功能原理设计的5种求解思路
产品经理功能设计逻辑
产品经理功能设计逻辑
作为产品经理，功能设计是其主要职责之一。
而功能设计的逻辑则是决定产品成功与否的关键因素。
以下是产品经理在进行功能设计时应该考虑的逻辑：
1. 用户需求：功能设计应该以满足用户需求为出发点。
产品经理需要进行市场调研，了解用户的痛点和需求，将这些需求转化为具体的功能需求。
2. 用户体验：产品经理需要考虑用户在使用产品时的感受，功能设计应该尽可能地提升用户体验，让用户使用起来更加顺畅、自然。
3. 技术可行性：功能设计需要考虑技术可行性，即产品团队是否有足够的技术实力来实现这些功能需求。
4. 优先级排序：不同的功能需求有不同的优先级，产品经理需要根据用户需求和企业战略来进行优先级排序，确保先满足用户最重要的需求。
5. 功能完整性：产品的功能需要具备完整性，即不同的功能需求之间需要有相互关联和衔接，才能实现产品的整体性和稳定性。
6. 可扩展性：产品的功能设计需要考虑未来的可扩展性，即产品需不需要在未来添加新的功能，而这些新的功能是否可以与现有功能进行无缝衔接。
以上是产品经理在进行功能设计时需要考虑的逻辑，只有在适当的逻辑指导下，才能设计出真正符合用户需求、具备高可用性和扩展性的产品。
triz多功能原理
triz多功能原理
TRIZ（Theory of Inventive Problem Solving）是苏联工程师格奥尔基·阿尔图诺维奇·阿尔图诺夫于20世纪50年代发展起来的一种创新方法论。
它基于对数百万个创新问题的分析，整理出了一套包含39个基本创新原理和76个次级创新原理的方法体系。
这些原理被称为TRIZ的多功能原理，可以帮助人们在解决问题时找到创新解决方案。
TRIZ的多功能原理主要包括以下几种类型：
1. 矛盾原理：指的是在解决问题时，常常会出现多个相互矛盾的要求。
TRIZ中的矛盾原理可以帮助人们找到解决矛盾的创新方法。
2. 资源利用原理：指的是利用已有的资源来解决问题，避免重新开发新的资源。
3. 系统原理：指的是将问题看作是一个系统，通过调整系统的各个部分之间的关系来解决问题。
4. 转化原理：指的是将问题从一种状态转化为另一种状态，以达到解决问题的目的。
5. 冲突原理：指的是解决两个或多个相互冲突的要求时，采用不同的方法来解决不同的要求。
6. 协同原理：指的是通过不同部分之间的协同合作来解决问题。
以上只是TRIZ多功能原理的一小部分，TRIZ还包括许多其他类型的原理，这些原理通过对现有的发明和创新问题进行分析总结而得到。
TRIZ的多功能原理可以帮助创新者在解决问题时找到新的思路和创新的解决方法，从而提高创新效率。
功能原理设计的几种求解思路
功能原理设计的几种求解思路简单动作功能求解思路：几何形体组合法。
在构思简单运动功能时，首先明确“功能目标”，然后针对功能目标，对几个构件上的几何形体进行构思。
例：套筒扳手在工程上，对于螺纹连接件的装拆是一件很频繁的事情，对于拧转地位十分狭小或凹陷很深处的螺栓或螺母，一般的扳手很难拧转，如果拧转螺母或螺栓的型号很多，就需要用到多种尺寸的扳手，往往很麻烦，这时如果运用套筒扳手就相当方便，只要换上不同的的套筒就可以轻松拧转螺母，必要时还可以加长手柄以增大力矩，方便拆卸比较紧的螺丝。
复杂动作功能求解思路：基本机构组合法。
以采用基本机构为主，这些基本机构可以组成各种各样有复杂运动规律的装置。
例：牛头刨床图示为牛头刨床机构原理图，它是由曲柄滑块机构，齿轮机构组成，通过齿轮机构来带动曲柄滑块机构的运动。
工艺功能思路：物---场分析法例：加工中心刀具的刀体部分的加工精度要求很严格，为保证加工中心的加工精度和刚性，必须使刀体和主轴锥孔的接触面积在70% 以上，亦即使刀体的锥体A与主轴锥孔以及刀体法兰端面B与主轴端面同时接触，但实际上很难实现两者同时接触。
如图4（a）所示，或者是刀体法兰端面与主轴端面接触造成刀具径向位置无法确定；或者是刀体的锥体部分与主轴锥孔接触而刀体法兰端面与主轴端面不能接触，造成轴向刚性不足。
