曹國忠，郭海霞，檀潤華，劉宏勛

（1.河北工業(yè)大學 機械工程學院，天津 300130；2.河北省制造業(yè)創(chuàng)新方法工程技術(shù)研究中心，天津 300130）

0 引言

隨著全球經(jīng)濟的高速發(fā)展，資源短缺、環(huán)境污染等問題日趨嚴重，已引起世界各國的廣泛關(guān)注［1］。各國都在采取積極措施來保證資源的可持續(xù)利用和良好的生態(tài)環(huán)境［2］?？沙掷m(xù)性問題的有效解決需要可持續(xù)性創(chuàng)新，這也是企業(yè)在市場競爭、消費需求、法令規(guī)定等因素共同驅(qū)動下的迫切需求。

世界上大多數(shù)可持續(xù)性問題的源頭都可追溯到產(chǎn)品設(shè)計階段，尤其是概念設(shè)計階段［3］?；诳沙掷m(xù)發(fā)展理念的設(shè)計方法分為三個層次，即綠色設(shè)計［4］或環(huán)境設(shè)計［5］、生態(tài)設(shè)計［6］、可持續(xù)性設(shè)計［7］?？沙掷m(xù)性設(shè)計方法是為實現(xiàn)產(chǎn)品可持續(xù)性所采取的途徑、步驟、手段等，已有大量的研究和應用，其輸出為可持續(xù)性產(chǎn)品設(shè)計方案?？沙掷m(xù)性設(shè)計實現(xiàn)環(huán)境、經(jīng)濟、社會等協(xié)調(diào)的全面性解決策略，已有大量的研究和應用［7－8］。Brezet［8］按設(shè)計對生態(tài)效益的提升作用，將可持續(xù)性設(shè)計分為產(chǎn)品改進、產(chǎn)品再設(shè)計、功能創(chuàng)新、系統(tǒng)創(chuàng)新四級。功能創(chuàng)新是在需求拉動和技術(shù)推動導向下對產(chǎn)品的功能系統(tǒng)進行優(yōu)化、更新和重組的過程，包括漸進型功能創(chuàng)新和激進型功能創(chuàng)新［9］。功能創(chuàng)新的目標是達到功能理想化［10－11］。功能創(chuàng)新與功能設(shè)計既有聯(lián)系又有區(qū)別。功能設(shè)計位于產(chǎn)品設(shè)計的上游，是依據(jù)用戶需求設(shè)計產(chǎn)品的功能組成及功能載體的過程［12］；功能創(chuàng)新是功能設(shè)計的前端，但已有的功能設(shè)計研究成果主要面向功能載體設(shè)計［12－13］。功能創(chuàng)新與技術(shù)創(chuàng)新同樣存在差別，其設(shè)計對象分別是功能系統(tǒng)和技術(shù)載體［9］?？沙掷m(xù)性創(chuàng)新研究需要前端預防的理念。通過功能創(chuàng)新實現(xiàn)可持續(xù)性創(chuàng)新是3級創(chuàng)新，相對現(xiàn)有的主要著重于產(chǎn)品改進或產(chǎn)品再設(shè)計的可持續(xù)性設(shè)計［4－7］，是一種高級別的可持續(xù)性創(chuàng)新［8］。

可持續(xù)性功能創(chuàng)新研究已取得初步成果［8，10－11］。Cao［14］從理論、方法、工具和應用四個層面對面向可持續(xù)性創(chuàng)新的功能設(shè)計過程進行研究，形成了支持可持續(xù)性創(chuàng)新的產(chǎn)品功能設(shè)計模型；Daniel［15］提出改進創(chuàng)新表，用于解決產(chǎn)品功能與環(huán)境影響之間的沖突；Liu［16］提出面向功能、原理、結(jié)構(gòu)和材料的可持續(xù)性創(chuàng)新設(shè)計準則，建立了基于效應的可持續(xù)性功能求解模型?，F(xiàn)有研究主要面向可持續(xù)性創(chuàng)新過程或功能載體設(shè)計，而對可持續(xù)性功能創(chuàng)新關(guān)鍵使能方法的研究尚未開展。

