行为与功能的表达详解Word格式.docx
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不同的研究人对功能有着不同地理解，WinsorandMacCallum认为功能要么是目的的要么是操作的.Chakrabarti提出了对功能的两种看法，即和功能时是和行为一样的抽象层面。
ChittaroandKumar将功能换分为目的的和操作的。
ChandrasekaranandJosephson提出了一种环境视角下功能（功能的影响）和装置视角下的功能（功能的扮演角色）。
HubkaandEder根据母的功能的不同们提出了八类功能，其中就有目的功能和操作功能。
所有的这些研究者，蒋公能要么视为目的的要么视为操作的，很少有人认识到关于功能不仅仅只有两种看法，然而却只有两种类型。
本文九关于功能提出了两个视角和两个类型，并且采取了Chakrabarti的看法，即两种不同类型的功能可能属于同一个设计。
对于机械产品的设计来说，功能和行为一样也是一种抽象，操作功能可以更为具体的指一种行为功能买这种行为被定义为两种物体之间的相互影响，这两个物体可以使设计的具体两件或者是设计的产品与外界的环境，为此，功能可以从语意的方面换分为两种类型：
目的功能和操作功能，
目的功能是指设计者对于设计意图的一种表述也是一种抽象，它与目的和具体的人有关系。
行为功能是对目的功能和有用行为的一种抽象。
和人没有关系。
阆中功能与设计的层次与抽象的层度有关面，一般来说，总功能和处于功能层级高的子功能可以表达出设计者的设计意图，及目的功能，而处于功能层级较为底的子功能可以飚速为操作功能。
上层次的各功能一般需要通过线面层级的各次功能的具体的物理行为来实现。
这些底层的子功能就是操作功能。
比如，再设计表的装置中，总功能的要求是显示时间么这是一种目的功能。
他的实现可以通过子功能来实现没比如说使时针分诊秒针都按一定的速度绕着同一个轴旋转。
指的注意的是，目的功能和操作功能的区分优势并不是那么的明显，这是因为操作功能可能也含有目的的意图，因为它表述的至于设计意图和有用的行为有关。
另一方面，目的功能也可能会包含有一些操作信息，这些信息一般与具体的操作实施有关，尽管这些不是直接的指出的。
比如说在表的设计案例中，能够显示时间就间接的指明了这种装置应该有一种人可以参与的可以得知时间的行为，该装置会显示出他的另外一些行为，比如说，因为摩擦而产生热量，然而，只有指针旋转这一种行为是我们所需要的。
尽管如此，气氛这两种行为还是很有必要的，并且也是很重要的。
首先，目的功能是设计意图的一个抽象，所以他的实现有很宽泛的办法可以供选择，随着功能领域的研究，目的功能可以有更为宽泛的量或的合成方法，比如说Hirtz等的工作。
另一方面，操作功能时实现某一具体操作的一系列操作，它更接近于物理规律的实现，通过它，人们可以找到更多更有用的办法。
再者，在对目的功能与操作功能的理解在阐述功能的表达以及界限来要讲诉的内容都有帮助。
第三点，也是最重要的一点，在同一个设计中面采用两种功能表达可以实现设计方法的合成，这对概念设计流程的提出起着决定向的作用。
注意到目的功能与操作功能与Chakrabarti的两种观点的轻微不同，Chakrabart认为功能与预期的行为一样也是一种抽象，目的功能是为了完成一定要求的一种抽象，因此，它所以提到的目的功能时沿着系统的边界给予定义的，而操作功能则是在系统的边界之内给予定义的。
同样Kannapan和Marshek认为功能是系统的一个行为到另一个行为的联系。
他们依照系统的参与情况，外界的参与情况来显示出自己的特征，通过这些特征来实现系统功能和行为与环境的交互作用。
本文提到的操作功能与Chakrabarti和Kannapan和Marshek提出的操作功能类似，即使一种异同行为的抽象，他的定义可能在系统的边界上或者是系统边界的之内，这主要取决于系统与外界环境的参与情况，然而目的功能却有轻微的不同，尽管目的功能时对系统更为高层次的抽象，但它却不是行为的一种抽象，它所代表的仅仅是设计意图的一种抽象，尽管这种秒速可能会与行为的一些信息有关，举例来说面对于一个加速器来讲，目的功能可能是用来加速，然而炒作功能可能会表述为输入加速，输出速度，这两种功能在设计中是不同的阶层的，也就是说每一个具体的设计方法早已经从目的功能到操作功能具体化了。
