第2章　系统功能分析与系统裁剪

2.1　系统功能的定义

2.1.1　功能的概念

20世纪40年代，价值工程理论的创始人，美国通用电气公司的工程师迈尔斯首先关注了功能的概念。迈尔斯认为，顾客买的不是产品本身，而是产品的功能。例如，冰箱有满足人们“冷藏食品”的属性；起重机有帮助人们“移动物体”的属性。因此，企业实际上生产的是产品的功能，用户购买的实际上也是产品的功能。也就是说，功能是产品存在的目的。从系统科学的观点来看：功能是系统存在的理由，是系统的外在表现；结构是系统功能的载体，是系统的客观存在；功能是结构的抽象，结构是功能的载体。

功能（function）是指某组件（子系统、功能载体）改变或保持另一组件（子系统、功能对象）的某个参数的行为或作用（action）。关于这个概念，有以下几个要点需要注意。

（1）功能载体以及对象都必须是实体，不能是虚拟的物质或者参数，因为根据定义功能的载体和对象都必须是组件（子系统、功能载体）。

（2）功能必须“改变或保持”对象的“某个参数”，因此功能是一种“客观存在”并“产生了影响”的行为或作用，未发生的、推测或臆想的行为或作用都不是功能；此外，没有效果的行为或作用，即没有“改变或保持”对象的“某个参数”的行为或作用，不算功能。以人靠在墙上站立为例，墙改变了人的状态（不然人会摔倒），此时墙对人有支撑的功能，但如果人仅仅是贴墙站着，墙没有改变人的状态，此时墙对人没有功能。

在TRIZ中，功能是对产品或技术系统特定工作能力抽象化的描述，任何产品都具有特定的功能，功能是产品存在的理由，产品是功能的载体，功能附属于产品，又不等同于产品。根据功能的定义，功能一般用SVOP的形式来规范，其中S表示技术系统或功能载体名称；V表示施加动作；O表示作用对象；P表示作用对象的“被改变或保持的”参数。SVOP的定义法如图2.1所示。在S（技术系统或功能载体）不言自明的情况下，可以将功能定义为VOP的简化形式。

在SVOP中，施加的动作尽量用抽象的动词表达，避免使用专业术语和直觉表达。TRIZ的功能定义采用抽象方式表达，价值在于通过多个定义的方法来产生更多和更灵活的想法。功能定义越抽象，引发的构想就会越多。直觉表达其实描述的不是功能，而是功能执行的结果。直觉表达和抽象表达的区别如表2.1所示，常用的功能抽象定义的动词如表2.2所示。

2.1.2　功能的分类定义

按照功能的效果与期望之间的差异可将功能分为有用功能和负面功能，其中负面功能又可分为有害功能、不足功能以及过度功能。

有用功能：指功能载体对功能对象的作用按照期望的方向改变功能对象的参数。

负面功能：指功能载体对功能对象的作用不按照期望的方向改变功能对象的参数。负面功能主要有以下3种：

（1）有害功能：指功能载体对功能对象产生了有害的作用。

（2）不足功能：指功能载体对功能对象的作用产生的实际改善值小于期望的改善值。

（3）过度功能：指功能载体对功能对象的作用产生的实际改善值高于期望的改善值，而这种高于期望的改善值虽未带来有害效果，但也不完全符合期望。

有害功能、过度功能和不足功能都无法满足功能载体对作用对象的正常功能，因此都是系统中存在的不利因素。

对于系统中的有用功能而言，又可根据功能对象在系统中所处的位置不同，进一步将其分为基本功能、辅助功能和附加功能。3种功能类型的区别如下：

（1）基本（主要）功能用B表示，其功能作用的目标是系统对象，是系统存在的主要理由，回答“系统能做什么？”的问题。

（2）辅助功能用Ax表示，其功能对象是系统组件，作用是支撑基本功能，回答“系统怎么做（实现基本功能）”的问题。

（3）附加功能用Ad表示，其功能对象是超系统组件，回答“系统还能做什么？”的问题。