本文將研究可持續(xù)性設(shè)計需求的獲取、功能組合與優(yōu)化、功能失效判定與消除、功能求解等可持續(xù)性功能創(chuàng)新關(guān)鍵使能技術(shù)，建立可持續(xù)性功能創(chuàng)新過程模型并開發(fā)相應的軟件系統(tǒng)，以期在可持續(xù)性創(chuàng)新方面進行一些有益的探索。

1 可持續(xù)性功能創(chuàng)新過程模型

可持續(xù)性功能創(chuàng)新是為實現(xiàn)經(jīng)濟、環(huán)境和社會的可持續(xù)發(fā)展，根據(jù)設(shè)計需求對產(chǎn)品的功能系統(tǒng)進行構(gòu)建、優(yōu)化、更新和重組的過程，以產(chǎn)生滿足多種需求的、具有一定創(chuàng)新性和可持續(xù)性的功能原理解?？沙掷m(xù)性功能創(chuàng)新過程模型如圖1所示，包括功能需求獲取、功能結(jié)構(gòu)構(gòu)建、功能進化與預測、功能結(jié)構(gòu)可持續(xù)性分析與失效判定、功能求解、方案評價等過程。

（1）功能需求獲取

設(shè)計需求是對待設(shè)計產(chǎn)品的總要求，是連接市場用戶和產(chǎn)品開發(fā)過程的橋梁，全面、準確地獲取并分析設(shè)計需求是進行產(chǎn)品設(shè)計的關(guān)鍵。設(shè)計需求可通過需求管理過程獲得，包括需求提取、需求分析、需求確認，其輸出是待開發(fā)產(chǎn)品的功能需求。需求提取主要從產(chǎn)品的自身因素和產(chǎn)品利益相關(guān)方如用戶、競爭產(chǎn)品和政策法規(guī)等方面進行可持續(xù)性設(shè)計需求的提取。需求分析的重點是設(shè)計需求的分類、權(quán)衡與預測，以確定需求中的環(huán)境因素和性能因素，權(quán)衡技術(shù)、環(huán)境、經(jīng)濟與社會間的關(guān)系，對未來需求的變化進行有效預測。需求確認是將設(shè)計需求轉(zhuǎn)化為規(guī)范表達的產(chǎn)品功能需求，并制定設(shè)計任務(wù)書的過程。

圖2所示為功能需求獲取過程。功能需求獲取需要先區(qū)分產(chǎn)品和產(chǎn)品利益相關(guān)方；然后利用生命周期評價（Life Cycle Assessment，LCA）／簡化生命周期評價（Streamlined Life Cycle Assessment，SLCA）和環(huán)境基準等方法進行可持續(xù)性分析，確定產(chǎn)品生命周期各階段和產(chǎn)品各屬性對環(huán)境影響的程度；權(quán)衡各需求并通過需求進化預測用戶的潛在需求，確定設(shè)計目標與設(shè)計需求；最后應用QFDE將設(shè)計需求轉(zhuǎn)化為功能需求。

（2）功能結(jié)構(gòu)構(gòu)建

效應是發(fā)明問題解決理論（Theory of Invention Problem Solving，TRIZ）中一種基于知識的功能求解方法［9］。擴展效應模型是擴展TRIZ中現(xiàn)有單輸入／輸出流兩極效應模型形成的多輸入／輸出流多極效應模型，并在此基礎(chǔ)上提出構(gòu)建效應鏈的四種效應模式和三種效應鏈推理方法［17］。基于擴展效應的功能建模過程如圖3所示［18］，主要包括總功能到外部行為映射、外部行為到子行為、總功能到功能元映射三部分。

