技術(shù)特征：

1.一種基于功能冗余分析的產(chǎn)品功能組合設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟：

步驟1：根據(jù)給定的設(shè)計(jì)任務(wù)全面地闡明任務(wù)書(shū)，利用必須達(dá)到和期望兩種程度方式提出產(chǎn)品的功能要求同時(shí)編寫(xiě)在要求表中；

步驟2：通過(guò)功能要求在現(xiàn)有的產(chǎn)品中尋找適合的作為功能組合對(duì)象的母產(chǎn)品；

步驟3：將母產(chǎn)品拆解為功能載體，并從功能載體抽象出詳細(xì)的功能元；

步驟4：創(chuàng)建母產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)；

步驟5：產(chǎn)品間功能冗余分析與處理；

步驟6：產(chǎn)品間載體冗余分析與處理；

步驟7：基于設(shè)計(jì)任務(wù)要求表中的期望要求和功能載體的充分利用，通過(guò)借用原有功能載體或增加少量新載體，對(duì)產(chǎn)品功能進(jìn)行擴(kuò)展；

步驟8：建立功能載體矩陣來(lái)進(jìn)行功能和載體的配置，在功能載體矩陣FCM（Function Carrier Matrix）中：“1”表示該載體參與功能元的實(shí)現(xiàn)；“0”表示該載體與功能元的實(shí)現(xiàn)無(wú)關(guān)；

步驟9：進(jìn)行概念模型求解，具體為：

步驟9.1：建立設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)矩陣DSM（Design Structure Matrix），將功能載體矩陣中的載體作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)矩陣DSM中的行列元素中，將兩個(gè)行列元素對(duì)應(yīng)的DSM模型單元格劃分為四個(gè)子單元，每個(gè)子單元分別表示空間、能量、物料、信號(hào)之間的聯(lián)系；

步驟9.2：分析設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)矩陣DSM中的數(shù)據(jù)并求解模型：

1）功能載體的空間位置安排

通過(guò)DSM中的空間聯(lián)系數(shù)據(jù)，可以分析得到所有載體之間存在的位置關(guān)系，從而形成新產(chǎn)品初步的概念模型；

2）載體之間的連接

通過(guò)DSM中能量、物料和信號(hào)聯(lián)系的數(shù)據(jù)，可以分析得到載體之間的連接，以滿足矩陣中的聯(lián)系，同時(shí)還能得到相應(yīng)的工藝要求；

通過(guò)反復(fù)的檢驗(yàn)功能載體的空間位置安排和載體之間的連接，將新產(chǎn)品初步的概念模型不斷地優(yōu)化改進(jìn)，直到生成最終滿意的概念模型。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于功能冗余分析的產(chǎn)品功能組合設(shè)計(jì)方法，其特征在于：步驟4在創(chuàng)建母產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，基于能量、物料和信號(hào)三種流對(duì)母產(chǎn)品進(jìn)行功能分解，同時(shí)將主流具體化細(xì)分，并歸納出對(duì)流進(jìn)行操作的功能元，得到功能分解樹(shù)；由功能分解樹(shù)，考慮從輸入到輸出中功能對(duì)流的各種操作，按照流的流動(dòng)順序和功能之間的邏輯關(guān)系來(lái)排列功能元，建立功能鏈。

3.如權(quán)利要求1所述的一種基于功能冗余分析的產(chǎn)品功能組合設(shè)計(jì)方法，其特征在于：步驟5具體為：

步驟5.1：建立產(chǎn)品之間的功能冗余矩陣FRM（Functional Redundancy Matrix），計(jì)算功能元之間冗余度，用FR代表，其大小用（0~1）定量標(biāo)識(shí)，F(xiàn)R=1表示完全冗余狀態(tài)，F(xiàn)R=0表示無(wú)冗余狀態(tài)，F(xiàn)R=0~1表示部分冗余狀態(tài)。從功能元描述D、功能元上的輸入流I、功能元上的輸出流O和功能元相應(yīng)的功能載體C四個(gè)方面進(jìn)行功能元之間的冗余度計(jì)算，計(jì)算公式：，是四個(gè)方面相應(yīng)的權(quán)重，。

