TRIZ：打开创新之门的金钥匙（6）

孙永伟

（接2011年3月刊）

2.2 功能模型分析是一种分析工具，它将我们所要研究的系统从超系统中分离出来，可以让我们认真分析组成系统的每一个部件所起到的作用是什么，各个部件之间的相互关系是什么，各个部件特点是什么，它在系统中所起到的作用是有用的还是有害的，从而全面地分析系统中存在的问题。为我们今后的裁剪，根本原因分析以及物-场模型标准解打下基础。

2.2.1 几个概念

（1）工程系统（Engineering System）。是指能够完成一定功能的系统。一般说来，工程系统就是我们所研究的系统对象。如车的功能是载人或者载物，则车就是一个工程系统。

（2）部件（Component）。部件是指工程系统的组成部分。一个部件可以是物质（具有静止质量的）或者是场（没有静止质量，但它在物质产生相互作用），也可以是物质和场的组合。需要注意的是TRIZ中的部件与我们常规意义上的部件不尽相同。组成汽车的轮子、外壳、发动机以及发动机产生的热量都可以是汽车这个系统的部件，根据分析问题的需要，可以选取某一个或者几个作为功能模型分析的部件。部件是系统的组成部分，也是我们解决问题时需要重点关注的对象。

（3）超系统（Supersystem）。一般是指工程系统所处的环境。我们所研究的工程系统在其中只是一部分或者一个部件。通常超系统难以改变。如我们在把汽车作为研究对象时，汽车就是系统，而道路就是超系统，重力以及空气也都属于超系统中的部件。如我们在设计汽车的时候，可以考虑空气及道路的影响，但我们很难改变，我们能够做的只能是改变系统的部件，如改变车的外形减少空气阻力，或者改变轮胎使其更加耐磨等等。如果我们选择所用到的电池作为研究对象时，电池就是系统，电池中的部件如电极、电池盒及电解液等就成了部件，而汽车就成了超系统。

（4）功能（Function）。功能是指一个部件所产生的作用改变或者维持了另外一个物体的参数或者状态。在这里，我们所说的功能是一种作用。功能须具备三个条件，一个是要有二个部件，二是它们之间存在相互作用，三是一个部件改变或者维持了另外一个部件的参数或者状态。

（5）功能的载体（Carrier of Function）。一个部件对另外一个部件产生作用，那么这个物体就是功能的载体。

（6）功能的对象（Object of Function）。载体（A）所产生的作用改变或维持了另外一个部件（B）的参数或者状态，那么部件（B）就称为功能的对象。

（7）目标（Target）。是指工程系统的作用对象。如汽车是用来载人的，则人就是汽车这个工程系统的目标。目标是超系统的部件。

（8）主要功能 （Main Function）。一个工程系统被设计出来的所要实现的目标功能就是主要功能。如汽车是载人的，则载人就是汽车的主要功能。需要注意的是，一个工程系统可以有多个主要功能。例如汽车，除了载人之外还可以载物。载人和载物二个都是汽车这个系统的主要功能。

2.2.2 功能的表示

我们一般用下面的方式来表示功能。

下面这个图表示出了汽车这个系统的主要功能、目标、部件和超系统。

为了清楚说明以上几个概念，我们举几个例子来加深对它们的理解。

（1）杯子的功能是什么？杯子的功能是装水，试想一下如果杯子不存在，水将会掉出来，因此杯子保持了水的状态。所以说它们之间是有作用的。杯子是功能的载体，而水就是功能的对象。

（2）防暴警手中盾牌的功能又是什么呢？或许有人会说，盾牌的作用是保护警察不受石块的打击。我们看一下它是不是满足功能的三个条件。本描述中的两个部件是警察和盾牌，但它们之间的作用是警察拿着盾牌，也就是说盾牌没有改变或者保持警察的状态。因此，这种说法并不是对盾牌功能的正确描述。那应该如何描述呢？盾牌的作用是改变石块的飞行方向。组成这个工程系统的两个部件是盾牌和石块，如果石块打到盾牌上，则盾牌和石块之间有相互作用，作用的结果是石块飞行的方向改变了。

（3）牙刷的功能是什么？有很多人不假思索便会回答，牙刷当然是用来刷牙的。但这并不是对牙刷功能正确的描述。因为牙刷和牙齿之间虽然是二个部件，它们之间也有作用，但牙刷并没有改变牙齿的参数或者状态。正确的描述是牙刷去掉了牙齿上的污垢（或者说牙屑）。正是这些牙屑附着在牙齿的表面，使牙齿看起来不干净。如果非说牙刷与牙齿之间有作用，那么牙刷对牙齿的磨损是一个正确的描述。将牙刷的功能进行正确的描述后，在牙刷设计的时候就会注意到如何高效地提高牙刷清除牙屑却又尽量低地减少对牙齿的损害。

2.2.3功能的分类

按照部件在工程系统中所起的作用，我们将功能划分为二大类。一类是有用的功能（Useful Function），另外一类是有害的功能（Harmful Function）。有用的功能是指功能载体对功能对象所起的作用在我们期望的方向上，有害功能是指功能载体恶化了功能对象的参数或者状态。

有用的功能按照性能水平来分，又可以分为正常的功能，不足的功能和过量的功能。功能载体对功能对象所产生的功能满足我们的要求的，则称这个功能是正常的功能；如果功能载体对功能对象产生的功能低于我们的要求，则称这个功能是不足的功能；同样，如果功能载体对功能对象所产生的功能高于我们的要求，则称这个功能是过量的功能。

对于这些功能，我们用下面的图来表示。

责编/毕海蛟