（3）功能進化與預測

功能結(jié)構(gòu)具有開放性、動態(tài)性等特征，需要不斷地調(diào)整和協(xié)調(diào)內(nèi)部諸要素以提高其理想化水平。功能進化受客觀規(guī)律支配［10］。由于功能進化的非均衡性以及可持續(xù)性產(chǎn)品利益相關(guān)方的需求差異，功能系統(tǒng)中的功能會遵循不同的進化定律向不同方向進化?？沙掷m(xù)性功能進化預測主要分析臨界點的特征和影響因素，提出預測區(qū)間劃分規(guī)則并確定潛在的進化方向。

圖4所示為功能進化與預測過程。設(shè)計人員通過需求進化、技術(shù)進化與法律法規(guī)進化分析，建立功能進化動力模型，抽取可持續(xù)性功能進化定律；建立目標性選擇矩陣，依據(jù)功能需求獲取所確定的設(shè)計目標規(guī)劃，選取功能進化定律；利用可持續(xù)性功能進化定律和功能進化預測方法，確定功能可能的進化趨勢路徑，并對現(xiàn)有功能結(jié)構(gòu)進行改進。

（4）功能結(jié)構(gòu)的可持續(xù)性分析與失效判定

圖5所示為功能結(jié)構(gòu)的可持續(xù)性分析與失效判定過程。專利知識挖掘特指針對專利的數(shù)據(jù)挖掘，是從大量專利里搜索出隱藏于其中的、有著特殊關(guān)聯(lián)性的知識發(fā)現(xiàn)過程。依據(jù)所建立的可持續(xù)性設(shè)計準則抽取模型，利用專利檢索軟件和數(shù)據(jù)挖掘軟件，從專利中抽取出面向產(chǎn)品生命周期的可持續(xù)性設(shè)計準則、面向產(chǎn)品設(shè)計目標的可持續(xù)性設(shè)計準則和面向產(chǎn)品創(chuàng)新策略的可持續(xù)性設(shè)計準則，共三大類、13小類、300余條可持續(xù)性設(shè)計準則。筆者利用可持續(xù)性設(shè)計準則對功能集中的流和效應知識庫中的功能實現(xiàn)原理／結(jié)構(gòu)進行可持續(xù)性分析，提出基于流的功能配置準則和基于原理／結(jié)構(gòu)的功能配置準則，在此基礎(chǔ)上形成功能結(jié)構(gòu)可持續(xù)性分析方法；然后分析可持續(xù)性產(chǎn)品功能失效的產(chǎn)生機理和演化規(guī)律，歸納功能失效類型和功能失效傳播模式；進而利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)進行功能失效判定，確定功能結(jié)構(gòu)中發(fā)生功能失效的位置和可能性；最后建立基于擴展效應的功能失效消除方法，消除功能系統(tǒng)中的失效，形成改進的功能結(jié)構(gòu)。

（5）功能求解與沖突消除

功能求解是確定功能結(jié)構(gòu)中每個功能元的原理解，并將所有功能元的原理解合成得到待設(shè)計產(chǎn)品原理解的過程［12］。基于擴展效應的功能求解過程如圖6所示［18］，主要包括功能元到子結(jié)構(gòu)的映射和子結(jié)構(gòu)到原理結(jié)構(gòu)的映射兩部分。在功能元的求解過程中可能會出現(xiàn)三類沖突：技術(shù)性能之間的沖突、技術(shù)性能與可持續(xù)性性能之間的沖突，以及可持續(xù)性性能之間的沖突。后兩類沖突需要將可持續(xù)性能向工程參數(shù)轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化過程中可能會出現(xiàn)產(chǎn)品的一項可持續(xù)性能無法與一項工程參數(shù)完全對應，這時就需要建立多參數(shù)的沖突解決。最終，上述沖突可利用TRIZ中的沖突解決方法消除。

（6）原理解評價

根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計目標及可持續(xù)性目標的要求，建立相應的設(shè)計評價體系。對所產(chǎn)生的系統(tǒng)原理解，分別進行功能性評價和可持續(xù)性評價。

