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功能整理

书籍:工程师手册

出处:按学科分类—工业技术 企业管理出版社《工程师手册》第153页(2876字)

功能整理同样也是建立在系统的分解与组合的基础上,依据功能之间的逻辑关系,对研究对象的功能进行分析、归类,建立功能之间的联系,并画出表述这种联系的功能系统图。对于组成产品的零部件,不仅在物质上相互连结成一个有形的实体,在功能上也相互关联形成完整的功能体系,产品越复杂,功能体系也越复杂,越需要通过功能整理把复杂的功能关系表示出来。

1.编制功能卡片

把定义好的功能,按零件逐个填写卡片,目的在功能整理时调整方便。因为围绕一个功能集中的卡片数的多少,可以作为实现此功能手段是否理想的一种信息。

功能卡片的形式一般如图5.3.3-1。每个卡片记载一个功能,包括功能内容,相应零件的名称,功能成本等。把定义相同的卡片集中起来,进行大致分类,并形成卡片组,以卡片为单元进行功能整理。例如,图5.3.3-1所示的功能卡片组表述了“通过电流”这一功能是由三个触片零件来实现的。

图5.3.3-1 功能卡片及其集中

2.逐个明确功能关系

产品的功能结构一般以基本功能为始端,辅助功能按一定逻辑关系,排列于基本功能之后,形成树枝结构。通常,功能系统图中功能之间存在有上下逻辑关系和并列逻辑关系,抓住这点,将很方便地进行功能整理。

(1)上下逻辑关系

产品的功能关系中普遍存在有上下关系即上位功能和下位功能,意指某一部分功能从属于另一部分功能,是为另一部分功能服务的,表现为“目的-手段”关系,手段是从属于目的的。从而就可用追问“上位功能-下位功能”或“目的功能-手段功能”的方法进行功能整理。目的和手段、上位和下位又是相对的。一个功能对其上位功能来说是手段,对其下位功能来说则是目的。这样,在分析研究对象的功能过程中,当追问“这个功能达到什么目的”,便能找到它的上位功能。例如,白炽灯泡的最终目的是“提供光源”,这便是它的上位功能。怎样才能实现这一功能,必须使灯泡“发光”。怎样使它发光,必须“加热灯丝”。怎样实现“加热灯丝”这一功能,必须“提供电力”。如此逐级追问,就很方便地找出各个功能之间有如图5.3.3-2所示的“目的-手段”这种逻辑关系。反之亦然。

图5.3.3-2 白炽灯泡的功能分析

(2)并联逻辑关系

一个目的功能之后,可能存在若干相对独立的手段功能。它们都是为了达到同一目的而设置的功能。每一并列功能和从属于它的下位功能形成一些相对独立的功能子系统,称为“功能域”。根据最前端功能的功能级别又可将其顺序分为“一阶功能域”、“二阶功能域”……等。

3.绘制功能系统图

将研究对象的全部功能卡片,按上述功能逻辑关系,从总体功能(最上位功能)至末端功能逐级进行排列。便得综合表述上下关系的串联系统和并列关系的并联系统的功能系统图。

功能系统图的复杂程度和粗细程度应视需要而定。不同的系统图可能有很大的差别。粗的直到大部件,如变速箱,甚至到一部机器如发动机。细的可到小零件,甚至可将零件的一个功能再细分到工艺结构。就是同一系统中,细化程度也有差别。对于比较复杂的产品,细化到所有零件是不可能的,必要时可将某些功能单独抽出另画更细的图。

应该注意的是,功能系统图一般不是一次就能完整地画出来。最初的功能系统图可能很不完善,有些功能卡片甚至进不了系统图,有时可能找不到目的功能。需要反复地分析、思考,甚至重新修改功能定义,几经反复后,才能绘制好完善的功能系统图。

例如,图5.3.3-3所示的载重汽车的功能系统图便是按上述做法绘制的,供参考。对于载重汽车的基本功能是“运载货物”。从原理上看,“运载货物”至少应有两个手段:提供货厢和驱动货厢,当然还有外观。这里仅研究“驱动货厢”这一手段。众所周知,要想驱动货厢,必须有行走机构(具体实物是车轮),还要有驱动行走机构(用动力机和传动机构实现),并且要把行走机构和货厢联成总体。再往下重点是分析“驱动行走机构”这一功能。如此逐级往下,就可以大致勾画出载重汽车的功能系统图,再加以修改补充。括号内为对应的部件实体。

图5.3.3-3 载重汽车的功能系统图

4.功能整理的目的

功能系统图是分析对象抽象化之后的示意模型,它省略了约束条件,展示了功能构成和设计构思。对功能间的关系以及它们所处的地位,可以一目了然。价值工程重要观点之一是“目的是主要的,手段是可以广泛选择的”。这样就可以从上位功能出发,抛开原有结构,广泛设想实现这一功能的各种途径。从这个意义上看,功能整理的目的主要是:

(1)掌握必要的功能

根据一定的逻辑关系,可以明确各个组成部分的必要功能和各组成部分功能的相对重要性。其后加以改进,就会使产品或零部件的价值提到更高的水平。

(2)发现和消除不必要的功能

在整理功能的过程中,会发现不具备上位功能或与研究对象的目的无关的功能,应把它剔除,以降低成本,提高产品的实用价值。

(3)把握住价值改善的功能域

通过价值工程采取改善措施时,往往不是以各个构成要素的功能为对象,而是以功能域为对象。这样,提高价值的幅度就大。

(4)明确改善对象的级别

通过功能整理可以发现,任何功能实现方法的改善,都可以降低成本。然而改善对象级别的不同,对成本降低的影响程度也是不同的。越是下位功能,对成本降低的影响越小。相反,越是上位功能,影响越大,价值就有可能较大幅度的提高,那就越靠近产品的总体功能,如一阶子功能,二阶子功能,选择替代方案的可能性越大,改善的效果就越明显。

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