功能分析的三个步骤(建筑设计功能分析)

　　阅读本文需要至少具备RDMI TRIZ一级水平。

　　本文目的

　　每一次我们在培训TRIZ一级（基础级）的时候，总是有一些人对于功能和设计功能这两个概念分不清楚，不得不花很长的时间来解释。而且对于一些级别比较高的专家，也容易陷入这一误区。例如电吹风的设计功能是什么？应该是加热空气，还是去除（头发上的）水分？二者好像都非常有道理。所以就产生了这个想法，写一篇文章来解释这两个概念。

　　什么是功能？

　　首先我们看第一个问题，什么是功能？对于功能的定义，在不同的场合下是不一样的，在其他的理论中都会涉及到功能的定义，如FMEA中功能分析是非常重要的一个环节，在我们的日常生活中也经常会涉及到。在这里我们所讲的功能的定义指的是现代TRIZ理论中所指的功能，而这个定义又源自于价值分析或者价值工程。

　　在现代TRIZ理论里，功能的定义指的是一个组件改变或保持另外一个组件的某个参数的行为。在这里面提到了两个组件，其中第一个组件指的是功能载体，而另外一个组件指的是功能的对象。功能载体指的是执行功能的组件，而功能对象指的是接收功能的组件。对于功能的描述方式，通常采用的是动宾结构，也就是说功能载体+动词+功能对象。如下图所示。

　　例如我们可以说车移动人就是一个功能。车是功能载体，人是功能对象。作为功能载体的车使作为功能对象的人的位置这一参数发生了改变。我们可以用如下的形式来表示这个功能。

　　现在TRIZ理论里面对功能的定义要比其他场合下对功能的定义更为严格。现代TRIZ理论中对功能的定义需要满足以下三个条件。分别是：

　　第一个条件是：功能的载体和功能的对象都是组件。而对于组件的定义，只有两种形式能够成为组件。第一，是具有静质量的物质，第二是没有静质量，但是能够传递相互作用的场。其余的无非就是这两种形式的组合而已，有可能是物质与物质的组合，有可能是场与场的组合，还有可能是物质与场的组合。

　　第二个条件就是：功能的载体和功能的对象之间要有相互接触。（在以前TRIZ理论体系中，称相互接触为相互作用（Interaction)，这一定义让许多人产生了误解、疑惑，因此，RDMI对这一术语以及其他容易产生疑惑的术语进行的修订，具体可见RDMI对于现代TRIZ理论中部分术语的修订。我们希望通过对这些术语的更加准确的定义，更加有助于TRIZ理论的理解、掌握、推广和应用。其中，我们就把以前的相互作用重新修订为相互接触。）这里所指的接触有可能是物质与物质的接触，还有可能是物质与场的接触，以及场与场的接触。

　　第三个条件是：功能对象的某个参数应该被作用（动词）保持或者改变了。

　　什么是设计功能？

　　我们所要研究的工程系统是由于我们希望它执行某种或某几种功能而进行设计的。当我们在设计工程系统的时候，可能会引入很多不同的组件，这些组件之所以被引入，也是因为它们能够执行一定的有用功能。当工程系统被设计出来之后，它可能还会被用来执行不同的功能，工程系统的实际用途（功能）可能与它的设计意图并不相同。我们把工程系统设计用来意图执行的功能叫做设计功能。（在以前国外的TRIZ理论体系中，称设计功能为主要功能（Main Function)，这更让许多人产生了误解，因为很多人一听到主要功能，也就马上想到了次要功能。这一术语让很多人产生疑惑，因此，RDMI对这一术语也进行了修订，将主要功能重新修订为设计功能，具体可见RDMI对于现代TRIZ理论中部分术语的修订。）每个工程系统都有它的设计意图，我们需要把这种设计意图用功能的形式表述出来，这就是设计功能。我们以一把椅子为例，椅子的设计意图实现的功能是支撑人，如下图所示。

