功能也有其自身的属性。客户之所以愿意购买某个产品,实际上是在购买这个产品的功能。更深入地理解,实际上是在购买产品的功能的属性。客户对产品的描述和感觉,或者说市场上对产品的具体需求的呼声,其所描述的产品特征往往就是产品功能的属性。
功能由技术系统实现,技术系统由系统组件(子系统或元件)组成,系统组件由物质、能量和信息关联组合而构成。由于系统中物质、能量和信息都具有自己的属性,因此系统功能的属性,必然受到系统所有组件的影响,因此我们可以认为,功能的属性由系统里所有组件的属性复合而成,功能的属性受到系统中所有物质、能量和信息的关联影响,只是影响的程度不同而已。
功能是一个抽象概念。功能在物理上并不存在,仅可以通过物质属性的相互作用和变化而表达出来。功能的属性有很多种。
1)功能的类别属性:技术系统具有有用功能、有害功能、过度功能、不足功能等类别属性。过度功能和不足功能都属于有用功能,只是在实现的“度”上有所不足或过度,但是不足或过度的有用功能仍然属于技术系统功能的缺陷,必须采取措施,予以纠正。在某些TRIZ流派的功能分析中,把过度功能、不足功能也划归为有害功能(或不希望出现的功能),以简化功能属性。在本书中,把过度功能、不足功能和有害功能统称为不良功能。
2)功能的矛盾属性:矛盾从根本上说是由于功能属性的对立统一而构成的。每个有用功能的设定或诞生,都会带来和伴随有害功能。绝对(即系统仅有)有害功能和绝对有用功能是不存在的。其常态是有用、有害功能共存,这是功能天然的基本属性。
3)功能的结构属性:功能可组合,可分解,可以按需重构,即系统元件所形成的子功能可以组合成更高级别的系统功能,系统功能也可以分解成子功能,直至分解成为基本的功能单元——科学效应。如果实现功能的原理有问题,可以改变实现功能的原理,产生新的概念样机。
由技术系统的基本定义,决定了系统组件所具有的功能属性与整个系统所具有的功能属性完全不同——技术系统中的每个元件有自己的特性(功能属性),而它们的组合物(产品)在整体上具有与元件不同的特性。
4)功能类别的相对属性:在解题实践中,功能上的“有用”和“有害”的属性是相对的概念,并非绝对概念,视时空、量值、对象或关系等条件而确定。合理且恰当地识别、确定有用功能和有害功能,对于后面的功能分析有着重要的、先导性的作用。功能的相对属性取决于:
空间不同——润滑油在运转的机器(如汽车的气缸、轴承、导轨中)实现的是有用功能,但是遗撒在路面上实现的是有害功能。
时间不同——茶水具有抗氧化、消脂、去腻等保健作用,白天、餐后饮茶对身体有益。但是在空腹和睡前饮茶则会刺激胃黏膜和大脑神经,对健康不利。
量值不同——合适音量的音乐愉悦人心,过高音量的音乐破坏听力。
对象不同——电脑木马病毒在信息战中,对敌是有用功能,对友是有害功能。
关系不同——刹车对驾驶员和路人的安全性是有用功能,对提速和油耗是有害功能。
以微波炉为例,从空间上来说,微波对微波炉里面的食物是有用功能,对微波炉外面的人来说是有害功能;从量值上来说,对放置在微波炉里的食物,合适的加热时间是有用功能(加热或烹调),较长的加热时间是有害功能(变硬或焦煳);从对象上来说,微波对金属类制品具有溶解作用,因此不能把金属器皿(包括含金属元素的瓷器)放入微波炉。由此可见,有用功能与不良功能共存是一个技术系统的常态。
5)功能的传递属性:一个复杂系统的功能往往是逐级、链式构成的。某一个系统的功能属性,必然会在该系统与其他系统的相互作用中体现出来。如模具的回火处理,提高了模具的韧性,即改变了模具的属性,因此在一个凸模与凹模相互作用时,不易发生断裂或崩边的现象;电子芯片的管脚镀金,改变了该管脚的表面导电特性,芯片插接到插座上其导电性和连通性更可靠;钝刀切肉不快,那么把刀刃磨锋利之后,立即改善。
6)功能随时空条件变化的属性:功能会随着时空条件变化而发生改变(如衰减、失效等),因此,长期、稳定、无差别地实现一个功能,是功能的重要属性(人们也往往将其归类为性能),例如夜晚照相机的拍照质量会大打折扣,低温会冻住枪栓等。除了人为设定的必须达到的产品功能(主要功能)之外,产品往往兼具其他(辅助、次要、次生、附加或隐性)功能,在不同的情境下可能转化为主要功能,如古砚不再用于研墨,而是用于收藏和保值;高度烧酒可以用来消毒手术刀等。
7)功能受到设计者的主观意图以及观察角度所制约的属性:对于相同的产品行为或物理现象,不同的人或相同的人在不同的时、空、界面、心理状态下,可以得到不同的观察结论,形成不同的表示。因此功能不仅与物理现象行为有关,而且与设计者的意图以及观察角度有关,如电脑游戏,有人看作益智产品,有人看作电子鸦片;或者同一人早期把它当作益智产品,后来认为这是电子鸦片。
8)功能的级别属性:在技术系统功能的级别上分为主要功能、基本功能和辅助功能等,如图2-7所示。(www.daowen.com)
图2-7 功能的级别
•主要功能:反映系统的主要需求的预设有用功能,是系统创建或设计的目的,功能载体是技术系统本身。
•基本功能:保证完成主要功能的功能,功能载体是系统中与系统作用对象直接作用的系统组件。
•辅助功能:保证完成基本功能的功能,功能载体是系统或超系统中的组件,与系统作用对象之间没有直接的联系。
•附加功能:技术系统或组件所产生的预设功能以外的有用功能,作用于超系统组件。如冰箱闲置时可作储物箱,电饭煲的内胆涂层脱落后还可以用来洗菜、舀水等。
在产品中,提供产品基本功能的系统组件是关键零部件,而提供辅助功能的系统组件可以随时被裁剪掉而不影响系统基本功能(或主要功能)的实现。例如,一副眼镜的基本功能是“折射光线”或“改变光线的折射角度”,镜腿、镜框、鼻托、螺钉等提供辅助功能的零件都可以被裁剪掉,隐形眼镜只保留了实现眼镜基本功能的系统组件——镜片。
在现代TRIZ中,还有诸如校正功能、生产功能、供应功能、支持功能、运输功能、中立功能等更详细的功能分类与定义。在此选取几个,仅作简介,不再赘述。
校正功能——针对缺陷的一个有用的功能。
生产功能——一个不可逆的(永久的)改变了产品参数的有用功能。
供应功能——一个帮助执行其他有用功能的有用功能。
支持功能——一个暂时改变了产品参数的功能。
传输功能——一个在空间中改变它的作用对象位置的供应功能。
中立功能——一个对它的作用对象参数的影响不显著,或根据目前的要求与改变它的方式并不相关的功能。
要点小结
一个技术系统具有多种功能属性,如果其功能能够具有多种不同的工作状态,适应各种复杂的工况条件,处理多种参数的对象,即意味着该系统同时兼具多种功能属性,那么这个技术系统,就是一个柔性度高、适应性强、功能属性一流的技术系统。
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