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