（7）最終設(shè)計方案的確定

評價后將符合要求的系統(tǒng)原理解選定為最終的設(shè)計方案，該方案是后續(xù)技術(shù)設(shè)計的基礎(chǔ)。

2 計算機輔助可持續(xù)性功能創(chuàng)新軟件開發(fā)

產(chǎn)品功能設(shè)計的計算機實現(xiàn)能夠為設(shè)計者在功能設(shè)計中進行決策提供參考，是設(shè)計自動化的主要任務(wù)之一。計算機輔助可持續(xù)性功能創(chuàng)新軟件系統(tǒng)通過功能建模、功能進化、功能求解、結(jié)構(gòu)組合、可持續(xù)性設(shè)計準則評價等過程可以形成多個原理解，為面向功能的產(chǎn)品設(shè)計提供有力的技術(shù)支持和保障［13］。該軟件采用基于組件的系統(tǒng)模型，利用蛛網(wǎng)模型和Fusion法中的“V”型開發(fā)過程進行原型系統(tǒng)設(shè)計，在Windows XP操作系統(tǒng)環(huán)境下，采用MS Visual C＋＋6.0軟件開發(fā)平臺和 MS Access 2000數(shù)據(jù)庫進行軟件系統(tǒng)開發(fā)，軟件系統(tǒng)運行環(huán)境為Windows 7／Vista／XP／2000。圖7和圖8所示為軟件的功能進化模塊和可持續(xù)準則模塊。

3 工程應用

薄膜太陽能電池已成為光伏市場發(fā)展的新趨勢和新熱點。碲化鎘（CdTe）薄膜太陽能電池因其材料的高效、穩(wěn)定、廉價，已經(jīng)成為美國、德國、日本、意大利等國家研究開發(fā)的主要對象，已有公司批量投產(chǎn)。目前我國CdTe薄膜太陽能電池處于實驗室基礎(chǔ)研究階段，尚未實現(xiàn)大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化，其核心設(shè)備主要依賴進口。CdTe薄膜太陽能電池加熱臺是太陽能電池生產(chǎn)線的重要環(huán)節(jié)，其功能是在襯底玻璃進入沉積室之前，在真空環(huán)境下將導電玻璃加熱到沉積需要的襯底溫度，是實現(xiàn)連續(xù)沉積CdTe、保證電池質(zhì)量的關(guān)鍵裝置?，F(xiàn)應用上述可持續(xù)性功能創(chuàng)新過程模型和軟件系統(tǒng)，對加熱系統(tǒng)進行可持續(xù)性設(shè)計。

3.1 功能需求獲取

電池加熱臺是太陽能電池生產(chǎn)線中重要的環(huán)節(jié)，對其需求特性的要求比較嚴格，主要為加熱溫度均勻穩(wěn)定；效率高，自動化程度高；無污染，保證人身安全（CdTe有毒）；工藝簡單，成本低；維護方便，壽命長等。依據(jù)功能需求獲取過程模型確定加熱系統(tǒng)可持續(xù)性的設(shè)計指標如下：經(jīng)濟指標包括提高加熱系統(tǒng)工作效率、提高太陽能電池合格率、合理配置各類資源、降低生產(chǎn)成本和模塊化程度高等；環(huán)境指標包括減少原材料、資源和能量的種類、使用和浪費，減少生產(chǎn)過程中廢棄物的排放等；社會指標包括能夠為人們提供安全舒適的環(huán)境和健康保證等。

3.2 功能結(jié)構(gòu)構(gòu)建

依據(jù)工藝需要確定加熱臺的總功能是在真空環(huán)境里連續(xù)地增加玻璃溫度，并且能夠?qū)崿F(xiàn)保溫，如圖9所示。將總功能分解為移動氣體（形成真空）、加熱固體（玻璃）、移動固體（玻璃）和保持溫度。應用計算機輔助可持續(xù)性功能創(chuàng)新軟件中的效應實例模塊，結(jié)合系統(tǒng)資源分析可確定實現(xiàn)各分功能的效應鏈（如圖10），進而獲得相應的各功能元。將各功能的關(guān)系組合形成加熱臺功能結(jié)構(gòu)，如圖11所示。

