現(xiàn)代設(shè)計方法及應(yīng)用

本書是根據(jù)目前高等學(xué)校教學(xué)改革的實際需要，參照高等學(xué)校相關(guān)課程教學(xué)的基本要求，并結(jié)合課題組相關(guān)教學(xué)、科研成果編寫而成的。 本書共7章：第1章為緒論，對現(xiàn)代設(shè)計方法與系統(tǒng)進(jìn)行了概述；第2章介紹并行設(shè)計中的相關(guān)模型、關(guān)鍵技術(shù)與方法等；第3章介紹TRIZ中的基礎(chǔ)知識、基本工具等；第4章介紹公理化設(shè)計的相關(guān)模型、設(shè)計定理等；第5章介紹可拓設(shè)計中的相關(guān)模型、可拓變換、推理方法等；第6章介紹遺傳算法的基本原理與應(yīng)用等；第7章介紹其他現(xiàn)代智能設(shè)計方法。為了便于學(xué)習(xí)，章后給出了工程案例分析。 本書可作為高等學(xué)校理工科類研究生或本科生的選修教材，也可供相關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員、管理人員參考。

第1章 緒論

1.1 設(shè)計與設(shè)計方法

1.1.1 設(shè)計的概念和定義

1.1.2 設(shè)計的本質(zhì)與類型

1.2 傳統(tǒng)設(shè)計與現(xiàn)代設(shè)計

1.2.1 設(shè)計的發(fā)展與變遷

1.2.2 現(xiàn)代設(shè)計手段與特征

1.2.3 傳統(tǒng)設(shè)計與現(xiàn)代設(shè)計的比較

1.2.4 現(xiàn)代設(shè)計方法的內(nèi)容與范疇

1.3 設(shè)計系統(tǒng)

第2章 并行設(shè)計

2.1 并行設(shè)計模型與方法

2.1.1 國內(nèi)外發(fā)展概況

2.1.2 串行設(shè)計與并行設(shè)計

2.1.3 并行設(shè)計模型

2.1.4 并行設(shè)計方法

2.1.5 并行工程及其實現(xiàn)途徑

2.1.6 并行工程體系結(jié)構(gòu)

2.2 并行設(shè)計中的關(guān)鍵技術(shù)

2.2.1 并行設(shè)計中的DFX

2.2.2 并行設(shè)計中的CAX

2.2.3 并行設(shè)計中的PDM

2.2.4 并行設(shè)計中的其他關(guān)鍵技術(shù)

2.3 質(zhì)量功能展開(QFD)

2.3.1 QFD基本概念

2.3.2 質(zhì)量屋

2.3.3 QFD分解模型

2.3.4 QFD實施步驟

2.4 常用的評價與決策技術(shù)

2.4.1 層次分析法

2.4.2 熵權(quán)法

2.4.3 模糊綜合評價法

2.4.4 灰色關(guān)聯(lián)決策分析法

2.5 工程應(yīng)用案例

2.5.1 案例1： 并行工程在汽車制造領(lǐng)域的應(yīng)用

2.5.2 案例2：并行工程在飛機裝配領(lǐng)域的應(yīng)用

2.5.3 其他并行工程應(yīng)用案例分析

2.6 展望

第3章 發(fā)明問題解決理論(TRIZ)

