B產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的效應(yīng)

工程實(shí)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(wèn)題的一般過(guò)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(chǎng)產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程用戶需求1概述需求進(jìn)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(jī)器人洗衣機(jī)：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(guó)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(gè)思路障礙工程師在創(chuàng)新過(guò)程中存在1概述心理慣性有限的知識(shí)領(lǐng)域嘗試錯(cuò)誤法這些缺點(diǎn)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(wèn)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(jī)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(jì)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(jì)中的問(wèn)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(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。摩擦定律f=μN(yùn)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(guò)將輸入量和輸出量聯(lián)系起來(lái)的定律來(lái)描述。答案是麥比烏斯帶？怎樣才能加倍皮帶的工作時(shí)間而不用增加皮帶的長(zhǎng)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(jī)器上。當(dāng)需要打亮物體時(shí)，只要對(duì)著移動(dòng)的皮帶壓住物體。但是使用過(guò)一陣子，皮帶上的研磨物會(huì)被磨盡，皮帶必須更新，這會(huì)失去很多的生產(chǎn)時(shí)間?；谏鲜稣J(rèn)識(shí)，將所有的物理、化學(xué)和幾何效應(yīng)搜集起來(lái)，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(duì)效應(yīng)進(jìn)行分類；建立和使用已發(fā)明為目的效應(yīng)知識(shí)庫(kù)，將效應(yīng)作為一種創(chuàng)新工具，以便在尋找實(shí)現(xiàn)某種功能的效應(yīng)時(shí)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(gè)效應(yīng)有一輸入和輸出，因此效應(yīng)模型有兩個(gè)接線（兩極），如圖b所示。大多數(shù)效應(yīng)都可以通過(guò)一個(gè)輔助量來(lái)控制，可控制的效應(yīng)有三個(gè)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(zhǎng)度（l）是杠桿效應(yīng)的控制流，假設(shè)力（F1）不變，改變動(dòng)力臂和阻力臂的長(zhǎng)度可以改變力（F2）的大小。2.4效應(yīng)鏈具有多個(gè)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(gè)，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：?jiǎn)我恍?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(gè)效應(yīng)直接實(shí)現(xiàn)，即內(nèi)部行為只包含一個(gè)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(gè)效應(yīng)共同實(shí)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(shí)現(xiàn)行為：[T1]增加[T2]；當(dāng)溫度（T2）超過(guò)形狀記憶材料的相變點(diǎn)溫度（T0）時(shí)，形狀記憶材料會(huì)恢復(fù)原狀而產(chǎn)生形變（TF），形狀記憶效應(yīng)可以實(shí)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(lái)構(gòu)成串聯(lián)效應(yīng)模式實(shí)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(shí)發(fā)生的多個(gè)效應(yīng)共同實(shí)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(dòng)能和流體效應(yīng)輸出的水結(jié)合產(chǎn)生液流實(shí)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(gè)效應(yīng)共同實(shí)現(xiàn)，后一效應(yīng)的輸出流的一部分或全部通過(guò)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(shí)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(gè)效應(yīng)共同實(shí)現(xiàn)，其中一個(gè)或多個(gè)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(shí)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(jì)的系統(tǒng)簡(jiǎn)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(wèn)題的一般過(guò)程問(wèn)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(jìn)功能方案驗(yàn)證問(wèn)題原理解確定需求功能問(wèn)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(wèn)題分析

功能分析傳統(tǒng)的腎結(jié)石提取器無(wú)法破壞較大的結(jié)石，要實(shí)現(xiàn)對(duì)較大結(jié)石的破碎，必須在較小的空間內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)相對(duì)較大的力3工程實(shí)例腎結(jié)石提取器工程實(shí)例2）確定需求的功能3工程實(shí)例產(chǎn)生力：胡克效應(yīng)、電場(chǎng)效應(yīng)、磁場(chǎng)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(shí)例通過(guò)流體加熱形狀記憶合金使其產(chǎn)生形變，利用形