3.3 功能進化與預測

加熱系統(tǒng)的后續(xù)過程為CdTe沉積，因此加熱與沉積接口位置存在CdTe污染物質(zhì)流；另外，在加熱過程中都伴隨著能量的耗散與損失。為了實現(xiàn)沉積系統(tǒng)的高效運行，必須以系統(tǒng)、整體的觀點研究整個系統(tǒng)，研究系統(tǒng)的物質(zhì)流、能量流與信息流的相互作用關(guān)系，并通過三流之間的協(xié)同作用構(gòu)建整個系統(tǒng)的協(xié)同。從功能創(chuàng)新的角度，需結(jié)合功能進化定律選擇進行合理化的進化方向定位。依據(jù)功能進化的目標性選擇矩陣，系統(tǒng)達到全局理想化可選用的功能進化定律有功能精簡化定律、功能集成化定律、功能動態(tài)化定律、功能可控化定律，以及功能改進協(xié)調(diào)化定律等，以增強系統(tǒng)的功能效益，提高系統(tǒng)各部分的系統(tǒng)性、完整性和適應性的目的，實現(xiàn)時間、空間和功能上的有序，以及低能耗、高效率、低物耗、低污染、高效益、高和諧性的系統(tǒng)演化。依據(jù)功能進化定律，對現(xiàn)有的功能結(jié)構(gòu)進行改進，并進行模塊劃分，改進后的加熱臺功能結(jié)構(gòu)如圖12所示。

3.4 功能結(jié)構(gòu)的可持續(xù)性分析與失效判定

依據(jù)可持續(xù)性設(shè)計準則評價選用效應集，選擇合理利用創(chuàng)新資源、有效滿足系統(tǒng)性能要求、對人及環(huán)境危害小的實現(xiàn)原理，以保證功能結(jié)構(gòu)的可持續(xù)性。例如，通過可持續(xù)性分析確定需要對真空泵抽出的“廢氣”進行二次回收利用，利用真空資源進行改進設(shè)計，選用環(huán)保材料石墨，滿足加熱效率的同時又滿足可持續(xù)設(shè)計的要求等。功能失效判定主要是發(fā)現(xiàn)功能結(jié)構(gòu)中不合理的功能輸入／輸出流、不當?shù)墓δ懿僮鞔涡?、功能產(chǎn)生的有害作用，以及系統(tǒng)的能耗指標和控制復雜性等，并在協(xié)調(diào)性上進行改進，保證整個沉積系統(tǒng)的高效益和高協(xié)調(diào)性。例如，“形成真空”功能要求腔室必須始終是封閉的；但是“移動玻璃”功能則要求不斷地進入腔室，這樣腔室又必須是開放的。由于腔室已經(jīng)存在，只需要把腔室分割出兩個小腔室，利用小腔室在不同時間與真空腔和大氣環(huán)境相通來保持真空。這與實現(xiàn)結(jié)構(gòu)有關(guān)，可以在功能求解過程中實現(xiàn)。