目的功能不单是设计层次的一个抽象。
另一方面，很少有学者来单独的考虑才做功能，比如说，RosenmanandGero从设计的意图出发来区分功能，他们关于功能的观点与本文的类似，与此同时，它们提到的设计意图是和功能相等的，KirschmanandFadel对机械产品的功能进行了归类划分，所有的这些划分都与操作功能相关，有趣的是，MaierandFadel提出了一种一种更为基础的可支付概念，可支付表现的是产品的目的，因此，他不仅与产品有关还与设计者本人有关。
2.2功能的语意表达
对功能的表达现在还有很多比清楚的地方。
比如ChakrabartiandBlessing总结出：
传统意义上讲，有三种方法来表述功能，即“动词-名词”表示法，输入输出流表示法和输入输出状态表示法。
指的肯定的是，这三种方法在现代的实际中经常的用到，然而却没有人意识到“动词-名词”表示法是句法表达而另外两个是语意表达。
因此，这三类的表达法容易造成困惑，不幸的是，相同类型的叙述在文献中却是十分的常见，在最近的文献中，ChakrabartiandBligh认为功能可以通过自然语句或者是数学表达式来表述，这样的观点是不可的，因为这两种都属于句法的表达方法。
语意上说，操作功能可以用输入输出转化流来表达。
比如说杠杆的作用可以被表述为输入输出力，这就能表达出杠杆的工作他点。
初始和终止的状态转化也可以用来表达操作功能，因为它能显现出一种功能的作用机理，及机械产品为了实现功能而经历的一连串的物理状态。
初始与结束的状态能很好的体现出设计者的设计意图。
指的注意的是，输入输出流的表达法有一定的局限性，这是因为，在机械设计领域，正是通过构件之间的相互作用才能实现预期的功能，在本文中，这些相互作用是指输入操作或者是输出操作，这主要取决于这是作用到物体上还是从物体上发出的。
能量流，物料流，信息流只是能体现出输入输出的一些特征，却不是操作功能本身。
比如说，如果我们想得到关于杠杆功能更为详尽的信息来表示放大了力量这一功能，那么我么可以用输入输出操作。
输入操作可以被表述为在杠杆的一段下压或者是上抬，与此同时，输出操作可以表述为在另一端太高物体，这种功效可以通过连接两者之间的力，杠杆的长度以及支撑点的位置来表述。
显然，这种表达方式比输入输出流的表达方式更为就提和详尽，更为重要的是，这种方法可以显示出该种功能是如何实现的，从而为行为的表述做了铺垫。
基于此，本文对操作功能提出了一种显得表达方式，—操作转化的输入输出流表达法，操作流包含为了实现操作功能而进行的输入输出，传统上关于能量流，物料流，信息流的可以被认为是输入输出的转化形式，具体的区别将在3.1节介绍，在哪里我们也将对杠杆功能实现进行具体的描述。
再者，驶入输出的操作是对操作功能中有用功能老说的，对一个具体的产品而言，不想要的输入可能也会存在，相应的产品也会产生相应的副作用来影响产品的工作足量和周围的环境，然而这些副作用在该您设计理论中是不被提倡的，毕竟没功能是设计者对设计意图的用用抽象，有用的输入是对有用的输出来服务的。
因此，本文将对二者分别命名为有用的输入和有用的输出。
同样的，关于产品状态转化的输入输出流只是对有用输入和有用输出的一种表现，状态的表述也是设计者对设计意图的一种表述。
在一些情况下，产品的操作流可能会比功能更早的实现，这种功能产品可能不用输入输出流来表述。
这种产品所提供的是一种自身的作用，比如说，电源是用来提供电的，飞轮是用来提供机械能的，水库是用来存储水的等等，然而，指的注意的是，每一种用输入流和输出流所表达的产品至少应该有输出流。
关于工呢过的语意表达，先进还没有办法，这可能是由于设计者主观的原因或者说是关于功能的抽象所决定的，或者说，我们可以将功能的语意表达理解为是功能本身。
总而言之，只有操作功能有三种语意的表达方法，概括为：
1.输入输出流表达法
2.输入输出流的状态表示法
3.初始和终止状态的表述法
2.3对功能的句法表达
句法表达是语意表达的一种实现形式，因此其办法有很多，它可以是数据法，方程，表达式，图表，矩阵等形式，也可以是数字或者是符号，也可以是一种排列或者是清单，框架或者模型等，本文索要讨论的是句法表达的一些基本方法，实际上，现存的关于功能的多种表达方法只是上述一提到方法的一些结合，因为他们在语意上是一致的。
