机电产品现代设计：理论、方法与技术

本书是机械工程学科研究生教学用书之一。

本书系统地介绍了现代机电产品设计的理论、方法和技术，内容主要包括设计问题的描述与解决、设计过程的信息处理、功能需求获取与建模、概念设计与方案设计、产品设计的冲突解决、产品变型与进化设计、产品性能设计与优化、产品仿真与数字样机、产品配置建模与求解、设计知识演化与重用和产品质量分析与控制。全书以现代产品设计过程为主线，以信息化和数字化为工具，以机械产品特别是装备产品为应用对象，以现代产品设计理论、方法与技术为体系结构，内容丰富详实，深入浅出，具有较强的前沿性和实用性，反映了当前机械工程学科设计方法学的最新成果。

本书可供高等学校机械工程学科研究生和教师使用，也可供从事机械设计的研究人员参考。

目录
- 前辅文
- 第1章绪论
  - 1.1 现代设计学
  - 1.2 我国制造业的形势和发展
  - 1.3 现代设计与制造业的发展
  - 1.4 现代设计与信息技术
- 第2章设计问题的描述与解决
  - 2.1 设计的任务和一般过程
    - 2.1.1 确定设计任务
    - 2.1.2 产生可能的解决方案
    - 2.1.3 确定最终解决方案
  - 2.2 设计中的知识获取和知识流
    - 2.2.1 设计中的知识流
    - 2.2.2 知识流的分类
  - 2.3 知识获取资源
    - 2.3.1 已有知识
    - 2.3.2 新知识的获取
  - 2.4 分布式资源环境和知识服务
    - 2.4.1 知识服务
    - 2.4.2 智力资源单元
    - 2.4.3 智力资源注册中心
    - 2.4.4 知识服务平台
  - 2.5 全生命周期性能数字样机
- 第3章设计过程的信息处理
  - 3.1 设计过程中的信息概论
    - 3.1.1 数据、信息与知识——基于知识的设计
    - 3.1.2 信息处理的基本过程
    - 3.1.3 设计过程中的信息
  - 3.2 产品设计信息的模糊处理方法
    - 3.2.1 Vague集理论
    - 3.2.2 模糊机制下的实例推理方法
  - 3.3 产品设计信息的进化计算方法
    - 3.3.1 选择
    - 3.3.2 重组
    - 3.3.3 变异
    - 3.3.4 重新插入
    - 3.3.5 并行执行方式
  - 3.4 产品设计信息协同处理方法
    - 3.4.1 CORBA技术
    - 3.4.2 微软的方案（OLE、ODBC and DLL）
    - 3.4.3 WEB技术
  - 3.5 产品设计信息的信息融合方法
    - 3.5.1 信息融合的概念
    - 3.5.2 信息融合的基本原理
    - 3.5.3 信息融合方法
  - 3.6 产品设计信息的粗糙集处理方法
    - 3.6.1 粗糙集理论概念
    - 3.6.2 粗糙集理论的主要内容
    - 3.6.3 粗糙集的扩展模型
- 第4章功能需求获取与建模
  - 4.1 需求进化的一般规律
    - 4.1.1 人类需求进化的规律
    - 4.1.2 Kano产品满意度曲线
  - 4.2 需求进化定律
    - 4.2.1 用户需求实现系统
    - 4.2.2 需求进化五定律
    - 4.2.3 已有产品潜在需求及新需求预测
    - 4.2.4 面向未来产品的需求预测
  - 4.3 市场拉动型用户需求获取
    - 4.3.1 用户心声
    - 4.3.2 用户群体
    - 4.3.3 获取用户需求过程
  - 4.4 混合型用户需求获取
  - 4.5 用户需求表达
    - 4.5.1 产品指标及其定义
    - 4.5.2 目标指标的建立
  - 4.6 功能获取过程与方法
    - 4.6.1 基于用户需求的产品功能获取过程
    - 4.6.2 功能建模方法
  - 4.7 工程实例
    - 4.7.1 用户要求表达
    - 4.7.2 用户需求实例
- 第5章概念设计与方案设计
  - 5.1 概念设计与方案设计的基本内容
    - 5.1.1 方案设计
    - 5.1.2 概念设计
  - 5.2 概念设计的过程和设计原理
    - 5.2.1 概念设计过程的框架
    - 5.2.2 产品与工程理念设计的基本构思
    - 5.2.3 基于市场需求的功能创新
    - 5.2.4 基于行为特征的原理创新
    - 5.2.5 创造性思维是概念设计创新的驱动力
  - 5.3 方案设计中的功能求解
    - 5.3.1 广义功能求解模型
    - 5.3.2 FWPAM功能求解模型
  - 5.4 方案设计过程模型和基本设计方法
    - 5.4.1 机械方案设计过程模型
    - 5.4.2 机械系统方案的组成
    - 5.4.3 机械系统方案的评价
- 第6章产品设计的冲突解决
  - 6.1 解的分级
  - 6.2 产品设计中的冲突
    - 6.2.1 冲突的分类
    - 6.2.2 TRIZ中的冲突分类
    - 6.2.3 产品设计中的冲突实例
    - 6.2.4 技术冲突的通用化
  - 6.3 技术冲突解决原理
    - 6.3.1 发明原理
    - 6.3.2 发明原理实例
    - 6.3.3 冲突矩阵
    - 6.3.4 技术冲突问题解决过程
  - 6.4 技术冲突解决实例
