[發明專利]一種考慮可靠性設計需求的廣義功能模型構建方法

在審

• 申請號: 201711088509.6
• 申請日: 2017-11-07
• 公開（公告）號: CN108009706A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 楊德真;王浩臣;任羿;孫博;馮強;王自力
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

廣義功能模型是指在傳統功能模型基礎上，增加功能保持需求后泛化形成的功能模型。傳統功能模型構建時，并未全面地考慮可靠性因素，更未在模型中明確表征各個功能對應的可靠性要求。針對該問題，本專利設計了一種考慮可靠性設計需求的廣義功能模型構建方法。步驟一，包含功能保持需求的功能模型擴展，首先根據顧客需求確定功能實現需求，在此基礎上通過識別功能故障模式確定與每一項功能實現需求對應的可靠性設計需求，最后歸并形成功能保持需求，完成功能模型擴展。步驟二，設計功能原理模型的表征方法，構建廣義功能模型。即設計了一套功能模型的元模型，結合產品工作原理運用元模型建立產品的廣義功能模型。

所屬技術領域

本發明涉及復雜產品可靠性設計實現過程，一種考慮可靠性設計需求的廣義功能模型構建方法，通過對產品功能的拓展與建模幫助設計者進行可靠性設計。本發明屬于產品設計技術領域。

背景技術

產品質量特性包括專用質量特性和通用質量特性。傳統功能模型構建方法包括基于功能-行為-結構(FBS)、基于流圖、廣義工藝功能分析法等，主要側重于表征功能實現需求，而且其模型輸入輸出信息不明確，極大地簡化了產品之間的復雜交聯關系，未全面考慮產品的功能保持需求，更未在模型中明確表征各個功能實現需求與功能保持需求的關聯關系，致使設計師在設計產品時無法系統考慮產品的功能實現需求和功能保持需求，直接降低了產品通用質量水平可靠性設計需求是功能保持需求直接表現形式，也是顧客對產品好用、耐用、易用的載體，可靠性好壞將直接影響產品的市場能力，因此有必要提供一種方法，使設計師在產品設計過程中能夠系統地確定可靠性設計需求，并將其落實到具體設計方案中。鑒于此，本專利設計了一種考慮可靠性設計需求的廣義功能模型構建方法，輔助設計師系統化確定可靠性設計需求的同時，全面建立功能實現需求與可靠性設計需求的映射關系。

發明內容

1、目的：發明一種考慮可靠性設計需求的廣義功能模型構建方法，幫助設計者進行產品的可靠性設計。

2、技術方案：一種考慮可靠性設計需求的廣義功能模型構建方法，具體步驟如下：

步驟一：包含功能保持需求的功能模型擴展

對產品的功能域進行擴展，將頂層抽象的總功能逐層分解細化，同時建立各個子功能之間的聯系。將功能需求分解為功能實現需求和功能保持需求，對應的功能域則分解為功能實現域和功能保持域。

功能實現需求(FRR)是指產品設計中功能性能的需求，即為了滿足用戶需求所設計的產品功能需求。

功能實現域(FRRD)是指由功能實現需求項全集構成的設計需求子域。

功能保持需求(FPR)是使功能實現域中的各項功能得到保持的需求，其獲取需要從時間、使用環境條件兩方面考慮。其具體表現為可靠性設計需求。

功能保持域(FPRD)是指由功能保持需求項全集構成的設計需求子域。

易知功能域FD＝FRRD∪FRPD，且功能保持需求與功能實現需求之間存在多對多映射關系。FPR服務于FRR，是從功能實現需求角度考慮時間、環境擾動、不確定性因素等影響而生成的，可靠性設計是功能設計的補過程。如果產品的設計方案無法滿足顧客要求，意味著部分主要功能未實現，即產品是不可靠的。

(1)識別功能故障模式

設計師根據顧客需求梳理功能實現域，包括n項功能實現需求，記為FRRi(i＝1,2,…n)。設計師針對每一項功能實現需求FRRi(i＝1,2,…n)，以功能失效、功能不連續、功能不完整、性能偏差、功能時刻偏差、不期望功能這六類功能故障狀態為依據，系統化分析并識別每一項功能實現需求在使用過程中所表現出的功能故障模式，記為集合{FMij(i＝1,2,…n,j＝1,2,…ni)}。