3.5 功能求解與沖突消除

應用計算機輔助功能設(shè)計軟件系統(tǒng)中的效應實例模塊，通過瀏覽功能樹視圖，搜索實現(xiàn)功能結(jié)構(gòu)中功能元的子結(jié)構(gòu)。將各子結(jié)構(gòu)按照功能結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)組合規(guī)則進行連接，形成加熱臺原理結(jié)構(gòu)，如圖13所示［19－20］。加熱臺共設(shè)置6個加熱腔，各加熱腔分別采用獨立的加熱元件實現(xiàn)，并分別布置有熱電偶測溫和控溫；加熱元件采用石墨板，對稱地布置在襯底玻璃上下兩側(cè)；隔熱屏采用聚乳酸可生物降解發(fā)泡材料，采用截面半圓型對接式，下隔熱屏固定在下腔體的托架上，上隔熱屏固定在下隔熱屏上；輸送裝置包括主動輥和從動輥，主動輥伸出真空腔由直聯(lián)式電機驅(qū)動；上下真空腔外側(cè)布置有水冷管道，能夠使腔體外部溫度降低到適宜溫度；真空腔前后各布置一個真空過渡腔室，每個真空過渡腔室設(shè)置前后兩個活動門，分別由凸輪機構(gòu)驅(qū)動，兩個凸輪機構(gòu)布置在同一根驅(qū)動軸上，靠凸輪輪廓形狀及凸輪在軸上布置的角度控制前后門開啟關(guān)閉的時間。筆者基于加熱臺原理結(jié)構(gòu)進行了加熱臺生產(chǎn)線設(shè)計，如圖14所示，并通過模塊化設(shè)計優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和尺寸，同時簡化操作降低勞動難度和強度；通過生產(chǎn)線外觀設(shè)計改善工作的單一性，增加愉悅因素，降低疲勞度，提高工作環(huán)境質(zhì)量。

3.6 原理解評價

與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)相比，圖13中的加熱臺原理結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)式加熱，凸輪結(jié)構(gòu)能夠保證實現(xiàn)真空的可靠性高。產(chǎn)品可持續(xù)性明顯：①裝配簡單，真空腔和加熱腔都采用對接式結(jié)構(gòu)，方便內(nèi)部結(jié)構(gòu)的裝配。②能源利用效率高，板式石墨既具有高的熱效率，又能保證加熱均勻，圓柱型隔熱屏的熱效率高。③輸送裝置采用輸送輥，與襯底接觸面積小。④隔熱屏采用聚乳酸生物可降解材料，不污染環(huán)境。⑤真空腔外側(cè)水冷卻，保證操作者的操作安全；真空腔采用現(xiàn)有的船舶用碳鋼管技術(shù)，該技術(shù)成熟且制造成本低。

3.7 最終設(shè)計方案的確定

經(jīng)過綜合評估，圖13中的加熱臺設(shè)計方案可滿足系統(tǒng)功能需求和可持續(xù)設(shè)計準則，能夠作為最終的可持續(xù)性功能設(shè)計方案進行后續(xù)設(shè)計。

4 結(jié)束語

本文基于前端預防的理念，將產(chǎn)品功能創(chuàng)新與可持續(xù)設(shè)計集成，建立系統(tǒng)化可持續(xù)性功能創(chuàng)新過程模型，并開發(fā)出計算機輔助可持續(xù)性功能創(chuàng)新軟件系統(tǒng)，為產(chǎn)品可持續(xù)性功能創(chuàng)新設(shè)計提供了一種新方法和支持工具。CdTe薄膜太陽能電池生產(chǎn)線加熱系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計實例表明，該方法能夠有效地支持可持續(xù)性功能創(chuàng)新，有利于產(chǎn)品多層次創(chuàng)新設(shè)計。產(chǎn)品可持續(xù)性功能創(chuàng)新過程需要大量專利數(shù)據(jù)的支持和檢驗，在分析方法、知識表示等方面尚需進一步深入研究。

［1］ SHERWIN C.Design and sustainability：a discussion paper based on personal experience and observations［J］.The Journal of Sustainable Product Design，2004，4（1／2／3／4）：21－31.

［2］ JOVANE F，YOSHIKAWA H，ALTING L，et al.The incoming global technological and industrial revolution towards competitive sustainable manufacturing［J］.CIRP Annals—Manufacturing Technology，2008，57（2）：641－659.

［3］ DUMMETT K.Designing for a sustainable future：partnerships to sustainability［EB／OL］.（2007－07－04）［2011－07－10］.http：／／www.thesustainabilitysociety.org.nz／conference／2007.

［4］ CHU 段 ，LUH L H，LI L ，et al.Economical green product design based on simplified computer－aided product structure variation［J］.Computers in Industry，2009，60（7）：485－500.

