[發明專利]成熟產品功能分析方法

無效

• 申請號: 201110351607.0
• 申請日: 2011-11-09
• 公開（公告）號: CN102508968A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 苑明海;白穎;紀愛敏;丁月
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明涉及一種成熟產品功能分析方法，屬于機械設計與自動化領域。

背景技術

產品的功能分析是產品模塊化的基礎，功能分析不管對產品的創新設計還是已有產品的改型設計都是必不可少的。功能分解的一般過程是從產品的總功能開始，采用向后推進的方法尋找實現當前功能的手段，直到最后功能為止。現有的文獻往往是按照公理化設計(Axiomatic?Design，AD)的理論，提出了“功能域-物理域-原理域”的功能分解方法，將功能轉換成行為描述，但其基本思路還是遵從一般功能分解過程。對于完全創新的產品而言，上述方法是符合設計者思維習慣，有利于產品創新，但功能分解粒度的難以確定。對于成熟產品同樣面臨功能分解粒度問題。但目前已有專利中，未見有針對成熟產品的功能分析方法。

發明內容

本發明針對現有技術方法的不足，提供了成熟產品功能分析方法。本發明的主要技術內容如下：

一種成熟產品功能分析方法，包含以下步驟：

(1)、對產品功能進行描述，定義了功能層次矩陣和功能關系矩陣對功能進行描述，同時構建功能元列表；

(2)、基于功能元列表，分析一類產品包含的功能元，功能元指在本行業設計中沒有必要分解的功能，并用功能層次矩陣和功能關系矩陣表示功能元之間的關系；

(3)、采用模糊設計中λ-截距矩陣的方法對功能關系矩陣進行處理，得到該產品的功能樹，實現對產品自底向上的功能分解。

上述步驟(3)中功能樹用二元組表示FT＝(F，FE)，F是功能樹中的節點集，即功能集；FE是功能樹中邊的結合表示功能間的附屬和約束關系；功能樹的根結點代表整機的功能，葉結點表示零部件的功能；功能樹中如果葉節點沒有分叉，此葉節點為不可在分的功能元；功能樹中葉節點按重要度I排序，在同一層中左邊的葉節點重要度大于右邊重要度。

上述步驟(1)中功能層次矩陣是n×n上三角矩陣，n＝|F|即所述功能樹中的節點集總數，對角元素為功能的編號，非對角元素為0或1，設i，j為樹中的節點，(i，j)為連接i與j的邊，(i，j)∈FE時非對角元素為1，否則為0；所述功能矩陣中同層的功能可以互換，功能樹對應的功能層次矩陣并不唯一；為了使功能樹和功能層次矩陣一一對應，按照功能樹中I的排序確定在功能層次矩陣中的位置，I指具有同一父功能的同層字功能的重要度。

上述功能層次矩陣有以下的屬性：

(1)、功能層次矩陣與功能樹相互唯一確定，一一對應；

(2)、功能層次矩陣對角元素描述了節點功能信息；

(3)、功能層次矩陣列的順序反應出同層節點的重要度排序信息。

上述步驟(1)中功能關系矩陣指功能元之間的相互連接關系和強度。

上述的功能元具有載體，所述的載體是元模塊，所述元模塊由功能元映射得到；功能元與元模塊的關系為一對多映射；不同的行業可根據自身的特點給出符合自身需求的功能元列表，并對功能元進行分類編號，同時建立與之對應的元模塊列表，功能元列表和元模塊列表具有映射關系。

上述的功能元的提取是建立在成熟產品結構基礎上的，功能元的提取具有以下準則：

(1)元模塊應具有獨立性，而在結構上具有整體性和封裝性；

(2)在設計過程中，對元模塊只進行選配、組合，最多包括變型設計，不進行適應性或創新設計；

(3)一個功能元對應多個元模塊，一個元模塊只對應一個功能元。

上述步驟(3)中的功能樹的構建方法如下：

(1)、對已有產品的結構進行分析，根據分析結合功能元列表，提取出產品所包含的全部功能元；

(2)、分析各功能元之間的關系，計算每一個功能元之間的關聯強度構造功能關系矩陣；

(3)、依據功能關系矩陣用模糊數學中的λ-截距矩陣的方法進行功能元的聚類，得到父功能；

(4)、復步驟(3)直到父功能為產品的總功能。

本發明提供的一種成熟產品功能分析方法，與現有技術相比具有明顯優勢和有益效果：

(1)本發明用功能層次矩陣和功能關系矩陣表示功能及其之間的關系有利于計算機編程實現。

(2)本發明建立了功能元列表，以此為基礎進行功能分解避免了粒度的過粗或過細的問題。。

(3)本發明描述了功能元列表的結構和元模塊列表的對應關系，結合功能分解結果和“功能-結構”映射關系，可為成熟產品的模塊化打下了基礎。