传统的解决方法是使用高精度加工设备加工主轴锥孔和刀体锥体，这样就会大大增加成本。
应用物场分析法问题的解决如下：⑴指定物体S1因为主轴锥孔的锥度已成为国家标准，所以刀体的锥体成为需要解决的问题。
所以指定刀体为S1。
⑵确定场F在原系统中，刀体安装的要求是刀体锥体与主轴锥孔以及刀体法兰端面与主轴端面同时接触，这个要求是由机械场（通过过盈配合，挤压）来满足的。
但是这个机械场并不能完全满足要求。
⑶物质场的初期模型通过上述分析，原有系统的物场模型见图2，由场F指向物体S1的实现箭头为有用的相互作用。
⑷指定作用体S2问题的产生是由于机械场不能稳定有效地保证主轴和刀体的位置关系。
产品功能设计的有效实现方法
产品功能设计的有效实现方法随着科技时代的发展，产品功能设计已经成为了产品开发中不可或缺的一个环节。
因此，如何有效实现产品功能设计也成为了很多企业亟待解决的问题。
本文将从不同角度探讨产品功能设计的有效实现方法。
一、用户需求用户需求是落地产品功能的基础，因此掌握用户需求是实现产品功能设计的第一步。
有效的方法是通过市场调研、用户访谈等方式，了解用户的需求、痛点和期望。
例如在医疗器械领域，产品功能设计中的用户需求通常涉及到应用场景、特殊病人群体的需求、可靠性、安全性等因素。
因此，对于医疗器械公司而言，需要从医生、护士、病患等多方面逐一调研，以确保产品功能设计能够真正地满足用户需求。
二、产品设计在明确用户需求之后，产品设计是实现产品功能设计的关键因素之一。
加强产品设计可以提高产品的竞争力，从而实现更好的市场反响。
有几种方法可以有效辅助产品设计，如下：（1）故事板故事板是一种用来描述用户体验的工具，由多个图形和文本块组成。
故事板是关于客户情境和行为的故事，因此它可以变化。
每一个故事板都讲述了一个客户在某个情况下是谁、在做什么、他们的感受和想法等等。
通过故事板的具体呈现，可以方便切实地了解产品的不同应用场景。
（2）原型设计原型设计就是采用虚拟或实际工具开发出原型样机，可以体验设计方案的完整性、流畅性和实用性。
原型设计可以辅助产品功能设计的迭代和用户界面交互方案的优化，提高产品的可行性和可用性。
例如，在智能家居产品设计中，需要实现家电联动、场景自动化等功能。
原型设计可以帮助我们模拟出真实的交互模式和场景，可预测和修正交互过程中的缺陷和瓶颈，提高产品的完备性和实际应用性。
（3）设计工具设计工具是指辅助产品设计的软件、硬件或其他辅助工具。
设计工具能帮助设计师快速打造出高水平的产品设计，提高产品设计的速度和质量，同时增强开发团队之间的协作性。
例如，在半导体产品设计中，设计工具是一个必要的元素，可以有效提高电路设计效率，简化字符级别的计算，提高产品设计的可靠性和精度。
TRIZ理论五系统功能分析
组件A
我们不需要组件A
A对B的作用
组件B
我们需要组件A的功能
主要内容
• 一、功能分析概述 • 二、功能定义 • 三、功能分类 • 四、功能整理 • 五、功能系统分析方法 • 六、基于组件的功能评估 • 七、系统裁剪
功能分类（一）
+ 一、根据发挥的具体作用，功能可分为：
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 特点：改“善”参数 有害功能：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 特点：“不改善”甚至“恶化”参数
能的组件时，则功能价值为2分 附加功能Ad 功能对象是超系统组件，回答“系统还能做什么？” 附加功能的价值，为2分
例：有用功能的功能价值
系统组件n
附加功能 Ad=2
超系统组件1
辅助功能 Ax=1
附加功能 Ad=2
系统组件2
辅助功能 Ax=2
系统组件1
基本功能 B=3
系统目标
有用功能的性能水平
+ 5、尽量用抽象的词语表达，避免使用专业术语
功能定义的直觉表达与本质表达
技术系统 电吹风机 电风扇 放大镜 白炽灯 挡风玻璃 二极管
