跨领域功能知识应用是产品创新重要途径,但由于不同领域功能表达不一致,设计者对功能知识理解程度也不尽相同,引入跨领域功能知识过程中出现知识错位和缺失等问题比较严重,导致子代系统可能出现与前几代系统类似的问题。借鉴生物遗传与信息传递的相似性,论文从系统遗传视角研究功能基因在跨领域功能知识遗传过程中信息提取、组合与传递的重要作用。系统功能基因提取及功能周期构建过程主要包括以下部分,首先,将专利知识作为跨领域功能知识的重要来源,提出了基于专利知识的系统功能基因提取过程模型;其次,将功能基因与设计过程复杂性理论中功能周期结合,针对跨领域功能知识过程中可能出现的知识错位和缺失问题,构建子代系统的功能周期实现功能基因重组,并且为体现功能基因在跨领域功能知识遗传过程中的信息传递,提出了基于功能基因的子代系统创新设计流程;最后,通过共享单车停车管理装置对上述研究进行了可行性验证。论文主要内容如下:1.系统功能基因提取过程模型。在已有功能基因的基础上,首先确定系统对应的专利集,利用直接提取和间接提取的方式将专利文本中的功能信息提取出来,并转化为功能基因的表达形式;其次,对标准功能集进行编码得到功能集编码表;最后,参考编码表对功能基因中的{V,O,P}进行图形化表达并存储在功能基因库中。2.面向功能基因重组的系统功能周期构建。提出了面向功能基因重组的功能周期构建过程,通过功能周期实现功能基因的重组。并在此基础上,提出了基于功能基因的子代系统创新设计流程。首先,对子代系统的功能需求进行图形化表达;其次,利用全局和局部相似性算法从功能基因库中筛选满足子代系统需求的功能基因;然后,对筛选到的功能基因进行剪切操作并构建子代系统的功能周期以实现功能基因重组;最后,对重组后的功能基因进行转录和翻译,从而生成设计方案。3.共享单车停车管理装置的创新设计。对共享单车停车管理装置相关的专利集进行功能基因提取,构建功能基因库。应用基于功能基因的子代系统创新设计流程对停车管理装置进行创新设计,首先,对停车管理装置的功能需求进行图形化表达;其次,从功能基因库中筛选出满足需求的功能基因,构建功能周期来完成功能基因重组;然后,将功能基因进行转录和翻译得到设计方案;最后,对停车管理装置进行机械结构和软硬件部分的详细设计,验证论文研究内容的有效性和可行性。