工程實例概述效應(yīng)1232.1什么是效應(yīng)?2.2效應(yīng)的分類2.3效應(yīng)與科學(xué)原理2.4效應(yīng)鏈2.5效應(yīng)模式2.6效應(yīng)解決問題的一般過程物理化學(xué)幾何生物創(chuàng)新中如何應(yīng)用呢？1概述功能產(chǎn)品市場產(chǎn)品開發(fā)過程用戶需求1概述需求進化定律1概述瓦解污垢分離污垢去除污垢脫水烘干熨燙水洗滌劑水水臟水熱空氣濕空氣臟衣服干凈衣服機器人洗衣機：功能結(jié)構(gòu)產(chǎn)品功能載體核心和本質(zhì)19世紀(jì)40年代，美國通用電氣公司的工程師邁爾斯首先提出功能(Function)的概念。產(chǎn)品是功能的載體；功能是產(chǎn)品的核心和本質(zhì)。1概述三個思路障礙工程師在創(chuàng)新過程中存在1概述心理慣性有限的知識領(lǐng)域嘗試錯誤法這些缺點限制工程師思考創(chuàng)新能力，因而降低產(chǎn)生高品質(zhì)解決方法的可能性。

問題

方向4

方向3

方向2方向1解如何突破思路障礙呢？我們需要新的方法－？？1概述功能可以分解；2效應(yīng)瓦解污垢分離污垢去除污垢脫水烘干熨燙水洗滌劑水水臟水熱空氣濕空氣臟衣服干凈衣服機器人2.1什么是效應(yīng)?瓦解污垢分離污垢去除污垢脫水烘干熨燙洗衣服功能去污？？？？？？2效應(yīng)分解到何種程度為止呢?設(shè)計的“最小組成部分”－－效應(yīng)功能模型2.1什么是效應(yīng)?效應(yīng)模型

輸入輸出效應(yīng)2.1什么是效應(yīng)?2效應(yīng)是指應(yīng)用本領(lǐng)域特別是其它領(lǐng)域的有關(guān)定律解決設(shè)計中的問題，即按照定律規(guī)定的原理將輸入量轉(zhuǎn)化為輸出量以實現(xiàn)相應(yīng)的功能。摩擦定律f=μN摩擦效應(yīng)2.2效應(yīng)的分類物理效應(yīng)化學(xué)效應(yīng)幾何效應(yīng)生物效應(yīng)杠桿定律FaLa=FbLb杠桿效應(yīng)……效應(yīng)按照包含信息的不同效應(yīng)可以通過將輸入量和輸出量聯(lián)系起來的定律來描述。答案是麥比烏斯帶？怎樣才能加倍皮帶的工作時間而不用增加皮帶的長度呢？2.3效應(yīng)與科學(xué)原理傳統(tǒng)的皮帶是環(huán)狀，皮帶的外表面有研磨性物質(zhì)，皮帶安裝在機器上。當(dāng)需要打亮物體時，只要對著移動的皮帶壓住物體。但是使用過一陣子，皮帶上的研磨物會被磨盡，皮帶必須更新，這會失去很多的生產(chǎn)時間。基于上述認(rèn)識，將所有的物理、化學(xué)和幾何效應(yīng)搜集起來，然后以創(chuàng)新性方式整理物理學(xué)、化學(xué)和幾何學(xué)，按功能對效應(yīng)進行分類；建立和使用已發(fā)明為目的效應(yīng)知識庫，將效應(yīng)作為一種創(chuàng)新工具，以便在尋找實現(xiàn)某種功能的效應(yīng)時能夠迅速地找到它們。2.3效應(yīng)與科學(xué)原理效應(yīng)是輸入、輸出之間的關(guān)系，如圖a所示。一般而言，每一個效應(yīng)有一輸入和輸出，因此效應(yīng)模型有兩個接線（兩極），如圖b所示。大多數(shù)效應(yīng)都可以通過一個輔助量來控制，可控制的效應(yīng)有三個接線（三極），如圖c所示?？刂屏骺梢钥刂苹蛘{(diào)整效應(yīng)的輸出。2.4效應(yīng)鏈

例如：杠桿效應(yīng)可以改變力的大小和方向。如圖所示：長度（l）是杠桿效應(yīng)的控制流，假設(shè)力（F1）不變，改變動力臂和阻力臂的長度可以改變力（F2）的大小。2.4效應(yīng)鏈具有多個輸入流、輸出流或控制流的多極效應(yīng)模型如圖所示。圖中列出了8種效應(yīng)模型，每一種效應(yīng)模型的輸入流、輸出流或控制流均不多余2個，其他情況可同理類推。2.4效應(yīng)鏈將效應(yīng)鏈基本組成方式稱為效應(yīng)模式。效應(yīng)模式有以下幾種形式：單一效應(yīng)模式串聯(lián)效應(yīng)模式并聯(lián)效應(yīng)模式環(huán)形效應(yīng)模式控制效應(yīng)模式

