功能模型创新推理是创新概念设计中的关键环节,需要将逻辑推理和人的创造性思维紧密结合。但是,目前在计算机辅助概念设计方面,存在设计者难以有效参与、计算机辅助优势不明显等问题。因此,本文提出对功能模型创新推理过程运用可视化方法加以辅助,以期通过提供易于理解和感知的可视化手段以及丰富的人机交互接口,不断启发设计者的创造性思维,并将设计者的创造性思维融入到推理过程中,从而推动概念设计的交互性、高效性和创新性。基于此,本论文针对可视化辅助下的创新推理过程这一问题展开研究,研究内容主要包括以下几个方面:(1)功能模型研究基于可拓学,提出了基元功能模型的概念,并对已有的与或非功能树和基元功能模型在模型表示、模型建立过程等方面进行了总结。最后,对两种功能模型进行了比较分析,以期帮助设计者根据需要选择合适的功能模型。(2)可视化辅助下的创新推理过程研究定义功能模型格式语言FFL,以FFL描述建立的功能模型进而得到FFL模型。然后,建立FFL模型到可视化模型的映射,通过展现有利于人类视觉理解和感知的可视化视图,并提供符合创新推理需求的人机交互手段,使设计者能够充分发挥创造性思维并将其融入到创新推理过程中,从而提高了获得创新设计的可能性。(3)可视化创新推理原型系统实现以上述理论框架为基础,依托行业科研项目,结合企业实际产品创新需求,开发了可视化创新推理原型系统。它包含功能建模、创新推理、人机交互和数据库访问等模块。该系统在井下煤矿掘进巷道测量仪器的创新设计中得到了应用,验证了本文提出的方法的有效性和实用性。