直觉表达 吹干头发 凉爽身体 放大目标物 照亮房间 保护司机 整流电流
本质表达 蒸发水分 移动空气 改变光线 发光 防止车外物体撞击 阻滞某极性电流
+ 直觉表达：描述的不是功能，而是功能执行的结果
录音笔
提供光源
录放声音
灯泡
功能定义
+ 就是指对分析对象及其组成部分所应具有的各种 功能，用简明、准确的语言进行描述和表达。
“功能”的通用描述法
X更改（或保持）Z的参数Y X—功能载体，Z—功能对象，Z—功能对象Z的某个参数
第三章机械产品的功能原理设计.pptx
（1）物料 用双线箭头表示
➢可以是固体、液体、气体、混合物
金属机床 水泵 天然气管道 汽车
（2）能量
➢ 用实线箭头表示
➢ 包括机械能、电能、热能、光能、化学能、核 能、生物能等……
➢ 机械能的描述：力和运动 ✓平移：力、线速度 ✓旋转：转矩、角速度 ✓振动：振幅、频率
（3）信号
用虚线箭头表示，可以是数字信号、模拟信号
系统工程学把一个机械产品看成技术系统，在设计 初期时该技术系统还不清楚，故用“黑箱”（Black Box）来描述功能。
系统工程学对功能的定义： 一个技术系统在以实现某种任务为目标时，其输入
量和输出量之间的相互转换的关系。
硬币计数包卷机
用来整理、清点、 计数，最后按50枚一 卷将硬币用纸包卷起 来；也可以在计数后 装袋而不包卷。
第三章 机械产品的功能原理设计
功能原理设计的概念
机械产品设计的最初环节，是先要针对该产品的主 要功能提出一些原理性的构思。这种针对主要功能的 原理性设计，可以简称为“功能原理设计”。
包括两个方面： 功能分析——由总功能分解为分功能，最后做出功 能结构图的过程。 工作原理设计——确定实现功能的工作原理
功能原理设计的重要性
是对产品的成败起决定性作用的工作 原理方案的拟定和构思从质的方面决定了设计的水平 是产品设计和实现创新的关键阶段 火车演变的例子
一个好的功能原理设计应该既有创新构思，又应 同时考虑其市场竞争力。因为脱离市场需求的盲目创 新是没有意义的。——一次成像照相机的例子
任何一种机器的更新换代都存在三个途径:
① 输入信号 ➢ 一般为控制信号 ➢ 开关控制、大小/速度/流量/强度控制 ② 输出信号 ➢ 一般为状态信号，可以是测量值、指示值 ➢ 温度、压力、粗糙度、位置、报警信号……
功能原理设计中的创新思维方法
功能原理设计中的创新思维方法创新思维在功能原理设计里就像魔法棒一样，能让平凡的设计变得超级酷炫。
咱先说说类比法吧。
这就好比你看到鸟儿在天上飞，就想着怎么让人类也能像鸟儿一样自由地在空中穿梭，于是就有了飞机的设计概念。
类比就是从大自然或者生活中的其他事物找灵感。
你看那荷叶，出淤泥而不染，科学家就类比荷叶的表面结构，搞出了超疏水的材料，在功能原理设计上这可是很牛的创新呢。
这就像是从别人那里“偷师”，不过是光明正大地借鉴好点子啦。
还有一种是逆向思维法。
大家都顺着想问题的时候，你偏要反着来。
比如说，传统的汽车都是燃油驱动的，大家都在想怎么让燃油发动机更高效。
可有人就逆向思考，为啥不能不用燃油呢？于是电动汽车就慢慢发展起来了。
这种思维就像是在走迷宫的时候，别人都在找常规的出口，你却回头去找入口，说不定就发现了新的路径。
这时候就感觉自己像个调皮的小机灵鬼，不按常理出牌，却能出其不意。
组合创新思维也超有趣。
就像搭积木一样，把不同的功能或者原理组合在一起。
手机就是个很好的例子呀。
以前手机只能打电话，现在把相机、电脑、音乐播放器的功能都组合进去了。
这就像是把各种不同口味的糖果包在一起，变成一个超级大礼包。
设计师们就像魔法师，把不同的功能原理搅拌搅拌，就创造出了全新的产品。
发散思维也不能少哦。
就像大脑在开派对一样，从一个点开始，向四面八方想点子。
比如说要设计一个照明工具，那可不能只想到灯泡。
可以想到萤火虫的发光方式，想到用化学物质发光，想到利用太阳能储存起来晚上照明。
这时候的思维就像烟花一样，到处散开，每个小火花都可能是一个很棒的创新点呢。