3.1 TRIZ理論發(fā)展概況

3.1.1 TRIZ理論來源

3.1.2 TRIZ理論的發(fā)展歷程

3.1.3 TRIZ理論的傳播與發(fā)展

3.2 TRIZ理論的核心內(nèi)容

3.2.1 TRIZ理論的基本體系結(jié)構(gòu)

3.2.2 技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則

3.2.3 TRIZ理論的問題分析工具

3.2.4 TRIZ理論的問題求解工具

3.2.5 TRIZ解題流程——解決發(fā)明問題規(guī)則系統(tǒng)(ARIZ)

3.3 TRIZ理論的應(yīng)用案例分析

3.3.1 TRIZ理論應(yīng)用案例分析一：巧取果仁

3.3.2 TRIZ理論應(yīng)用案例分析二：扳手的改進(jìn)設(shè)計

3.3.3 TRIZ理論應(yīng)用案例分析三：燃?xì)庠畹母倪M(jìn)設(shè)計

第4章 公理化設(shè)計

4.1 公理化設(shè)計發(fā)展?fàn)顩r

4.2 公理化設(shè)計的基本概念

4.3 設(shè)計公理的數(shù)學(xué)描述

4.3.1 獨立性公理數(shù)學(xué)模型

4.3.2 信息公理數(shù)學(xué)模型

4.4 公理化設(shè)計的定理、推論與基本流程

4.4.1 部分設(shè)計定理

4.4.2 部分設(shè)計推論

4.4.3 公理化設(shè)計的基本流程

4.5 公理化設(shè)計學(xué)術(shù)研究熱點

4.6 公理化設(shè)計案例分析

4.6.1 獨立性公理應(yīng)用案例：冷熱水龍頭的設(shè)計

4.6.2 獨立性公理應(yīng)用案例：產(chǎn)品設(shè)計實例分解

4.6.3 信息公理應(yīng)用案例一：購房位置優(yōu)選

4.6.4 信息公理應(yīng)用案例二：復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計方案評價

第5章 可拓設(shè)計

5.1 可拓設(shè)計概述

5.2 可拓設(shè)計建模

5.2.1 常用建模方法

5.2.2 物元模型

5.2.3 事元模型

5.2.4 關(guān)系元模型

5.2.5 復(fù)合元模型

5.3 可拓變換

5.3.1 可拓變換類型

5.3.2 基本變換

5.3.3 常用的可拓變換運算方法

5.3.4 傳導(dǎo)變換

5.3.5 共軛變換

5.4 可拓評價

5.4.1 可拓距

5.4.2 可拓關(guān)聯(lián)函數(shù)

5.4.3 可拓優(yōu)度評價

5.4.4 可拓集

5.5 可拓推理

5.5.1 發(fā)散推理

5.5.2 相關(guān)推理

5.5.3 蘊含推理

5.5.4 共軛推理

5.5.5 可擴推理

5.5.6 可拓知識庫

5.6 可拓工程應(yīng)用

5.6.1 可拓設(shè)計案例分析

5.6.2 基于可拓理論的設(shè)計知識推送案例分析

5.6.3 基于可拓理論的故障診斷案例分析

第6章 遺傳算法

6.1 遺傳算法的發(fā)展概況

6.2 遺傳算法的基本原理

6.2.1 遺傳算法的基本概念

6.2.2 遺傳算法的基本操作

6.2.3 遺傳算法實現(xiàn)的基本過程

6.2.4 遺傳算法的基本參數(shù)分析

6.2.5 遺傳算法的早熟收斂性分析

6.2.6 基本遺傳算法的改進(jìn)

6.2.7 遺傳算法的基本特征及其優(yōu)越性

6.3 遺傳算法的應(yīng)用

6.3.1 遺傳算法的應(yīng)用領(lǐng)域

6.3.2 簡單遺傳算法的應(yīng)用

第7章 其他現(xiàn)代智能設(shè)計方法簡介

7.1 反求工程設(shè)計

7.1.1 反求工程設(shè)計的相關(guān)概念

7.1.2 反求工程設(shè)計的應(yīng)用特點

7.1.3 反求工程設(shè)計的基本內(nèi)容

7.1.4 反求工程設(shè)計的基本實現(xiàn)步驟與關(guān)鍵技術(shù)

7.2 模塊化設(shè)計

7.2.1 模塊化設(shè)計的相關(guān)概念

7.2.2 模塊化設(shè)計方式

7.2.3 模塊劃分

7.2.4 模塊化設(shè)計流程

7.3 綠色設(shè)計

7.3.1 綠色設(shè)計的相關(guān)概念

7.3.2 綠色設(shè)計的主要內(nèi)容

7.3.3 綠色設(shè)計的實施過程

7.4 有限元法

7.4.1 有限元法的基本思想

7.4.2 常用的單元

7.4.3 有限元法求解的基本步驟

7.5 其他智能設(shè)計方法

7.5.1 人機工程

7.5.2 相似性設(shè)計

7.5.3 建模和仿真技術(shù)

