6.3.3 功能结构的建立
因为电池极片称重分选机处于技术生命周期的成熟期之前，根据基于功能进化的产品功能设计过程模型，其设计过程应该按照已有产品的改进设计类型进行产品的创新。其功能结构要依据第3章已有产品改进类型功能结构的建立方法建立。根据需求，在上述专利库中选定专利号为200820095581.1的实用新型专利作为原型产品，进行产品的改进。此发明设备中包含电池极片给料装置、搬运装置、称重装置及分选装置，可以实现电池极片连续称重分选的整个过程，并且其工作原理及过程代表了绝大部分专利中发明的工作原理及过程。因此，此专利作为原型产品是合适的。
6.3.3.1 电池极片称重分选机的系统组件分析
对原型产品进行系统分析可知，系统主要包括给料装置、称重装置、极片搬运装置、分选装置、支架和控制装置几个模块，各个模块的元件组成如表6-1所示。
表6-1 电池极片称重分选机元件组成表
6.3.3.2 电池极片称重分选机的系统功能模型的建立
根据系统元件组成和原件之间的作用关系，建立系统的功能模型，如图6-6所示。
图6-6 原型产品的系统功能模型
6.3.3.3 功能结构的建立
根据以上建立的系统功能模型，确定系统各元件的标准功能，然后自底向上将各功能元连接起来，建立系统的功能结构，如图6-7所示。
6.3.3.4 功能结构的优化
根据技术成熟度预测结果可知，电池极片称重分选机技术处于其成长期后期，并且在这个阶段，工程水平的提高比工作原理层面的提高更重要，往往对工程系统的轻微优化可以显著提升其价值。因此，考虑从产品的局部进行改进和优化，使其性能有所提高。在此时期推荐使用的功能进化定律为功能进化专门化、功能进化集成化、功能进化动态化，同时还应该满足功能进化理想化。根据系统的工作原理及系统的完整性，结合系统的实际工作情况，在功能进化定律的指导下，综合分析其要改进的部分，提出改进方案。
图6-7 原型产品的功能结构
下文将对功能进化定律的指导情况进行介绍。
（1）功能进化专门化
功能进化专门化是根据需要注重单一功能的发展，将通用功能更加具体化和详细化，以满足市场对高质量、个性化的追求。理论上说，实现功能进化专门化的方式有如下几种：进行功能裁剪，功能组合与集成，拓展或完善单一功能系统。例如，分功能“搬运极片”为极片称重分选的重要一步，在原型产品中利用“抓取极片……顶起极片……释放极片”等若干功能元配合完成，利用功能进化专门化对其进行功能裁剪，将冗余的功能元去掉，将大大提高搬运效率。
（2）功能进化动态化
功能进化动态化要求功能结构更加柔性化，以适应多变的环境、多样性的功能需求及系统的性能需求。要实现功能进化动态化，可以按照以下方式进行：降低功能结构的稳定性，变静态结构为动态结构，采用不同的效应原理等。根据此条定律的启示，可以尝试着去解决前文提出的目前电池极片称重分选机存在的不足。目前的电池极片称重分选机的作用对象主要是近方形电池极片，不适用于矩形电池极片。比如，可以加入功能元“调整料箱”，使系统能够适应不同规格的电池极片。
（3）功能进化集成化
功能进化集成化的进化目标是使有用功能得以增强，有害功能被削减或抵消。这个过程可以利用以下方式实现：集成一些功能，这些功能可以相似、相同，也可以相反；产生一些功能，这些功能可以是具有不同特征的相似功能，也可以是具有竞争或多样化的功能。根据这条定律的提示，可以在电池极片称重分选机上集成一些功能，如自动计数功能、可视化功能等。
综合以上分析，对原型产品功能结构的功能元进行适当的组合、添加或删除等操作，主要有以下几方面：①对“搬运极片”的功能进行优化，将称重极片之前的功能元“传递极片、顶起极片……”裁剪掉，去掉冗余功能，提高系统的工作效率。②根据功能进化动态化，为了增加系统功能结构的柔性，在输入极片之前加入功能元“调整料箱”。③确定功能的优化方案后，需要对改进的功能结构进行功能失效性分析，使其功能结构符合要求，最后得到优化的功能结构图，如图6-8所示。
图6-8 改进后的电池极片称重分选机功能结构