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第1章 绪论1

1.1 现代设计学1

1.2 我国制造业的形势和发展3

1.3 现代设计与制造业的发展4

1.4 现代设计与信息技术9

第2章 设计问题的描述与解决12

2.1 设计的任务和一般过程12

2.1.1 确定设计任务13

2.1.2 产生可能的解决方案17

2.1.3 确定最终解决方案18

2.2 设计中的知识获取和知识流21

2.2.1 设计中的知识流21

2.2.2 知识流的分类24

2.3 知识获取资源27

2.3.1 已有知识27

2.3.2 新知识的获取28

2.4 分布式资源环境和知识服务31

2.4.1 知识服务31

2.4.2 智力资源单元34

2.4.3 智力资源注册中心37

2.4.4 知识服务平台37

2.5 全生命周期性能数字样机38

第3章 设计过程的信息处理44

3.1 设计过程中的信息概论45

3.1.1 数据、信息与知识——基于知识的设计45

3.1.2 信息处理的基本过程45

3.1.3 设计过程中的信息46

3.2 品设计信息的模糊处理方法53

3.2.1 Vague集理论53

3.2.2 模糊机制下的实例推理方法53

3.3 产品设计信息的进化计算方法56

3.3.1 选择57

3.3.2 重组59

3.3.3 变异61

3.3.4 重新插入61

3.3.5 并行执行方式62

3.4 产品设计信息协同处理方法63

3.4.1 CORBA技术64

3.4.2 微软的方案（OLE、ODBC and DLL）67

3.4.3 WEB技术68

3.5 产品设计信息的信息融合方法74

3.5.1 信息融合的概念74

3.5.2 信息融合的基本原理75

3.5.3 信息融合方法75

3.6 产品设计信息的粗糙集处理方法78

3.6.1 粗糙集理论概念78

3.6.2 粗糙集理论的主要内容79

3.6.3 粗糙集的扩展模型83

第4章 功能需求获取与建模85

4.1 需求进化的一般规律85

4.1.1 人类需求进化的规律85

4.1.2 Kano产品满意度曲线87

4.2 需求进化定律88

4.2.1 用户需求实现系统88

4.2.2 需求进化五定律91

4.2.3 已有产品潜在需求及新需求预测95

4.2.4 面向未来产品的需求预测96

4.3 市场拉动型用户需求获取97

4.3.1 用户心声98

4.3.2 用户群体99

4.3.3 获取用户需求过程100

4.4 混合型用户需求获取106

4.5 用户需求表达108

4.5.1 产品指标及其定义108

4.5.2 目标指标的建立108

4.6 功能获取过程与方法110

4.6.1 基于用户需求的产品功能获取过程110

4.6.2 功能建模方法112

4.7 工程实例119

4.7.1 用户要求表达119

4.7.2 用户需求实例122

第5章 概念设计与方案设计126

5.1 概念设计与方案设计的基本内容126

5.1.1 方案设计127

5.1.2 概念设计131

5.2 概念设计的过程和设计原理136

5.2.1 概念设计过程的框架136

5.2.2 产品与工程理念设计的基本构思137

5.2.3 基于市场需求的功能创新139

5.2.4 基于行为特征的原理创新141

5.2.5 创造性思维是概念设计创新的驱动力141

5.3 方案设计中的功能求解142

5.3.1 广义功能求解模型142

5.3.2 FWPAM功能求解模型144

5.4 方案设计过程模型和基本设计方法148

5.4.1 机械方案设计过程模型148

5.4.2 机械系统方案的组成148

5.4.3 机械系统方案的评价151

第6章 产品设计的冲突解决162

6.1 解的分级162

6.2 产品设计中的冲突163

6.2.1 冲突的分类163

6.2.2 TRIZ中的冲突分类164

6.2.3 产品设计中的冲突实例164

6.2.4 技术冲突的通用化166

6.3 技术冲突解决原理169

6.3.1 发明原理169

6.3.2 发明原理实例170

6.3.3 冲突矩阵187

6.3.4 技术冲突问题解决过程188

6.4 技术冲突解决实例189

6.4.1 大型法兰设计189

6.4.2 开口扳手设计189

6.4.3 流化床锅炉设计190

第7章 产品变型与进化设计192

7.1 理想解192

7.1.1 理想化193

7.1.2 理想化水平193

