郭楚寧+馬帥+徐林棟+汪圣凌+李少鵬

摘 要：現(xiàn)階段各方面的設(shè)計(jì)在我們生活中越來越重要了，各種設(shè)計(jì)方法也層出不窮，本文主要介紹一種新型的設(shè)計(jì)方法——系統(tǒng)功能分析法，它為研制物美價(jià)廉的產(chǎn)品，使設(shè)計(jì)過程合理化，并為設(shè)計(jì)自動(dòng)化創(chuàng)造條件。本文以代步工具為例來簡要說明這種設(shè)計(jì)方法。

關(guān)鍵詞：系統(tǒng)功能分析法；代步工具；黑箱法；功能樹

1 任務(wù)描述

設(shè)計(jì)一款單人交通工具，能夠行駛里程為1-5km，要求使用便捷性高，易于攜帶。

2 用系統(tǒng)功能法進(jìn)行原理方案設(shè)計(jì)

1、用黑箱法定義技術(shù)系統(tǒng)的總功能

根據(jù)我們的分析，對于交通工具這個(gè)技術(shù)系統(tǒng)來說，輸入的能量可以有機(jī)械能、電能、化學(xué)能等不同的形式，輸入的控制信號以功能劃分主要是轉(zhuǎn)向、變速以及制動(dòng)等，輸出的能量主要是動(dòng)能以及熱能，輸出的信號有振動(dòng)、噪聲、燈光等。此外交通工具的環(huán)境條件主要是路況、天氣和交通狀況，對外界的影響按照對象分類就是對外界行人及車輛的影響。分析清楚以后，繪制技術(shù)系統(tǒng)圖如下：

3 用功能樹法進(jìn)行功能分解

交通工具系統(tǒng)比較復(fù)雜，難以直接求得，我們把總功能（運(yùn)輸功能）分解為較簡單的分功能。第一，為實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸功能這個(gè)目的，最重要的環(huán)節(jié)就是實(shí)現(xiàn)位置的轉(zhuǎn)移，而位置的轉(zhuǎn)移需要?jiǎng)幽埽瑒?dòng)能不能夠直接獲取，需要通過其他的能量形式轉(zhuǎn)化而成，所以第一個(gè)分功能就是能量轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化過程中又需要能量的傳遞和分配。第二，任務(wù)要求交通工具載人，所以人作為交通工具的控制者，需要交通工具對其有一個(gè)承載方式，使人可以站在上面、坐在上面、躺在上面等。第三，只是簡單地把能量轉(zhuǎn)化為動(dòng)能是不符合實(shí)際情況和使用便捷的要求的，需要有對交通工具的動(dòng)作控制，動(dòng)作控制分為制動(dòng)、速度調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)向以及平衡行走等功能元。第四，無論哪一種技術(shù)系統(tǒng)，保證安全都是不可忽視的，作為交通工具，不僅對自身需要有保護(hù)功能，而且對外界的行人、車輛等都需要有警示的功能。綜合我們的分析，做出功能樹如下：

4 總結(jié)

系統(tǒng)功能分析法打破傳統(tǒng)的以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為主的思路設(shè)計(jì)方法，從功能出發(fā)，以便獲得更廣泛的思路。此外，系統(tǒng)功能分析法也可以創(chuàng)造一種又快又好地培養(yǎng)設(shè)計(jì)師的理論，以及創(chuàng)造一種機(jī)械系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)理論及方法，使其適應(yīng)日益拓展的機(jī)械工程學(xué)科。但是，我們也要記住再好的設(shè)計(jì)方法，也不能代替天賦很高或一般的工程師的作用?？茖W(xué)的設(shè)計(jì)方法雖然可以顯著提高設(shè)計(jì)效率和創(chuàng)新水平，但是如果設(shè)計(jì)按死板的模式進(jìn)行，則設(shè)計(jì)工作必被市場淘汰，且毫無個(gè)性 和魅力。

所以，為了更好地設(shè)計(jì)，我們應(yīng)該樹立創(chuàng)新意識，意識到人人都可以創(chuàng)新，還要從生活中處處培養(yǎng)創(chuàng)新的能力。

作者簡介

郭楚寧，機(jī)械工程，專業(yè)：機(jī)械工程。

馬帥，機(jī)械工程，專業(yè)：工業(yè)設(shè)計(jì)。

徐林棟，機(jī)械工程，專業(yè)：機(jī)械工程。

汪圣凌，水利與環(huán)境學(xué)院，專業(yè)：水文與水資源工程。

李少鵬，水利與環(huán)境學(xué)院，專業(yè)：水文與水資源工程。