依据上述，功能在句法上可以用自然语言进行表达，这也是一种常见的表达方法，因为他有很好的表达性和自然语言表达的一般性，使其在目的功能和操作功能的表达上都是可行的，然而由于设计者的主观性和功能的抽象性，目的功能只能用自然语言表达法来表达。
关于操作功能的句法表达与语意表达有些相似，即输入输出流表达法，输入输出状态表达法和初始和最后状态的表达法。
比如说我们采用自然语句表达法，操作功能可以用一句话来描述输入输出的句子来表述。
通常情况下，我们一般用一个恰当的句子来表达。
比如杠杆的操作功能可以表述为放大力，轻重动词放大先死了出入于处处的不同，对已其实与终止的状态转化来说，共轭能可以表述为，从开始状态到最后状态，其中动词的改变区分除了输入与输出的不同。
除了用自然语句表达法之外，操作功能还可以用别的方式来表达，我们可以用输入输出状态的改变来表达，这种变化可能是固定的，也可能是随时改变的，除了用输入输出状态来比奥斯一位，还可以用矩阵，或者图表来表述或者是其他的注入此类的方法。
在特定的情况下。
功能可以用精确的数学表达式来表示没比如说用公式或者是方程等等。
采用ChakrabartiandBligh的观点，本文将所有的这种表达法定义为数学方式的输入输出状态转化法。
简而言之，对功能的基本句法表达有自然语句表达法和数学方式的输入输出状态转化法。
2.4关于功能的两种语意表达法比较
自然语句表达法有是影响强灵感或有表达性的优点，然而骂他已有很多的局限性。
首先，它对功能的定义缺乏精确性名自然语句表达法只是对要表达物体的一种邮件至的表达，比如说关于轴承的功能可以表述为支撑轴，智力轴这个字只是对轴的一个索引。
轴：
直的，圆柱状的，一个轴通常绕着他的轴线旋转，轴通常都安放在轴承上，所有的这些都是关于轴的知识木质写知识只有做设计者自己知道。
同样的道理，另外的一个词语支撑也有他自己的含义，因此简单的把轴和支撑按动词-名词的形式单配在一起来表达这种功能时不够确切的。
然而，也应该注意的是冒充哲学的角度出发，这种发发生对于设计方案的合成石有帮助的，债这种表达方法中，一些功能的层级和结构，既需要生成目的功能待炒作功能，设计者可能并不清楚具体大全部细节，债这种情况下，自然语句表达法提供了一个很好的表达方式，在这，这种表达方式却法转移向，比如说发动机的功能可以被飚速为提供机械动力美景点呢过转化为机械能，提供旋转动力等名初次之外，对于提供还有好几种的说法，比如说激发才产生们提供供给等等面对一改变一次也可以说成更改，转变，转化等等没这样看来Maier
andFadel的关于可支付功能的观点导师提供了一个焊好的解决办法，因为这种方法提供了关于功能转化的一种给位精准的说法。
另外依噶方面，关于数学的输入输出状态转化法在表达精确性上已有一些优势，像Ullman说的那样，所有的到设计方法的人员都用系统的转变来定义工呢过没用其实最后的状态来描述功能的例子还有GoelandStroulia和Prabhakar和Goel。
这种表达方法的准确性是由于炒作功能的具体想说引起的美因茨用输入输出状态来表达炒作工呢过是可以采用的。
依据上述，机械产品在不同的设计成面上和视为目的功能哈操作功能，自然语句表达法可以定这两种功能进项面事故，然而，如果我们用数学的输入输出状态来表达的话，那么，在设计的不同的尖端设计大方案都能得到表达，因为墓地功能只能采用自然语句进行表达，比如说Yoshiokaetal.提出了一种功能模型的表达方法苗寨这种表达方法中，织染语句表达法和输入输出流的表达方法这实际的不同阶段都有运用。
本文认为，不同的表达方法都可以表达出两种基本的模型特征，并且这两种的表达方式都是由参考价值的，邓等人提出了一种与产品相关的表达方法在这种发放中名自然语句表达法和输入输出状态表达法都有运用。
3行为
3.1行为的语意表达
对行为的普遍观点是行为与设计产品的物理状态有关;
要么他一直的变化从而硬气状态的变化，要么他一直保持不变，从而保证以物理状态。
简而言之，本文就该两种情况进行讲诉状态大变换。
UmedaandTomiyama对行为的表达给予了先进细致的总结名单是他们却为能区分出这些城中街是语意的还是句法的，它们给出了几种表达泪腺，可以热昂人们了解到物体状态的转换，物理现象医院及二者相混合是的情况。