7.1.3 理想解与最终理想解194

7.1.4 理想解的确定及应用196

7.2 产品变型设计198

7.2.1 变型设计的方式198

7.2.2 变型设计的基本方法198

7.2.3 变型设计过程200

7.2.4 变型设计实例201

7.3 技术进化系统203

7.3.1 产品进化过程实例203

7.3.2 产品进化的四个阶段203

7.3.3 技术进化系统204

7.3.4 技术进化潜力221

7.3.5 产品概念形成顺序过程模型222

7.4 技术进化实例223

7.4.1 蝶阀的技术进化223

7.4.2 带式输送机的技术进化225

7.4.3 场控镜头的技术进化229

第8章 产品性能设计与优化232

8.1 产品性能设计概述232

8.1.1 基本概念232

8.1.2 产品性能设计过程与方法234

8.2 稳健设计236

8.2.1 稳健设计原理237

8.2.2 稳健设计方法238

8.3 基于机械多体系统动力学设计240

8.3.1 多刚体系统建模240

8.3.2 经典多柔体系统建模241

8.3.3 绝对节点坐标方法243

8.4 多学科设计优化250

8.4.1 多学科设计优化概述251

8.4.2 多学科设计优化常用方法253

8.4.3 合作式协同进化257

8.5 工程实例262

8.5.1 汽车整体动力学模型与验证实例262

8.5.2 减速器多学科优化设计（CO）实例268

8.5.3 卫星质量分布特性优化（CCEA）实例271

第9章 产品仿真与数字样机277

9.1 数字样机的虚拟装配技术277

9.1.1 虚拟装配技术概述277

9.1.2 数字样机协同装配技术278

9.1.3 实例（双级渐开线圆柱齿轮减速器虚拟装配环境）284

9.2 数字样机运动学与动力学仿真技术289

9.2.1 数字样机运动学仿真技术的研究进展289

9.2.2 计算多体系统动力学的研究进展290

9.2.3 计算多体系统动力学软件的实现进展292

9.2.4 基于虚拟样机关节动力学模型的广义力隐喻交互驱动技术294

9.3 数字样机物理场可视分析技术302

9.3.1 物理场可视化的研究与发展303

9.3.2 复杂区域物理场可视化技术存在的若干问题309

第10章 产品配置建模与求解310

10.1 产品配置的方法311

10.1.1 配置建模方法311

10.1.2 配置推理方法313

10.2 产品配置的关键技术315

10.2.1 产品配置需求获取与表达技术315

10.2.2 产品配置模型构建技术316

10.2.3 产品配置粒度划分技术318

10.2.4 产品配置约束求解技术321

10.2.5 产品配置规则提取技术323

10.3 产品配置的具体步骤324

10.3.1 客户需求驱动的配置324

10.3.2 产品配置模型的建立325

10.3.3 产品配置实例的约束求解329

10.3.4 产品配置的方案评价333

10.4 产品配置实例334

10.4.1 乘客电梯的产品配置334

10.4.2 大型液压机的产品配置342

第11章 设计知识演化与重用351

11.1 设计知识的表达352

11.1.1 设计知识的本体表达352

11.1.2 设计知识的物元表达356

11.1.3 设计知识的公理化表达361

11.2 设计知识的演化365

11.2.1 设计知识的可拓集合365

11.2.2 设计知识的变换派生367

11.2.3 设计知识的菱形进化373

11.3 设计知识的重用374

11.3.1 设计知识的可重用规则374

11.3.2 设计知识的可重用模型377

11.3.3 设计知识重用的检索方法382

第12章 产品质量分析与控制385

12.1 质量控制的数据特征与设计建模385

12.1.1 质量控制的信息表示与分类385

12.1.2 通用类质量树建模方法393

12.1.3 质量树相似度计算方法403

12.1.4 类质量树聚类抽取方法407

12.2 基于质量功能配置（QFD）的产品设计410

12.2.1 基于QFD的产品性能优化设计原理410

12.2.2 基于QFD的产品性能优化设计过程413

12.2.3 基于QFD的性能优化设计算例414

12.3 面向六西格玛质量设计分析模式416

12.3.1 六西格玛设计方法和分析机制416

12.3.2 面向六西格玛设计的基本原理418

12.3.3 面向六西格玛设计的流程及工具419

参考文献422