自从进入21世纪,世界范围内的市场竞争愈演愈烈,我国制造业依靠廉价劳动力发展的模式在高新技术背景下已经逐渐显出劣势。我国需要提升自主创新能力,向“中国创造”迈步,掌握新一轮全球科技竞争的战略主动。技术创新,方法先行。概念设计阶段是产品设计过程中创新性最高的阶段,而概念设计原理解的质量更是直接决定了产品的性能、生产成本和制造工艺。对概念设计原理解进行评价,可以有效避免设计的重复,缩短设计周期,为后续的产品设计提供指导。本文根据机械系统中子功能与总功能的分形特点,从功能元的角度研究功能的实现程度,并向上逐层递归,完成原理解总功能的实现程度评价。原理解的功能实现程度是指功能相对于需求的实现程度,因此,分析需求作为评价功能实现程度的参考,并建立适合功能实现程度评价的概念设计原理解。论文的主要研究内容包括以下几个方面:(1)探究了显性用户需求的获取方法以及生命周期各阶段隐性用户需求的预测方法,结合Kano模型按用户的期望程度将需求进行分类,并提出基于需求的产品设计指标PDS的制定方法。(2)提出了需求类型与功能重要程度的映射机理,揭示了需求与功能一对多和多对一映射的耦合机理。利用设计矩阵,给出需求与功能映射的解耦流程,并基于功能重要度的差异性驱动功能设计,结合效应利用FES模型完成原理解的建立。(3)探究功能与流之间的关系,论证效应链失效的根本原因,建立功能流求解模型。利用隶属函数建立功能输入流理想度的数学模型,提出基于区间重合的功能实现程度的计算模型,并引入分形递归思想,根据功能元间的逻辑关系,由功能元的实现程度逐层递归,完成概念设计原理解的功能实现程度的定量评价。(4)以金融机械中的桌面式清分扎把机为例,依据本文的概念设计原理解功能实现程度评价方法完成该产品原理解的设计及评价,为相关产品的设计提供指导,同时验证了该方法的有效性与可行性。