从语意的角度出发买本文对先有的表达形式中介处了一些两种类型，输入输出流表达法和状态准换的表达法。
输入输出流的表达方法与功能发的语意表达方法类似，这里还是用以前的例子。
物体状态的该改变是依据物体的行为而改变的，他会想一张网或者是一个链子一样降行为进行连接，这里我们可以参照UmedaandTomiyama的例子。
本文认为，物理状态的观点只是对行为认识的一种普遍看法，对于具体的实际领域来说没可能会有其他给位帮助性的办法来之一概念设计的合成，对于机械设计而言，本文认为，另一个有效的办法是部件与部件之间的交互作用们就像设计的产品和周围的环境进行相互的作用一样。
残品说显现出来开的一系列的行为不仅与物理状态的改变有关还与系统内布置简单而相互作用以及系统和外部的相互作用有关。
想功能的输出流转化的表达方式一样，物料流，信息流，能量流的出入输出也只能表示出产品的物理交互作用，却不是物理交互作用本身，因此，用输入输出流的炒作也可以表示行为。
从功能的输入输出流表达法来解释行为的用用和有害是行不通的，邓等通过一系列的输出来表述行为没用线面的例子来展示，物料，信息，能量的操作流来表达行为的不同。
这里以一个家用洗衣机作为案例。
输入：
脏衣服，清水，店里，洗衣液
输出：
干净的衣服，有洗衣液的脏水，噪声等
输入输出的操作如下：
动力输入：
从使用者设定的工作时间开始到机械的最佳运作，动力源输进电力。
地面给洗衣机提供支持力。
功能输出：
洗衣机滚筒产生相应的运作
有害输入:
洗衣滚筒里面衣物过多等等
副作用：
机器产生噪声等
以上所有的行为都碎他们的目的而作用，也可以被很好的表达面结合操作流面对洗衣机的物理框架应该有一个描述，这种框架式在后期发展而来的名外界环境同样需要表达没包括支撑洗衣机的地面，洗衣机与外界的关系其实也是一个有价值的信息，它可以显示出洗衣机是怎样的固结到地面上的。
另外一个是关于杠杆放大了力的例子，与相关的功能表述一样，行为的表述也有一些特点，这是因为没有有害的输入与副作用的产生，
结构：
C1有支撑点的AB杆
C1的作用：
C1O1=OA的长度
D1：
在A点的压力
D1产生的作用：
D1V1=D1产生的力
F1：
在B点产生的压力
F1的作用：
F1V1
作用表达：
F1V1=D1V1*C1V1/C1V2
注意到物理结构也列出。
简洁的说,只有一小部分的输入-输出的属性行动是列出的.
总而言之，关于行为，有三种语意表达：
输入输出流表达
输入输出状态表达法
状态转换表达法
3.2对行为三种语意表达法的比较
状态转换类型的行为表示非常有效的当有不同的和有限的变化——加州州设计问题。
然而,当没有物理状态变化或状态变化是微不足道的设计解决问题,如行为支持轴承的轴,帽子不是有效的方法——图解的真正意义的行为。
另一个方面，当有明显的物料流，能量流，信号流时，输入输出流的转化可能是一个是分有有效的表达方法。
KotaandLee给出了这样的一个例子，他们用物料流来表达一个液压系统的行为。
然而这种办法对那些系统的流的认识不够明确时却不能使用。
EderandGosling将这种系统定义为关联系统，他们指出任何试图来定义这种系统的输入输出都是没有意义。
UmedaandTomiyama也指出用功能的输入输出来表达一个没有发生任何转化的系统是十分的麻烦的，比如说一个尺子的功能。
操作方法的输入输出流比对象的输入输出流更为复杂，因此不仅仅要表达处各种物料流信息流能量流的作用，还要表述书这些流之间的相互作用，另一点更为重要的是，他可以对有能浪流信息流物料流的对象进行表达。
因为它用没有产生相对功效的动作来表达。
第三点，也是最重要的一点，输入输出流是对物料流能量流和信息流的一个更高层次的抽象，因此，它有利于设计方案的合成，对概念设计框架的提出也有一定的作用。
正是由于他们之间的优点和缺点，使得这山中表达方法在表达是各有优势，他们之间有一些简单的区别故应该根据具体的情况来采用相应的表达方法。
3.3对行为的句法表达
想操作功能的句法表达法一样，行为也可以用自然语句来表达或者是关于输入输出转化的数学表达式来表达。
注意到这一点，尽管自然语句在表达上大量并且宽泛的运用，比如说在设计这的交谈当中，设计的文献之中，收索文献当中。
