改變，或者說(shuō)把人擋在門(mén)外的這個(gè)狀態(tài)得到了保持。

又比如，我們說(shuō)頭盔的功能是什么？一般人都會(huì)不假思索地說(shuō)，當(dāng)然是保護(hù)頭部了。這個(gè)日常用語(yǔ)的描述卻不是正確的功能描述。

從上面所說(shuō)的三個(gè)條件來(lái)看，前面的兩個(gè)條件是滿足了，即頭盔和頭都是組件，二者也存在相互作用，但第三個(gè)條件卻不滿足。因?yàn)樗鼪](méi)有改變頭部的參數(shù)。

那頭盔的功能又是什么呢？頭盔的功能是擋住子彈。我們?cè)倩剡^(guò)頭來(lái)看這三個(gè)條件的時(shí)候，就可以看到它都滿足了。因?yàn)槎叨际墙M件，子彈打到頭盔上二者是有相互作用的，而且作用的結(jié)果是子彈的速度和方向都發(fā)生了改變。

對(duì)比這兩種描述，我們可以看到，第二種描述更加接近事物的本質(zhì)。如果我們把頭盔的作用描述成為保護(hù)頭部，則在今后的項(xiàng)目中，則主要圍繞頭盔和頭部來(lái)展開(kāi)。而如果描述成為如何有效的擋住子彈，則在今后的項(xiàng)目中將會(huì)把重點(diǎn)放在如何更加有效的擋子彈上面。

下面，我們?cè)倏匆粋€(gè)例子。牙刷的功能是什么呢？乍一看，牙刷的功能當(dāng)然是為了刷牙。其實(shí)這個(gè)日常用語(yǔ)在描述牙刷功能的時(shí)候也是不正確的。因?yàn)閺墓δ艹闪⒌娜齻€(gè)條件來(lái)看，牙刷并沒(méi)有改變牙齒的任何一個(gè)參數(shù)。像我們所說(shuō)的清潔度其實(shí)指的是細(xì)菌個(gè)數(shù)，牙屑的多少而已。因此牙刷的真正功能是去除牙齒上的牙屑。如果我們意識(shí)到牙刷的真正功能是去除牙屑，則在以后設(shè)計(jì)牙刷的時(shí)候，將會(huì)把重點(diǎn)放在如何更加有效、徹底地移除牙屑這個(gè)功能上。

一個(gè)系統(tǒng)能夠執(zhí)行的功能有很多，比如牙刷可以用于移除牙屑，有的人還會(huì)用牙刷刷掉鍋上的銹。又比如椅子的功能是支撐人，但也有人用它來(lái)放書(shū)（即支撐書(shū)），放衣服（即支撐衣服），在緊急的時(shí)候還可以用來(lái)打破窗戶逃生。如此分下去，一個(gè)系統(tǒng)的功能會(huì)有很多種，簡(jiǎn)直是數(shù)不勝數(shù)。如何區(qū)分這些功能呢？這里我們引入一個(gè)術(shù)語(yǔ) “主要功能”。“主要功能”相當(dāng)于這個(gè)工程系統(tǒng)的DNA，即這個(gè)系統(tǒng)被設(shè)計(jì)意圖完成的功能。比如，椅子的主要功能是支撐人，也就是說(shuō)它是被設(shè)計(jì)用來(lái)支撐人的。而客戶愿意出錢(qián)來(lái)買(mǎi)的也恰恰就是這個(gè)主要功能。

當(dāng)然，一個(gè)系統(tǒng)的主要功能可能不止一個(gè)。比如汽車(chē)的主要功能就不止一個(gè)，它可以用來(lái)運(yùn)人，也可以用來(lái)運(yùn)貨物；又比如空調(diào)的主要功能也不止一個(gè)，它可以用來(lái)加熱（制冷）空氣，還可以用來(lái)調(diào)節(jié)溫度（增加或減少水的含量），還可以用來(lái)過(guò)濾灰塵以及殺滅細(xì)菌等等。

我們解釋了什么是“主要功能”，再來(lái)解釋與主要功能非常相關(guān)的另外一個(gè)術(shù)語(yǔ)：“目標(biāo)”。目標(biāo)指的是主要功能的作用對(duì)象。如下圖所示。比如，我們說(shuō)車(chē)載人是車(chē)的主要功能，它的對(duì)象 “人”，就是車(chē)的目標(biāo)。

那么，如何找到目標(biāo)呢？

首先，我們需要知道系統(tǒng)的主要功能，也就是它的設(shè)計(jì)目的是什么，或者客戶希望購(gòu)買(mǎi)它的那個(gè)功能是什么；

其次，尋找工程系統(tǒng)的主要目的是什么；

最后，識(shí)別工程系統(tǒng)主要功能所重點(diǎn)關(guān)注的那個(gè)超系統(tǒng)組件，并且這個(gè)組件的參數(shù)被這個(gè)主要功能保持或者改變了。

我們這里舉一個(gè)“車(chē)”的例子，看看如何找到系統(tǒng)的目標(biāo)。

首先，車(chē)是我們研究的系統(tǒng)，它的主要功能是移動(dòng)人或貨物；

其次，人和貨物都是超系統(tǒng)的組件；

最后，我們看到，它們的參數(shù)即位置發(fā)生了改變。因此，我們可以說(shuō)，人和貨物就是車(chē)的目標(biāo)。

需要指出的是，“主要功能”非常重要，這往往是客戶最為關(guān)注的。我們與其說(shuō)客戶是在買(mǎi)一個(gè)系統(tǒng)，不如說(shuō)客戶買(mǎi)的是一個(gè)功能。比如，當(dāng)客戶說(shuō)要買(mǎi)一個(gè)燈泡時(shí)，其實(shí)客戶買(mǎi)的是燈泡能夠提供的主要功能，即它能產(chǎn)生光。也就是說(shuō)，“產(chǎn)生光”這個(gè)功能是客戶想要的。抓住了這一點(diǎn)，我們就有可能為客戶提供其它的產(chǎn)生光的解決方案，而不一定僅僅是為客戶提供一個(gè)燈泡。

小測(cè)試

看看你掌握了沒(méi)有？

1.電吹風(fēng)的主要功能是什么？

2.手表的主要功能是什么？

3.眼鏡的主要功能是什么？