    - 6.4.1 大型法兰设计
    - 6.4.2 开口扳手设计
    - 6.4.3 流化床锅炉设计
- 第7章产品变型与进化设计
  - 7.1 理想解
    - 7.1.1 理想化
    - 7.1.2 理想化水平
    - 7.1.3 理想解与最终理想解
    - 7.1.4 理想解的确定及应用
  - 7.2 产品变型设计
    - 7.2.1 变型设计的方式
    - 7.2.2 变型设计的基本方法
    - 7.2.3 变型设计过程
    - 7.2.4 变型设计实例
  - 7.3 技术进化系统
    - 7.3.1 产品进化过程实例
    - 7.3.2 产品进化的四个阶段
    - 7.3.3 技术进化系统
    - 7.3.4 技术进化潜力
    - 7.3.5 产品概念形成顺序过程模型
  - 7.4 技术进化实例
    - 7.4.1 蝶阀的技术进化
    - 7.4.2 带式输送机的技术进化
    - 7.4.3 场控镜头的技术进化
- 第8章产品性能设计与优化
  - 8.1 产品性能设计概述
    - 8.1.1 基本概念
    - 8.1.2 产品性能设计过程与方法
  - 8.2 稳健设计
    - 8.2.1 稳健设计原理
    - 8.2.2 稳健设计方法
  - 8.3 基于机械多体系统动力学设计
    - 8.3.1 多刚体系统建模
    - 8.3.2 经典多柔体系统建模
    - 8.3.3 绝对节点坐标方法
  - 8.4 多学科设计优化
    - 8.4.1 多学科设计优化概述
    - 8.4.2 多学科设计优化常用方法
    - 8.4.3 合作式协同进化
  - 8.5 工程实例
    - 8.5.1 汽车整体动力学模型与验证实例
    - 8.5.2 减速器多学科优化设计（CO）实例
    - 8.5.3 卫星质量分布特性优化（CCEA）实例
- 第9章产品仿真与数字样机
  - 9.1 数字样机的虚拟装配技术
    - 9.1.1 虚拟装配技术概述
    - 9.1.2 数字样机协同装配技术
    - 9.1.3 实例（双级渐开线圆柱齿轮减速器虚拟装配环境）
  - 9.2 数字样机运动学与动力学仿真技术
    - 9.2.1 数字样机运动学仿真技术的研究进展
    - 9.2.2 计算多体系统动力学的研究进展
    - 9.2.3 计算多体系统动力学的软件实现进展
    - 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
  - 9.3 数字样机物理场可视分析技术
    - 9.3.1 物理场可视化的研究与发展
    - 9.3.2 复杂区域物理场可视化技术存在的若干问题
- 第10章产品配置建模与求解
  - 10.1 产品配置的方法
    - 10.1.1 配置建模方法
    - 10.1.2 配置推理方法
  - 10.2 产品配置的关键技术
    - 10.2.1 产品配置需求获取与表达技术
    - 10.2.2 产品配置模型构建技术
    - 10.2.3 产品配置粒度划分技术
    - 10.2.4 产品配置约束求解技术
    - 10.2.5 产品配置规则提取技术
  - 10.3 产品配置的具体步骤
    - 10.3.1 客户需求驱动的配置
    - 10.3.2 产品配置模型的建立
    - 10.3.3 产品配置实例的约束求解
    - 10.3.4 产品配置的方案评价
  - 10.4 产品配置实例
    - 10.4.1 乘客电梯的产品配置
    - 10.4.2 大型液压机的产品配置
- 第11章设计知识演化与重用
  - 11.1 设计知识的表达
    - 11.1.1 设计知识的本体表达
    - 11.1.2 设计知识的物元表达
    - 11.1.3 设计知识的公理化表达
  - 11.2 设计知识的演化
    - 11.2.1 设计知识的可拓集合
    - 11.2.2 设计知识的变换派生
    - 11.2.3 设计知识的菱形进化
  - 11.3 设计知识的重用
    - 11.3.1 设计知识的可重用规则
    - 11.3.2 设计知识的可重用模型
    - 11.3.3 设计知识重用的检索方法
- 第12章产品质量分析与控制
  - 12.1 质量控制的数据特征与设计建模
    - 12.1.1 质量控制的信息表示与分类
    - 12.1.2 通用类质量树建模方法
    - 12.1.3 质量树相似度计算方法
    - 12.1.4 类质量树聚类抽取方法
  - 12.2 基于质量功能配置（QFD）的产品设计
    - 12.2.1 基于QFD的产品性能优化设计原理
    - 12.2.2 基于QFD的产品性能优化设计过程
    - 12.2.3 基于QFD的性能优化设计算例
  - 12.3 面向六西格玛质量设计分析模式
    - 12.3.1 六西格玛设计方法和分析机制
    - 12.3.2 面向六西格玛设计的基本原理
    - 12.3.3 面向六西格玛设计的流程及工具
- 参考文献

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机电产品现代设计：理论、方法与技术

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