惊讶的是，在文献之中并没有发现这两种现象背后的原因，作者认为，这种烟瘾也是对于语意表达和句法表达认识不清楚所造成的。
上述的家用洗衣机，展示了自然语句表达法的运用，与此同时，杠杆的例子展示了输入输出的数学表达式表达方法的运用，这两种表达方法的优势在2.4节中已经介绍了。
图2展示了不同的功能，行为哈相应的功能与行为表达法的一些关系。
注意到这一点，因为对象或者是操作功能的转化特征的输入输出流，仅仅变现了输入输出的一些特点，我们可以省略流这个字简化成输入输出转化，这样就将其从行为的表达法中区分开了。
4概念设计的框架
在本节中，作者提出了机械产品概念设计的一种框架模型，并且通过该框架来展示出在上述讨论中的必须和无用的工作，这是对原有的邓等人提出的功能墨香的修改。
机械产品概念设计的功能模型可以认为是建立所需要的功能，但并非一个确切物理定义的一个过程，从这个视角出发，也是一种设计方法的合成，接下来，作者简要的介绍一下功能模型框架，并且做了部分的修改，让其对于机械产品的概念设计来说更加的细致全面。
4.1现存的两种功能模型框架
机械产品概念设计的一个特点是设计问题是什么，一般来说，再设计的高层次上都是弱耦合的或者说是不耦合的而在产品设计的低层次上这是高耦和性的，一个可行的设计方法经营该考虑到这一点，并且保证这一点的实现，在现今的功能模型框架中，概念设计被分为功能模型的两个方面。
第一方面是设计高层次上的低耦合另外就是设计低层次上的高耦合。
在第一方面上没功能分解法和图解法是经常运用的，现有的模型框架通过便是设计层次上的独立性来设计部件。
比如说在设计家用洗衣机时，总功能时用来徐衣服，这种总共能可以根据区分出功能的独立性来进一步的划分，划分成各个的分功能，诸如：
加水，清洗，排水，拧衣，甩干等。
次级的任务是与分功能相关的，这些分功能可能会周期的进行工作。
为了便于分解这里需要用到总共能的分解知识，这些知识与部件的工作原理相关。
根据公理化设计理论，设计过程是功能区和物理行为实现区的映射没在功能分解的过程中，功能行为的映射应该根据物理结构的实现来建立联系。
在第二各方面上，将会依据所需产品行为实现的过程将那些与任何一个物理架构都不相关的的分功能联立起来并让他们气作用（CBP），CBP是指关于子行为的一张网，用来实现预期额功能，子行为通常都是有关系的，因为先前的行为都是由后继的行为所决定的，一个来自先前的子行为是为下一个子行为来服务的，这种概念的合理性就在于一个功能的实现并不是一系列物理结构能够完成的，而是要求者写物理结构必须能在一定的工作环境下工作并且经过一系列的转化过程方可实现。
用CBP名片性是，子行为是通过输入输出流操作办法来实现的，有了这种表达，CBP可以通过反推的办法来产生，简单的说，这个过程是起始于子行为的产生买这种子行为能够产生设计产品的输出功能，然后，接卸来的工作时产生子行为买这些功能的输出可以产生下一个的子行为，这种工作将会一直的持续下去指导所设计的功能能够被环肥到塔顶的工作环境和任务为止。
大体上每一个的子行为，人们都能够找到能够实现它的很多的方式，物理的实现形式是指人们用用基本的物理方法，这些物理方法有物理定律所该规定，并且可以实现预期的功能。
经过上述两个阶段的物理模型以后，所有的子行为产生的物理结构都被结合起来并且最后形成了一种方案，所有的这些结果经过更改之后来确定最佳的能实现预期实际功能要求的办法。
比如说，在设计一个分纸张的装置中，总功能可以描述为分开纸张，可用功能F11来表达，通过分析子功能的独立性，该总共能可以被分解为一下的分功能：
F211=将纸张打包放到特定的地方；
F212=净纸张精确的放好；
F213=按照纸张的不同的纸张分开；
这三种子功能不能够映射到物理结构上，因此，我们必须进行第二方面的工作如此一来，CBP模型就形成了。
CBP表示的是通过连接一个个的子功能与他们与外界的环境来展开的，包括他们的相应功能模型为与结构等的信息，这些节点组成一个表格没比如美图3就对公能F213进行了CBP模型展示。
CBP理论是从输出子行为B1开始的，假设经过调研其屋里实现形式，设计者打算通过摩擦力这以种方法来区分纸张，
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