7.5.4 疲勞設(shè)計

7.5.5 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

參考文獻(xiàn)

出版時間：2019-01千 字 數(shù)：308版次：01-01頁 數(shù)：192

開本：16開裝幀：I S B N ：9787121358135

換版：

紙質(zhì)書定價：￥49.0

本書在對現(xiàn)代設(shè)計的概念、特點、技術(shù)體系以及多種現(xiàn)代設(shè)計方法進(jìn)行概括介紹的基礎(chǔ)上,精選內(nèi)容,重點介紹應(yīng)用廣泛、實用性強的設(shè)計方法。具體內(nèi)容包括設(shè)計方法學(xué),機械最優(yōu)化設(shè)計,可靠性設(shè)計和有限元方法。本書將現(xiàn)代設(shè)計的基本理論、現(xiàn)代設(shè)計的工具軟件及典型工程應(yīng)用實例相結(jié)合,以加深讀者對所述現(xiàn)代設(shè)計方法的理解、掌握和實際應(yīng)用。

本書可作為機械工程及相關(guān)專業(yè)本科生的教材,亦可作為工程技術(shù)人員繼續(xù)教育的培訓(xùn)教材,還可供從事機電產(chǎn)品設(shè)計的工程技術(shù)人員和科技管理干部參考。

本書是關(guān)于介紹“現(xiàn)代設(shè)計方法及其應(yīng)用”的教學(xué)用書,書中重點介紹應(yīng)用廣泛、實用性強的設(shè)計方法。具體內(nèi)容包括設(shè)計方法學(xué),機械最優(yōu)化設(shè)計,可靠性設(shè)計和有限元方法。 本書可作為機械工程及相關(guān)專業(yè)本科生的教材,亦可作為工程技術(shù)人員繼續(xù)教育的培訓(xùn)教材。2100433B

第1章 緒論

1.1 設(shè)計的概念

1.2 傳統(tǒng)設(shè)計與現(xiàn)代設(shè)計

1.3 部分現(xiàn)代設(shè)計方法簡介

1.4 學(xué)習(xí)現(xiàn)代設(shè)計方法的意義

習(xí)題

第2章 設(shè)計方法學(xué)

2.1 概述

2.2 設(shè)計系統(tǒng)

2.3 技術(shù)系統(tǒng)及其設(shè)計類型

2.4 產(chǎn)品規(guī)劃方法

2.5 方案的系統(tǒng)化設(shè)計

2.6 創(chuàng)造性思維和方法

2.7 TRIZ理論與計算機輔助創(chuàng)新

2.8 設(shè)計中的評價與決策

習(xí)題

第3章 優(yōu)化設(shè)計

3.1 優(yōu)化問題的數(shù)學(xué)描述

3.2 優(yōu)化方法的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)

3.3 一維優(yōu)化

3.4 多維無約束優(yōu)化方法

3.5 多維約束優(yōu)化方法

3.6 機械最優(yōu)化設(shè)計中的其他相關(guān)問題

3.7 優(yōu)化設(shè)計工具軟件

3.8 優(yōu)化設(shè)計實例

習(xí)題

第4章 機械可靠性設(shè)計

4.1 概述

4.2 可靠性的定義及度量指標(biāo)

4.3 可靠性工程中常用概率分布

4.4 可靠性設(shè)計原理

4.5 機械強度可靠度計算

4.6 系統(tǒng)的可靠性設(shè)計

4.7 故障樹分析

習(xí)題

第5章 有限元法

5.1 概述

5.2 彈性力學(xué)的基本理論

5.3 彈性力學(xué)有限元法

5.4 等參數(shù)單元的原理及數(shù)值積分

5.5 有限元分析中的若干處理方法

5.6 有限元分析軟件

5.7 有限元方法應(yīng)用實例

習(xí)題

附表

附表1 標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布表

附表2 TRIZ沖突解決原理矩陣

參考文獻(xiàn)

文章節(jié)選：

第2章 設(shè)計方法學(xué)

