[发明专利]结合生命系统理论和FBS的产品概念设计方法

摘要

本发明公开了一种结合生命系统理论和FBS的产品概念设计方法，该方法首先基于生命系统理论对FBS设计元素进行表达，利用生命系统理论的关键子系统分别对产品的功能、行为和结构进行规范化表达；其次对传统FBS模型重构，在基于生命系统理论的FBS设计元素表达的基础上对FBS设计流程进行重新构建，弥补了传统FBS设计流程无法解决局部变形与局部创新的设计问题，以及通过增加检查操作提高了设计质量。该方法利用生命系统理论对FBS模型进行设计元素的表达以及设计流程的重新构建，形成具有可操作性的LST‑FBS模型。本发明在具有通用性和全面性的基础上同时具有可实施性与可靠性，可同时支持变型设计与创新设计，形成了规范化的具有可指导性的设计流程。

主权项

1.一种结合生命系统理论和FBS的产品概念设计方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：对产品进行基于生命系统理论的FBS设计元素表达；第二步：在FBS设计元素表达方式的基础上对产品进行FBS模型重构；所述第一步中FBS设计元素表达包括基于生命系统理论的功能表达、结构表达和行为表达；所述基于生命系统理论的功能表达分为功能形式化表达以及功能关系表达两个方面，功能形式化表达为便于基于生命系统理论的FBS模型更具有可操作性，对基于生命系统理论的功能表达LST‑F进行形式化表达；借用功能定义的六元组形式，构建基于生命系统理论的功能表达LST‑F；LST‑F＝(DF,NF,TF,CF,GF,BF)   (1)功能成分DF：使用生命系统关键子系统的图符表达；功能名称NF是指：生命系统关键子系统的标准名称；功能所属类型TF：概念设计所涉及对象的类型，有物质、能量、信息三种可能；功能应用环境CF：功能的约束条件；功能目标GF：该功能所要实现的设计目标；功能因果描述BF：由功能推导出的期望行为参数；功能关系表达根据生命系统理论已有的各关键子系统之间的关系，构建产品概念设计各子功能之间的功能流，依据概念设计所涉及对象的类型的不同，构建出涉及对象为物质/能量的功能流和涉及对象为信息的功能流；产品的设计根据设计目标侧重点的不同，涉及对象有物质/能量、物质/能量/信息、信息三种可能，涉及对象是物质/能量时，只需分析物质/能量功能流；涉及对象是信息时，只需分析信息的功能流；涉及对象是物质/能量/信息时，需同时分析物质/能量的功能流以及信息的功能流；任何功能的实现均需存在输入、输出的子功能以及内部转化的子功能，涉及对象为物质/能量的设计必须存在吸收器、分配器以及排泄器；涉及对象为信息的设计必须存在输入变换器、译码器、通道与网络、编码器以及输出变换器。