　　 但是我们在实际应用的时候，有可能用椅子去执行其他的功能。例如，有的椅子上有腰枕，这时候椅子的一个功能就是支撑腰枕；有些人把很多衣服放在椅子，这时候椅子就有一个支撑衣服的功能；有些人把包放在椅子上，这时候椅子就有一个支撑包的功能；有些人用椅子来挡住门，防止被风刮开，这时候椅子就有一个阻挡门的功能；有些人把椅子用来当做武器；还有的警察把椅子用来做障碍物阻挡示威的群众，这时候椅子就有一个阻止人的功能；有些椅子非常美观，吸引了很多人的注意，这时它就有一个告知人的功能。上面所说的这些功能都是有用功能。但是除了有用功能之外，它还有可能执行有害功能。例如椅子划伤地面。无论是有用的还是有害的，这些都是椅子的功能，因为它满足前面所提到的功能存在的三个条件。但这些却都不是椅子的设计功能，也就是说椅子的设计意图并不是用来执行上述这些功能的。

　　椅子支撑腰枕

　　椅子支撑包

　　椅子阻挡门

　　在执行设计功能的过程中，有可能伴随着执行其他的有用功能，这些有用功能有可能是辅助功能、附加功能或者是基本功能。

　　例如，我们经常用到的家用空调，它能够执行冷却空气、加热空气等设计功能。我们取其中的冷却空气这一设计功能为例来进行说明。空调在执行冷却空气这一设计功能的过程中，还会伴随着执行这些功能，蒸发器冷却空气、风机移动空气、格栅导向空气。这些有用功能的目的都是为了让设计功能执行得更加充分。虽然空调的设计功能是冷却空气，貌似只有蒸发器冷却空气就可以了，但如果没有其他功能的配合，空调冷却空气这一设计功能是无法满足我们的要求的，也就是说这个功能有可能会是不足的。

　　功能和设计功能的识别

　　对于功能来说，相对比较简单。我们只要按照基于装置的功能分析中所列出来的三个步骤来识别就可以了。第一步是组件分析，就是把相关的系统和超系统组件列出来。第二步是相互接触分析，只要列出来组件之间的相互接触就可以了，看两个组件之者之间有没有接触。相互接触是功能存在的前提条件，如果有相互接触就有可能存在功能，也可能不存在功能或者存在几个功能，但是如果没有相互接触，就不可能存在功能。第三步就是判断有相互接触的两个组件之间有什么功能，判断的依据就是对象的某一个参数是否被保持了或改变了。

　　那我们再看一下设计功能应该如何来识别。首先我们要把被研究的工程系统看成是一个组件，然后我们看这个工程系统的设计意图是什么，我们在描述设计意图的时候通常采用自然语言的方式，例如灯的功能是用来照明的、椅子的功能是用来坐的等，但自然语言所描述的功能并不严谨，我们要把设计意图用功能的语言描述出来，同样采用的是动宾结构。如下图所示。

　　在这里需要注意的是，为了执行设计功能，有时候需要借助于超系统组件。例如遥控器的设计功能是控制电视，在这里就需要借助于电磁波这一超系统组件。

　　那么现在我们再回过头来看，电吹风的设计功能应该是什么？

　　电吹风

　　首先我们要想一下电吹风的设计意图是什么。不难看出来，电吹风的设计的意图是为了吹干头发，也就是说绝大部分客户购买电吹风的目的就是为了吹干头发。但如果我们用功能的用语来描述的话，很明显这是不对的，因为头发的参数并没有因为电吹风而发生保持或者改变，用功能的用语所描述出来的应该是去除（头发上的）水分，因为头发上的水分的参数（位置）发生了变化，曾经在头发上的水分从头发上被移动到了大气之中。

　　但是，在这里面我们也能看到，电吹风与头发上的水分并没有发生接触。那这个设计功能是怎么实现的？我们必须借助于超系统组件，也就是空气。因此为了实现电吹风去除水分这一设计功能，需要借助于其他有用功能所形成功能网来实现，在这里有加热器（电阻丝）加热空气、风扇移动空气、空气去除（头发上的）水分。当然还有其他许多功能的配合，例如喷嘴导向空气、电流加热电阻丝、外壳支撑电路板、开关控制电流等一系列功能所组成的功能网。

　　总结

　　基于以上的描述我们不难看出，设计功能和功能并不能直接画等号，设计功能是一种比较特殊的功能。我们经常会把功能错误地认为是设计功能。只要满足功能存在的三个条件，我们就认为是功能。但这个功能并不一定是设计功能。设计功能仅限于描述工程系统的设计意图所要实现的功能。功能有很多，但只有被研究的工程系统用于实现设计意图的功能才是设计功能。