步驟5.2：不同母產(chǎn)品功能元之間的冗余度值情況分析及處理方法：

1）當(dāng)FR=1時(shí)，產(chǎn)品功能元完全冗余；處理方法：刪除冗余功能元，多個(gè)相同的功能元只需留下一個(gè)；

2）當(dāng)FR=0時(shí)，產(chǎn)品功能元無(wú)冗余；處理方法：功能元均保留，無(wú)需其他操作；

3）當(dāng)0<FR<1時(shí)，產(chǎn)品功能元部分冗余；處理方法：設(shè)法將幾個(gè)處于部分冗余狀態(tài)的功能元組合成一個(gè)新功能元，既滿足功能要求又減少功能元的數(shù)目，同時(shí)相應(yīng)的載體也將發(fā)生改變，若功能元無(wú)法組合則按照2）中的方法處理。

4.如權(quán)利要求1所述的一種基于功能冗余分析的產(chǎn)品功能組合設(shè)計(jì)方法，其特征在于：步驟6具體為：

步驟6.1：建立載體冗余矩陣CRM(Carrier Redundancy Matrix)，載體之間的冗余度用CR代表，其大小用（-1、0、1）定量標(biāo)識(shí)，CR=1表示完全冗余狀態(tài)，CR=0表示無(wú)關(guān)狀態(tài)，CR=-1表示相斥狀態(tài)；

母產(chǎn)品間的功能載體關(guān)系具有以下四種情況：

1）載體相同，承載的功能元相同，在矩陣中的對(duì)應(yīng)位置填“1”；

2）載體相同，承載的功能元不同，在矩陣中的對(duì)應(yīng)位置填“-1”；

3）載體不同，承載的功能元相同，在矩陣中的對(duì)應(yīng)位置填“-1”；

4）載體不同，承載的功能元不同，在矩陣中的對(duì)應(yīng)位置填“0”。

步驟6.2：不同母產(chǎn)品功能載體之間的冗余度值情況分析及處理方法：

1）當(dāng)CR=1時(shí)，產(chǎn)品功能載體完全冗余；處理方法：刪除冗余載體，多個(gè)相同的功能載體只需留下一個(gè)；

2）當(dāng)CR=0時(shí)，產(chǎn)品功能載體無(wú)冗余；處理方法：保留載體，無(wú)需其他操作；

3）當(dāng)CR=-1時(shí)，產(chǎn)品功能載體相斥；處理方法：出現(xiàn)載體不同，承載的功能元相同的情況時(shí)，依據(jù)功能冗余處理法中的刪除相同的功能元，同時(shí)相應(yīng)載體也隨之刪除；出現(xiàn)載體相同，承載的功能元不同的情況時(shí)，對(duì)載體進(jìn)行變型，將多個(gè)功能元整合在一個(gè)載體中去，實(shí)現(xiàn)載體的充分利用；

通常情況下，載體之間的關(guān)系伴隨著以上幾種情況的聯(lián)合發(fā)生，需要綜合進(jìn)行處理；

步驟6.3：載體變型方法：

1）尺寸比例變型法；對(duì)載體的尺寸比例進(jìn)行放大或者縮小，獲得相應(yīng)合適的結(jié)構(gòu)；

2）位置移動(dòng)變型法；通過(guò)對(duì)載體位置進(jìn)行變動(dòng)，重新對(duì)空間進(jìn)行規(guī)劃分配，以消除與其他載體在空間上的相斥，滿足設(shè)計(jì)要求；

3）形態(tài)外觀變型法；在保證功能不變的情況之下，載體的形態(tài)可以進(jìn)行不同的變化，通過(guò)形態(tài)外觀變型法載體可以滿足在某些特殊情況的要求；

4）載體組合變型法；采用載體組合變型法，將多個(gè)載體有機(jī)地組合在一起，由此可以減少功能載體的總數(shù)，簡(jiǎn)化載體的加工和裝配工藝；

在工程設(shè)計(jì)中，有關(guān)載體的變型常常是伴隨著幾種變型方法的組合。