可变功能机械产品是一类能依靠部分结构部件的更替以实现整体功能的转换的产品,相对于传统的功能单一产品在一定程度上具有优势。然而,随着技术的革新以及市场需求等的改变,可变功能产品也会出现功能或性能不能满足需要的情况,因此,对可变功能产品开展升级再设计研究是有关可变功能再设计研究的重要一环。鉴于目前还缺少专门针对这类升级再设计的研究,本论文从以下几个方面开展了相关工作:首先,对可变功能机械产品功能实现时的行为相似性进行研究,根据实现每个功能时子行为的差异性,从物料、能量和信号三个角度运用模糊数学贴近度的概念定义和提出了行为相似度,行为相似度的提出为可变功能产品相应各功能的寿命预测提了一定理论支持。通过对多功能微耕机的实例分析,得出了松土耕地、运输货物和喷洒农药三个基本功能间的行为相似度,并基于松土耕地功能的寿命对其余功能寿命时间进行了预测,验证了上述结论的可行性。其次,对可变功能机械产品的功能升级方法进行了研究。由于可变功能机械产品功能升级涉及到的主要结构为功能构件,故从两个方面对功能构件的设计进行研究。其一,从TRIZ(发明问题解决理论)的角度出发,将升级功能进行转化,最后通过创新原理方案求出功能结构解;其二,运用Visual Basic和Access建立了可变功能机械产品功能升级原理实例库,为功能升级再设计提供知识支持;最后,以多功能电钻功能升级再设计为实例,得出了“去锈打磨盘”这一功能构件,验证了上述升级再设计方法的可行性。第三,对可变功能机械产品的性能升级相关方法开展了研究,重点是对表征产品性能的各项指标的升级优先度进行了研究,通过对升级指标的升级技术潜力和升级变更影响程度的综合分析,得出该项指标的最终升级优先度,最后通过对多功能组合机床的性能优先度的分析,验证了这一方法的可行性。第四,针对于可变功能产品所具有的一个升级特征,即该类产品的部分结构零件的更替即可完成该类产品的升级任务,应用产品零件的物理寿命和价值寿命对可变功能产品内部零部件的升级状态进行识别研究,以某型号可变功能机械产品中的多功能组合机床为实例,识别出某时刻该型号组合机床所有结构中处于升级状态的零部件结构,为可变功能机械产品升级再设计提供了进一步的技术支持。最后,基于上述研究结果,运用ACCESS数据库和VB6.0设计开发了可变功能机械产品升级再设计辅助系统,通过对常见产品的原理数据和实例数据的存储、修改、删除等操作,可以完成对可变功能产品辅助设计系统数据库的更新,同时,可以指导设计人员完成可变功能产品相关特性分析,包括行为相似性定量分析、功能耦合性定量分析和系统耦合性分析等,为再设计过程提供工具支持。