［5］ KNIGHT P，JENKINS 段 .Adopting and applying eco－design techniques：apractitioners perspective［J］.Journal of Cleaner Production，2009，17（5）：549－558.

［6］ FRAN K，PATRICK E.The value of adding design－for－theenvironment to pollution prevention assistance options［J］.Journal of Cleaner Production，2008，16（6）：722－726.

［7］ CHARTER M，CLARK T.Sustainable Innovation：key conclusions from sustainable innovation conferences 2003—2006［EB／OL］.（2007－05）［2012－07－10］.http：／／cfsd.org.uk／Sustainable Innovation／Sustainable＿Innovation＿report.pdf.

［8］ BREZET H，VAN HEMEL C.Ecodesign：apromising approach to sustainable production and consumption［M］.Paris，F(xiàn)rance：UNEP and TU Delft，1997.

［9］ ALTSHULLER G.The innovation algorithm，TRIZ，systematic innovation and technical creativity［M］.Worcester，UK：Technical Innovation Center，Inc.，1999.

［10］ PETROV V.The law of system evolution［EB／OL］.［2012－04－01］.http：／／www.triz－journal.com／archives／2002／03／b／index.htm.

［11］ CAO Guozhong，GUO Haixia，ZHANG Chengye，et al.Function evolution and forecasting for product innovation［C］／／Proceedings of 2010ICMIT International Conference on Management of Innovation and Technology.Washington，D.C.，USA：IEEE，2010：40－44.

［12］ PAHI G，BEITZ W.Engineering design—a systematic approach［M］.2nd ed.London，UK：Springer－Verlag，2000.

［13］ CAO Guozhong，GUO Haixia，TAN Runhua，et al.Computer－aided functional design software system V2.0：China，2007SR19683［P］.2007－11－07（in Chinese）.［曹國忠，郭海霞，檀潤華，等.計算機輔助創(chuàng)新設(shè)計軟件系統(tǒng)V2.0：中國，2011SR026022［P］.2007－11－07.］

［14］ CAO Guozhong，TAN Runhua.Theoretical study and implementation of functional design for sustainable innovation［J］.Digital Manufacture Science，2008，6（3）：24－54 （in Chinese）.［曹國忠，檀潤華.面向可持續(xù)性創(chuàng)新的功能設(shè)計理論研究與實現(xiàn)［J］.數(shù)字制造科學，2008，6（3）：24－54.］

［15］ FITZGERALD 段 ，HERRMANN H R，SCHMIDT S H.A conceptual design tool for resolving conflicts between product functionality and environmental impact［J］.Transactions of the ASME：Journal of Mechanical Design，2010，132（9）：091006.

［16］ LIU Hongxun，CAO Guozhong，ZHANG Chengye，et al.Product sustainability and realization［J］.Advanced Materials Research，2010，118－120：790－794.

［17］ CAO Guozhong，TAN Runhua.FBES model for product conceptual design［J］.International Journal of Product Development，2007，4（1／2）：22－36.

［18］ CAO Guozhong，TAN Runhua，SUN Jianguang.Process and realization of functional design based on extended－effect model［J］.Journal of Mechanical Engineering，2009，45（7）：157－167（in Chinese）.［曹國忠，檀潤華，孫建廣.基于擴展效應模型的功能設(shè)計過程及實現(xiàn)［J］.機械工程學報，2009，45（7）：157－167.］

［19］ CAO Guozhong，LIU Hongxun，TAN Runhua，et al.A vacuum transition lock chambe：China，201010299391.3［P］.2011－11－09（in Chinese）.［曹國忠，劉宏勛，檀潤華，等.一種真空鎖過渡腔室：中國，201010299391.3［P］.2011－11－09.］

［20］ CAO Guozhong，LIU Hongxun，TAN Runhua，et al.A heating machine ：China，201010299403.2［P］.2011－09－28（in Chinese）.［曹國忠，劉宏勛，檀潤華，等.一種加熱臺：中國，201010299403.2［P］.2011－09－28.］