2.1 概述

方法是人類思維的寶貴財富,是探索科學(xué)真理的鑰匙。認(rèn)識事物、解決問題都需要正確的方法。培根說過:“沒有一個正確的方法,猶如在黑暗中摸索行走。”巴甫洛夫也曾指出:“好的方法將為人們開展更廣闊的圖景,使人們認(rèn)識更深層次的規(guī)律,從而更有效地改造世界?！痹O(shè)計方法學(xué)(Design Methodology)是一門新興學(xué)科,是現(xiàn)代設(shè)計方法的重要組成部分。

工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計是一種創(chuàng)造性活動,設(shè)計的結(jié)果直接影響產(chǎn)品性能質(zhì)量、成本和企業(yè)經(jīng)濟效益。由于在產(chǎn)品開發(fā)和提高產(chǎn)品設(shè)計水平的工作中,科學(xué)的設(shè)計方法起著重要的作用,因此加強對產(chǎn)品設(shè)計方法學(xué)的研究有著十分重要的意義。

從20世紀(jì)60年代以來,在工業(yè)發(fā)達(dá)國家中對設(shè)計方法學(xué)的研究有著迅速的發(fā)展。一些國家已形成了各自的研究體系和風(fēng)格。比較有代表性的如:德國的學(xué)者和工程技術(shù)人員比較著重研究設(shè)計的進(jìn)程、步驟和規(guī)律,進(jìn)行系統(tǒng)化的邏輯分析,并將成熟的設(shè)計模式、解法等編成規(guī)范和資料供設(shè)計人員參考;英美學(xué)派偏重分析創(chuàng)造性開發(fā)和計算機在設(shè)計中的應(yīng)用;日本學(xué)者則充分利用國內(nèi)電子技術(shù)和計算機的優(yōu)勢,在創(chuàng)造工程學(xué)、質(zhì)量工程、價值工程方面做了不少工作。自1946年開始,前蘇聯(lián)進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造方法學(xué)的研究——TRIZ(heory of Invention Problem Solving),以G.S.Altshuler為首的研究機構(gòu)分析了世界近250萬件高水平發(fā)明專利,并綜合多學(xué)科領(lǐng)域的原理和法則后,建立了TRIZ理論體系。運用這一理論,可大大加快人們創(chuàng)造發(fā)明的進(jìn)程而且能得到高質(zhì)量的創(chuàng)新產(chǎn)品。

各國研究的設(shè)計方法在內(nèi)容上各有側(cè)重,但共同的特點都是總結(jié)設(shè)計規(guī)律,啟發(fā)創(chuàng)造性,采用現(xiàn)代化的先進(jìn)理論和方法使設(shè)計過程自動化、合理化,其目的是為了提高設(shè)計水平和質(zhì)量,設(shè)計出更多功能全、性能好、成本低、外形美的產(chǎn)品,以滿足社會的需求和適應(yīng)日趨尖銳的市場競爭。

我國在20世紀(jì)80年代不斷吸收引進(jìn)國外研究成果,開展了設(shè)計方法學(xué)的理論和應(yīng)用研究,并取得了一系列成果。

各國在設(shè)計方法研究過程中共同推進(jìn)和發(fā)展了“設(shè)計方法學(xué)”這門學(xué)科,從而使它成為現(xiàn)代設(shè)計方法的一個重要組成部分。設(shè)計方法學(xué)是以系統(tǒng)的觀點來研究產(chǎn)品的設(shè)計程序、設(shè)計規(guī)律和設(shè)計中的思維與工作方法的一門綜合性學(xué)科。它所研究的內(nèi)容包括如下部分。

1)設(shè)計對象設(shè)計對象是一個能實現(xiàn)一定技術(shù)過程的技術(shù)系統(tǒng)。能滿足一定需要的技術(shù)過程不是唯一的,能實現(xiàn)某個具有一定技術(shù)過程的技術(shù)系統(tǒng)也不是唯一的。影響技術(shù)過程和技術(shù)系統(tǒng)的因素很多,全面系統(tǒng)地考慮、研究確定的最優(yōu)技術(shù)系統(tǒng)即為設(shè)計對象。

……