在功能原理设计里，这些创新思维方法就像是一个个小秘诀。
它们让设计师们能够打破常规，创造出那些让我们惊叹不已的产品。
只要我们保持一颗好奇的心，像个探险家一样在思维的世界里到处挖掘，就一定能找到更多的创新宝藏。
不管是像类比法那样去借鉴，还是逆向思维法那样反着来，又或者是组合、发散思维，每一种方法都像是一把打开创新大门的钥匙，让我们走进充满无限可能的功能原理设计的奇妙世界。
工作原理的分析方法与设计工具
工作原理的分析方法与设计工具在各行各业中，无论是制造业、服务业还是科研领域，了解工作原理并进行有效的分析是非常重要的。
通过深入研究工作原理，我们可以更好地理解事物的运作机制，提高工作效率，优化设计方案，并解决潜在的问题。
本文将介绍一些常用的工作原理分析方法和设计工具，帮助读者更好地应用于实际工作中。
一、因果关系分析法因果关系分析法是一种常用的工作原理分析方法。
它通过分析事物之间的因果关系，找出问题的根源，并提出解决方案。
这种方法可以应用于各个领域，比如制造业中的生产线优化、服务业中的客户满意度提升等。
在使用因果关系分析法时，我们可以采用鱼骨图（也称为因果图）来帮助分析。
鱼骨图将问题放在鱼的头部，并将问题的可能原因分别列在鱼的骨架上。
通过对每个原因进行进一步的分析，我们可以找到问题的根源，并提出相应的解决方案。
二、故障树分析法故障树分析法是一种常用的工作原理分析方法，主要用于分析系统故障的原因和影响。
它通过构建故障树来分析系统中各个组件之间的关系，找出导致系统故障的主要原因，并提出相应的改进措施。
故障树分析法的核心是构建故障树。
首先，我们需要确定系统故障的顶事件，即导致系统故障的最终原因。
然后，我们将系统中可能导致顶事件发生的各种故障情况进行分类，并构建故障树。
最后，通过对故障树的分析，我们可以找到导致系统故障的主要原因，并采取相应的措施进行改进。
三、仿真软件仿真软件是一种常用的工作原理设计工具，它可以模拟事物的运作过程，并通过对模拟结果的分析和优化，提高工作效率和质量。
在制造业中，仿真软件可以用于优化生产线的布局和工艺流程。
通过对生产线进行仿真，我们可以模拟生产过程中的各种情况，如物料流动、工人操作等，并通过对模拟结果的分析，找到生产线中的瓶颈和改进点，提高生产效率和质量。
在服务业中，仿真软件可以用于优化服务流程和资源调度。
通过对服务过程进行仿真，我们可以模拟客户的需求和服务人员的工作情况，并通过对模拟结果的分析，找到服务流程中的瓶颈和改进点，提高客户满意度和服务效率。
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机械设计学作业
—功能原理设计
问题：功能原理设计的几种求解思路是什么？查阅资料，各举一个本教材之外的实例说明之。
要求：图文并茂说明。
解答：
功能原理共有五种求解思路，它们分别是几何形体组合法、基本机构组合法、物—场分析法（s-Field法）、技术矛盾分析法、物理效应引入法。
不同的求解思路用以解决不同的功能类型。
功能的基本类型可分为“动作功能”和“工艺功能”，动作功能又可分为“简单动作功能”和“复杂动作功能”，而这两种基本功能可能同时又是“综合技术功能”和“关键技术功能”。
下图表示了功能类型的分类情况。
其中，简单动作功能可用几何形体组合法构思，复杂动作功能用基本机构组合法进行构思，关键技术功能
运用技术矛盾分析法，综合技术功能用物理效应引入法构思，工艺功能用物—场分析法（s-Field法）构思。
下面进行具体分析。
一、几何形体组合法
简单的动作功能是由两个或两个以上的具有特殊几何形状的构件组成，利用它们形体上的特征，可以实现互相动作或锁合动作。
如果要创造一种新的简单动作功能，可以以几何形体组合法作为参考求解思路来进行构思。
在运用几何形体组合法时，首先要明确“功能目标”，然后针对功能目标，对几个构件上的几何形体进行构思。
实例：螺纹
螺纹在工程中的应用非常广泛，生活中也处处离不开螺纹。
利用两个构件螺纹形状的啮合，可实现各种功能。
