功能设计原理及应用

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 功能设计研究现状与进展 2

1.2.1 功能设计研究现状 2

1.2.2 功能设计研究进展分析 7

1.3 本章小结 8

第2章 功能定义及分类 9

2.1 引言 9

2.2 功能定义 9

2.3 功能分类 11

2.3.1 基于流类型和数目的功能分类 11

2.3.2 面向功能结构表达的功能分类 14

2.3.3 面向功能结构设计的功能分类 16

2.4 本章小结 19

第3章 功能需求获取技术 21

3.1 引言 21

3.2 需求进化理论研究 21

3.2.1 需求进化的一般规律 21

3.2.2 需求进化定律及需求预测 24

3.3 基于专利知识挖掘的产品需求分析 26

3.3.1 专利知识挖掘和分析方法 26

3.3.2 基于专利知识挖掘的需求提取过程 29

3.3.3 产品需求的等级结构划分及归纳 33

3.4 基于产品生命周期的需求创新 37

3.4.1 产品生命周期预测 37

3.4.2 产品生命周期各阶段的需求分析 40

3.4.3 产品新需求确定过程模型 47

3.5 案例分析 51

3.5.1 手机的概况 51

3.5.2 基于面向产品创新需求进化机理模型的智能手机创新 52

3.6 本章小结 59

第4章 功能形式化表达技术 61

4.1 引言 61

4.2 功能术语集 61

4.3 功能结构表达符号系统 64

4.4 案例分析 67

4.5 本章小结 68

第5章 功能分解与求解技术 69

5.1 引言 69

5.2 扩展效应链推理技术 69

5.2.1 扩展效应模型 69

5.2.2 效应模式 71

5.2.3 效应链推理方法 73

5.2.4 效应链设计实例 76

5.3 产品原理结构 77

5.3.1 结构与原理结构 77

5.3.2 产品原理结构模型 78

5.3.3 产品原理结构模型表示 81

5.3.4 基于效应的原理结构设计 82

5.4 基于扩展效应的基本单元映射 87

5.5 扩展效应驱动的功能—行为—结构模型 89

5.6 案例分析 91

5.7 本章小结 96

第6章 功能创新技术 97

6.1 引言 97

6.2 功能进化与预测 97

6.2.1 功能进化动力 97

6.2.2 基于专利知识挖掘的功能进化定律抽取 99

6.2.3 功能进化定律 109

6.2.4 功能进化预测技术 117

6.3 功能组合与配置 121

6.3.1 功能组合内涵 121

6.3.2 功能组合原则 122

6.3.3 功能组合方案 122

6.3.4 功能组合设计流程 124

6.4 功能失效判断与消除 125

6.4.1 功能失效定义与原则 125

6.4.2 功能失效类型与传播模式 127

6.4.3 技术系统中流的特性分析 128

6.4.4 功能失效的确定 131

6.4.5 功能失效的消除方法 132

6.4.6 功能失效分析与消除过程 134

6.5 功能创新过程模型 135

6.6 案例分析 136

6.6.1 需求分析 136

6.6.2 功能分解 136

6.6.3 功能结构进化与改进 137

6.6.4 功能求解 138

6.6.5 方案评价 139

6.7 本章小结 139

第7章 功能原理解建模与仿真技术 141

7.1 引言 141

7.2 功能原理解元件建模 141

7.2.1 元件符号系统 142

7.2.2 元件建模基本过程 145

7.2.3 案例分析 147

7.3 功能原理解定性仿真 150

7.3.1 定性仿真理论 150

7.3.2 定性仿真在功能设计中的应用 151

7.3.3 基于扩展效应的定性模型建立 152

7.3.4 功能原理解定性推理 157

7.4 功能原理解建模与仿真 161

7.4.1 功能原理解建模与仿真过程模型 161

7.4.2 案例分析 163

7.5 功能原理解模型元件拓扑优化策略 176

7.5.1 拓扑优化中要素的获取策略研究 176

7.5.2 功能设计原理方案优化建模与实现的基本流程 189

7.5.3 案例分析 189

7.6 本章小结 200

第8章 产品功能设计过程模型及应用 201

8.1 引言 201

8.2 面向新产品开发的功能设计过程模型 202

8.2.1 现有功能设计模型存在的问题与改进措施 202

8.2.2 新产品功能设计过程及关键支撑技术 203

8.2.3 新产品功能创新设计实例 207

8.3 面向已有产品改进的功能设计过程模型 216

8.3.1 已有产品功能设计过程模型 216

8.3.2 已有产品功能创新设计实例 218

8.4 本章小结 226

第9章 可持续性功能设计过程模型及应用 227

9.1 引言 227

9.2 概念界定 228

9.2.1 可持续发展思想 228

9.2.2 可持续发展思想在设计领域的渗透 229

9.2.3 可持续性设计 230

9.2.4 可持续性产品的含义 231

9.2.5 可持续性功能设计 232

9.2.6 存在问题及发展动态分析 232

9.3 可持续性设计准则抽取方法 233

9.3.1 可持续性设计指标体系 233

9.3.2 基于专利知识挖掘的可持续性设计准则抽取 235

9.4 可持续性设计准则与评价体系 241

9.4.1 可持续性设计准则 242

9.4.2 基于理想化水平的可持续性评价 249

9.5 可持续性功能设计过程模型 253

9.5.1 可持续性产品需求信息获取 253

9.5.2 可持续性产品功能设计基本框架 255

9.5.3 可持续性功能创新过程模型 256

9.6 纽扣电池阴极自动扣圈机的可持续性创新设计 259

9.6.1 扣圈机的技术现状分析 259

9.6.2 扣圈机的可持续性创新设计 260

9.7 本章小结 275

参考文献 277

附录 291