[发明专利]产品功能的对比相似扩展方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种辅助产品功能设计中的功能树建立的具体方法，尤其是一种基于相似理论与可拓理论的辅助功能树建立的方法。

背景技术

概念设计是产品设计阶段最具有创造性的活动，它决定了产品生命周期设计开销的80％～90％，其产生的设计缺陷无法由后续设计过程弥补。功能分解是概念设计的关键性阶段。建立功能树是进行功能分解的主要方法之一。树的根结点是由用户的需求转化得到的功能，叶子结点是不必再进行分解的基本功能。目前，对于产品功能树的建立主要是依靠领域专家个人的知识水平，然而仅凭借人的思维难以将问题考虑得非常全面，因此，需要计算机辅助进行功能树的扩展，使设计信息尽可能的完备，避免遗失重要的创新解。

已有相关的学术论文《面向功能的创新概念设计问题研究》提出了一种利用计算机辅助设计进行功能树扩展的方法。该方法提出了一种改进的相似度计算公式计算对比相似度，但是，在这一方法中，改进的相似度计算公式是一个非线性的公式，不方便人们的常规理解，并且计算量大；该方法计算出的对比相似度不适用于其提出的功能树扩展方法，两个对比相似功能的对比相似程度越大，计算出的对比相似度越小，被舍弃的可能性就越大，这显然与方法的原意及实际情况矛盾；同时，这一方法提出的是一种简单的功能树对比相似扩展方法，未考虑新产品原始功能树和对比相似功能树的层数是否相同，也未考虑新产品原始功能树顶点的门类型，虽然同样扩展了原始功能树，但扩展后的解中存在一定量的明显的错误解，增加了后继功能树求解的工作量。

发明内容

本发明是为克服已有在产品功能创新设计方法上述的不足，提供了一种方便理解、使设计信息尽可能准确完备、计算简便、设计效率高、普适性强、独立演绎能力好、切实可行的基于相似理论与可拓理论的产品功能的对比相似扩展方法。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明产品功能的对比相似扩展方法的特点是按如下步骤进行：

a、配备存储有已知产品功能树及其约束关系信息的已知产品知识库；

b、建立并绘制新产品原始功能树，存储所述新产品原始功能树及其约束关系信息；

c、将所述已知产品知识库以及所述新产品原始功能树及其约束关系信息表示为可拓物元的形式；

d、选定所述新产品原始功能树的任一功能节点R_a，在所述已知产品知识库中查找R_a的所有对比相似功能节点R_bi，令i为1；

e、若R_bi存在，则在所述已知产品知识库中查找R_bi的所有后继节点，并建立以R_bi为顶点的对比相似功能树；若R_bi不存在，则产品功能的对比相似扩展完毕；

f、使用对比相似度计算公式和多级对比相似度计算公式计算R_a和R_bi的对比相似度，并指定评价阈值：若以R_a和R_bi为顶点的功能树层数相同，则按照层数相同的对比相似度计算方法计算所述对比相似度；若以R_a和R_bi为顶点的功能树层数不同，则按照层数不同的对比相似度计算方法计算所述对比相似度；

g、比较所述对比相似度与所述评价阈值，若所述对比相似度大于所述评价阈值，则对R_a进行对比相似扩展：若以R_a和R_bi为顶点的功能树层数相同，则按照层数相同的对比相似扩展方法扩展R_a；若以R_a和R_bi为顶点的功能树层数不同，则按照层数不同的对比相似扩展方法扩展R_a；

h、令i＝i+1，重复步骤e～g，直至产品功能的对比相似扩展完毕。

本发明产品功能的对比相似扩展方法的特点也在于：

所述步骤c中的可拓物元的形式是指建立物元模型R＝(N，c，v)，其中，R为物元，N为事物的概念，c为事物的特征，v为特征的量值。

所述步骤f中的对比相似度计算公式为：