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2.2.1 功能及其表達方式

功能用來抽象地描述機械產品輸入流和輸出流之間的因果關系,對具體產品來說,功能是指產品的效能、用途和作用。人們購置的是產品功能,人們使用的也是產品功能。比如,電燈的功能是將電能轉化為光能;車床的功能是實現金屬切削;電磁爐的功能是將電能轉化為熱能等。采用功能分析法做方案時,按下列步驟進行工作:①設計任務抽象化,確定總功能,抓住本質,擴展思路,尋找解決問題的多種方法;②將總功能逐步分解,最終分解至功能元,形成功能樹;③尋求分功能(功能元)的解;④方案評價與決策。

從系統論的角度,把功能定義為技術系統的輸入與輸出的關系。對于要解決的問題,設計人員難以立即認識,猶如對待一個不透明、不知其內部結構的“黑箱”,利用對未知系統的外部觀測,分析該系統與環境間的輸入和輸出,通過輸入和輸出的轉換關系確定系統的功能特性,進一步尋求功能解,這種方法稱為黑箱法。黑箱法要求設計者不要首先從產品結構入手,而應從系統的功能出發設計產品,這是一種設計方法的轉變。黑箱法有利于抓住問題的本質,擴大思路,獲得新穎、較高水平的設計方案。一般來說,技術系統的輸入和輸出的三種形式分別為物質、信息和能量,如圖2-2所示。

圖2-2 功能的黑箱法表達

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