郭楚宁+马帅+徐林栋+汪圣凌+李少鹏

摘 要：现阶段各方面的设计在我们生活中越来越重要了，各种設计方法也层出不穷，本文主要介绍一种新型的设计方法——系统功能分析法，它为研制物美价廉的产品，使设计过程合理化，并为设计自动化创造条件。本文以代步工具为例来简要说明这种设计方法。

关键词：系统功能分析法；代步工具；黑箱法；功能树

1 任务描述

设计一款单人交通工具，能够行驶里程为1-5km，要求使用便捷性高，易于携带。

2 用系统功能法进行原理方案设计

1、用黑箱法定义技术系统的总功能

根据我们的分析，对于交通工具这个技术系统来说，输入的能量可以有机械能、电能、化学能等不同的形式，输入的控制信号以功能划分主要是转向、变速以及制动等，输出的能量主要是动能以及热能，输出的信号有振动、噪声、灯光等。此外交通工具的环境条件主要是路况、天气和交通状况，对外界的影响按照对象分类就是对外界行人及车辆的影响。分析清楚以后，绘制技术系统图如下：

3 用功能树法进行功能分解

交通工具系统比较复杂，难以直接求得，我们把总功能（运输功能）分解为较简单的分功能。第一，为实现运输功能这个目的，最重要的环节就是实现位置的转移，而位置的转移需要动能，动能不能够直接获取，需要通过其他的能量形式转化而成，所以第一个分功能就是能量转化，转化过程中又需要能量的传递和分配。第二，任务要求交通工具载人，所以人作为交通工具的控制者，需要交通工具对其有一个承载方式，使人可以站在上面、坐在上面、躺在上面等。第三，只是简单地把能量转化为动能是不符合实际情况和使用便捷的要求的，需要有对交通工具的动作控制，动作控制分为制动、速度调节、转向以及平衡行走等功能元。第四，无论哪一种技术系统，保证安全都是不可忽视的，作为交通工具，不仅对自身需要有保护功能，而且对外界的行人、车辆等都需要有警示的功能。综合我们的分析，做出功能树如下：

4 总结

系统功能分析法打破传统的以结构设计为主的思路设计方法，从功能出发，以便获得更广泛的思路。此外，系统功能分析法也可以创造一种又快又好地培养设计师的理论，以及创造一种机械系统的一般设计理论及方法，使其适应日益拓展的机械工程学科。但是，我们也要记住再好的设计方法，也不能代替天赋很高或一般的工程师的作用。科学的设计方法虽然可以显著提高设计效率和创新水平，但是如果设计按死板的模式进行，则设计工作必被市场淘汰，且毫无个性 和魅力。

所以，为了更好地设计，我们应该树立创新意识，意识到人人都可以创新，还要从生活中处处培养创新的能力。

作者简介

郭楚宁，机械工程，专业：机械工程。

马帅，机械工程，专业：工业设计。

徐林栋，机械工程，专业：机械工程。

汪圣凌，水利与环境学院，专业：水文与水资源工程。

李少鹏，水利与环境学院，专业：水文与水资源工程。