伴随铁路建设的发展与运输速度的提升,作为钢轨修复关键设备的钢轨铣磨车磨削设备的性能要求亦有所提高。现有磨装置是一个复杂机电系统,零部件数目众多且价格昂贵,有必要对其系统进行改进以控制成本同时优化性能。裁剪法凭借其精简系统优化功能结构的优势成为产品改进创新的重要手段,而功能分析是实施裁剪的基础。对于复杂机械系统,功能分析常常面临组件层级难以确定的问题,依赖设计者个人理解和经验判断,操作上存在较大的主观性,不同设计者分析过程和结果往往差异较大。基于以上思考,本文从解决组件层级划分问题、探索系统重构创新方法等方面展开研究。为提高功能分析操作的客观性,本文提出由局部到整体蔓延式的功能倒推分析法。该方法以接触界面为着手点,基于逆向工程思维,从系统主要功能的目标对象开始倒推功能载体,逐层循环迭代倒推直至遍历所有组件。其中,系统目标对象作为倒推迭代的起点,接触界面作为倒推环节的纽带,遍历系统组件作为倒推循环的出口。结合功能倒推分析法与裁剪法,运用TRIZ问题求解工具,建立融合功能倒推与裁剪法的系统重构创新设计过程模型。该过程模型主要包含功能建模、组件裁剪与功能重构三个基本环节,充分利用功能倒推分析法快捷且客观操作性强的优势,同时结合裁剪法对系统做“减法”以优化系统功能结构的特点,各环节各取所长相互衔接。基于融合功能倒推与裁剪法的系统重构创新设计过程模型,对钢轨铣磨车磨装置进行系统重构创新。提取磨装置主要价值参数(Main Parameter of Value,MPV)为优化目标,运用功能倒推分析法建立其功能结构模型,通过组件价值评估确定裁剪优先级,结合TRIZ问题求解工具解决裁剪次生问题,最终生成系统改进方案。结果表明,功能倒推分析法具有客观可操作性,同时利用裁剪法进行产品改进创新效果显著。本文以理论研究与应用研究相结合的形式展开,解决组件层级划分问题的同时提出适用于复杂机械系统的系统重构创新方法,并在钢轨铣磨车磨装置的改进创新设计中验证了方法的有效性与实用性。