2.5效應(yīng)模式單一效應(yīng)模式：由一個效應(yīng)直接實現(xiàn)，即內(nèi)部行為只包含一個子行為，如圖所示。例如，杠桿效應(yīng)可以改變力(F）的大小或方向。2.5效應(yīng)模式串聯(lián)效應(yīng)模式：由按順序相繼發(fā)生的多個效應(yīng)共同實現(xiàn)，如圖所示。例如，熱傳導(dǎo)效應(yīng)可以改變物體的溫度，即實現(xiàn)行為：[T1]增加[T2]；當(dāng)溫度（T2）超過形狀記憶材料的相變點溫度（T0）時，形狀記憶材料會恢復(fù)原狀而產(chǎn)生形變（TF），形狀記憶效應(yīng)可以實現(xiàn)行為：[T2]產(chǎn)生[TF]（T2>T0）；熱傳導(dǎo)效應(yīng)(E1)和形狀記憶效應(yīng)(E2)可以聯(lián)結(jié)起來構(gòu)成串聯(lián)效應(yīng)模式實現(xiàn)行為，如圖所示。2.5效應(yīng)模式并聯(lián)效應(yīng)模式：由同時發(fā)生的多個效應(yīng)共同實現(xiàn)，如圖所示。例如，電磁感應(yīng)效應(yīng)(E1)和流體效應(yīng)(E2)與波義爾效應(yīng)(E3)構(gòu)成并聯(lián)效應(yīng)模式，將電磁感應(yīng)效應(yīng)輸出的動能和流體效應(yīng)輸出的水結(jié)合產(chǎn)生液流實現(xiàn)行為，如圖所示。2.5效應(yīng)模式環(huán)形效應(yīng)模式：由多個效應(yīng)共同實現(xiàn)，后一效應(yīng)的輸出流的一部分或全部通過一定的方式送回到前一效應(yīng)的輸入端，如圖所示。例如，熱傳導(dǎo)效應(yīng)(E1)與熱力學(xué)第一效應(yīng)(E2)構(gòu)成環(huán)形效應(yīng)模式，將熱力學(xué)第一效應(yīng)輸出的水反饋到熱傳導(dǎo)效應(yīng)的輸入端實現(xiàn)行為，如圖所示。2.5效應(yīng)模式控制效應(yīng)模式：由多個效應(yīng)共同實現(xiàn)，其中一個或多個效應(yīng)的輸出流由其他效應(yīng)的輸出流控制，如圖所示。例如，彈性-塑性形變效應(yīng)(E1)與形狀記憶合金效應(yīng)(E2)構(gòu)成控制效應(yīng)模式，將彈性-塑性形變效應(yīng)的輸出流聯(lián)結(jié)到形狀記憶合金效應(yīng)的控制端實現(xiàn)行為，如圖所示。2.5效應(yīng)模式效應(yīng)連接規(guī)則：在上述效應(yīng)模式中，鄰接效應(yīng)的輸入流與輸出流必須相容，以保證效應(yīng)連接的可行性。另外，雖然在理論上組成效應(yīng)鏈的效應(yīng)數(shù)流可以任意確定，但為使設(shè)計的系統(tǒng)簡化，組成效應(yīng)鏈的效應(yīng)數(shù)量應(yīng)該盡可能的少。2.5效應(yīng)模式2.6效應(yīng)解決問題的一般過程問題分析功能分析查找恰當(dāng)?shù)男?yīng)利用關(guān)聯(lián)和控制效應(yīng)改進功能方案驗證問題原理解確定需求功能問題描述關(guān)聯(lián)效應(yīng)控制效應(yīng)改變控制參數(shù)輸入/出關(guān)聯(lián)效應(yīng)1）問題分析

功能分析傳統(tǒng)的腎結(jié)石提取器無法破壞較大的結(jié)石，要實現(xiàn)對較大結(jié)石的破碎，必須在較小的空間內(nèi)產(chǎn)生一個相對較大的力3工程實例腎結(jié)石提取器工程實例2）確定需求的功能3工程實例產(chǎn)生力：胡克效應(yīng)、電場效應(yīng)、磁場效應(yīng)等產(chǎn)生形變：形狀記憶效應(yīng)、熱膨脹效應(yīng)等需求功能：產(chǎn)生力3）查找效應(yīng)溫度形狀記憶效應(yīng)形變力胡克效應(yīng)4）利用效應(yīng)3工程實例通過流體加熱形狀記憶合金使其產(chǎn)生形變，利用形