它的作用非常广泛，如联接、传动、密封等。
联接功能的如螺母螺栓，传动功能的如螺杆，密封功能的如瓶盖。
螺母螺栓
螺杆
矿泉水瓶
二、基本机构组合法
复杂动作功能以采用常用基本机构为主，例如凸轮、多杆机构和齿轮等，组合起来实现复杂运动。
其设计已有很成熟的理论和经验，所以即使这类功能原理要实现相当复杂的功能目标，但比起“简单动作功能”的设计要容易得多。
“复杂动作功能”的设计求解思路是基本机构组合法。
即将各种基本机构组合起来，实现发展动作功能。
实例：液体包装机
去年我们机械设计课程设计的液体包装机的功能就是
一个典型的复杂动作功能。
为了实现液体包装这个功能，包装机中采用了齿轮、蜗轮蜗杆、凸轮、四杆机构和离合器等基本机构的组合。
齿轮实现传动，凸轮实现热封，四杆机构实现送料等，组合起来才实现了液体包装。
液体包装机
三、物—场分析法（s-Field法）
工艺功能不仅要有动作，它与动作功能不同之处主要在于工作头对物体的作用。
工艺类机器是对被加工对象实施某种加工工艺的装置，其中必有一个工作头，工作头和工作对象相互配合，实现的功能就叫“工艺功能”。
工作头的形状、运动方式和作用场是完成工艺功能的三个主要因素。
物—场分析法（s-Field法）可
以作为求解工艺功能很有效的思路。
这个方法的基础是对“最小技术系统”的理解和分析：在任何一个最小技术系统中，至少有一个主体（S1）,一个客体（S2）和一个场（F），三者缺一不可。
S1通过F作用于S2，其模型图如下所示：
F
S1 S2
实例：线切割
线切割的工作原理如下图所示。
绕在运丝筒4上的电极丝1沿着运丝筒的回转方向以一定的速度移动，装在机床工作台上的工件3由工作台按预定控制轨迹相对与电极丝做成型运动。
脉冲电源的一极接在工件上，另一极接电极丝。
在工件与电极丝之间总是保持一定的放电间隙且喷洒工作液，电极之间的火花放电蚀出一定的缝隙，连续不断的脉冲放电就切出了所需形状和尺寸的工件。
其中，电极丝为S1，工件为S2，电场就是F。
线切割
四、技术矛盾分析法
产品中的关键技术主要与材料、制造工艺和设计三个方面有关。
关键技术的技术要求较高，解决方法往往也出奇制胜，由于特殊的工作条件或特殊的使用要求，用常规技术或已有技术难以达到的技术难点，或是别人目前尚难以实现的技术高度，关键技术能够解决。
关键技术的求解思路是技术矛盾分析法。
无论何种关键技术，往往都是在某种特殊条件的约束下难以实现的技术难点，其中期望达到的较高要求和约束条件，就形成一对技术矛盾。
针对技术矛盾，设计者提出各种想法，以提出解决原理。
这就是关键技术功能的原理解法的一般规律。
技术矛盾分析法的作用并不是直接给出解法，而是帮助人们找出可能解决问题的途径。
实例：穿针器
穿针器是一种新型实用的将线穿过针眼的机械。
它由机体、顶线片、曲杆按键、拉簧构成。
使用时将要穿的针放在机体的放针孔内。
将线放在机体的放线槽内，用手按动曲杆按键，顶线片便带着线穿过针眼。
该设计就是基于老年人或眼睛不好的人做针线活时穿针困难这个矛盾构思出来的。
结构简单，使用方便，为个人或家庭提供了适用穿针工具。
穿针器
五、物理效应引入法
综合技术功能的特点是：在某些特定的条件下，采用广义物理效应，有可能实现比纯机械方法更好的动作或工艺功能。
但综合技术功能并不强调全部代替纯机械功能，因为有许多场合的动作和工艺还是特别简单可靠的，没有必要用更复杂的广义物理效应去代替。
综合技术功能的求解思路是物理效应引入法。
这里所指的物理效应是一种广义的概念。
机构学本身包含了运动学、力学方面的各种物理效应，但除此之外，还有更多的物理效应（如热胀冷缩、电磁效应、光电效应、流体效应等）可以在求解中引入。
实例：气垫船
气垫船是利用高于大气压的空气在船底与支承表面间形成气垫，使全部或部分船体脱离支承表面而高速航行的船，有时也能在陆地上行驶。
气垫船的设计在传统船只设计的基础上引入了气体流体效应，把压缩空气打入船底下可以减少航行阻力，提高航速，实现两栖登陆。
气垫船。