5.3.3 功能结构建立
功能结构的建立必须从功能的角度引导实体结构的改进，不仅可以获得更好的创新方案，而且还可以缩短产品设计的时间。利用TRIZ理论可快速发现问题本质或矛盾冲突，利用系统的方法和工具解决技术难题。
5.3.3.1 确定自动扣圈机的总功能
根据扣式电池组装的过程及各工序的工作原理，确定自动扣圈机的总功能为产生装配体。
5.3.3.2 确定自动扣圈机的输入/输出
应用计算机辅助功能设计软件系统中的效应实例模块，从功能树视图中查找结合固体所对应的压差效应、偏移效应、旋转效应等，可以看到通过控制参数有多个可行的效应解。应用同样的方法可以找到抓取元件、提升元件和移动元件三个基本功能的效应解，自动扣圈机的上料装置的效应链如图5-5所示。
图5-5 上料装置的效应链
根据自动扣圈机的工作原理和系统组成的完整性，设计中的可用资源可以确定为电池负极壳、密封圈、电能、控制参数和开关等，待设计系统的输出为电池极壳组件。自动扣圈机的黑箱模型如图5-6所示。
图5-6 扣式电池极壳自动扣圈机的黑箱模型
5.3.3.3 推理：确定扣式电池极壳自动扣圈机的输入/输出转换路径
根据图5-5和图5-6得到的输入/输出流，进行效应链的构建，确定系统输入输出之间可能的因果转换关系。电能的传输可以采用以下几种效应：电场效应、欧姆效应、焦耳效应等。电能转换为机械能可以采用以下几种效应：电动效应、电致伸缩效应、磁致伸缩效应、渗透效应。机械能的传递可以利用以下几种效应：冲击效应、重力效应等。将以上几种效应组合，可以形成多条效应链。图5-7显示了由重力效应、真空效应、旋转效应、电动效应等组成的自动扣圈机的效应链。
5.3.3.4 功能结构的建立
根据扣式电池组装过程及各工序的工作原理确定自动扣圈机的总功能为产生装配体。由工作原理可知，自动扣圈机扣圈装置的主要作用是将扣式电池的负极壳压入密封圈中，使二者成为一体，因此可以确定自动扣圈机的主功能为结合固体，由抓取元件、提升元件、移动元件三个基本功能协调完成，如图5-8所示。
图5-7 扣式电池极壳自动扣圈机的效应链
图5-8 扣式电池极壳自动扣圈机的功能结构
5.3.3.5 功能结构的优化
由于我国扣式电池极壳自动扣圈机的研究尚处于初期阶段，从专利数量上判断出其正处于技术生命周期最开始的婴儿期阶段。在这个时期，系统的新功能开始形成，系统的整体性不断加强。因此，从整个系统的发展角度来看，其功能结构的进化规律应该遵循功能完整性定律、功能组织协调性定律和功能连接性定律。利用功能完整性定律、功能组织协调性定律、功能连接性定律和功能进化定律对功能结构进行优化，如图5-9所示。
图5-9 优化后的扣式电池极壳自动扣圈机的功能结构
（1）功能完整性定律。从功能角度出发，完整性是指组成功能的三要素缺一不可。从技术系统功能组成的完整性角度出发，完整性是指组成系统的四大部分——能源装置、传递装置、执行装置、控制装置缺一不可。例如，在传动部分中，功能元“输入极壳”“输入密封圈”可以利用振动筛和其配套的轨道来完成元件的传递。
（2）功能组织协调性定律。在电池极片自动扣圈机的设计过程中需要体现出自动化程度高、最大限度减少人力的介入的特点，所以需要加强其控制部分的功能，最重要的就是从时序上将各个环节的动作有机连接起来。
（3）功能连接性定律。功能结构中总功能与分功能、分功能与功能元之间具有功能层次的连接关系，同一层次上的功能具有功能实现时序的先后关系。
通过以上对选定的功能进化定律的描述，可以按照功能进化定律的指导对功能结构进行如下优化：采用功能组织协调性定律，减少人力在各个阶段的参与，提高设备的自动化程度，在上述过程中可以考虑利用振动式供料器对密封圈和极壳进行筛选，使其变为有序的排列，经轨道传递到指定位置，因此可以在此加入振动式供料器与其配套的轨道。采用功能完整性定律，在系统中增加控制系统。从物料的筛选到落料，从电能的输入到转化为机械能过程中引入控制，使系统能够进行协调有序的工作。在功能结构优化的过程中，按照功能进化定律的指导，对功能结构中的功能元进行调整组合，提高系统的完整性，增加系统内各功能间的协调关系，降低系统的复杂性，提高系统的性能。综合以上功能进化定律对功能结构调整的指导，最终得到以下优化的功能结构。