清华大学出版社

本书将围绕智能设计，介绍设计知识获取、表达和建模技术，同时结合智能优化算法，介绍产品智能设计过程中的认知建模、功构映射求解、稳健优化及冲突消解技术等，为工程设计领域的从业人员了解相关智能设计技术提供参考。全书从设计知识智能处理、概念设计智能求解、设计方案智能评价、设计参数智能优化的角度全面系统地讲述了与智能设计有关的理论、方法和智能系统的开发技术及应用案例。本书可作为高等院校机械设计、航空、工业设计等专业的课程教材，也可供有关技术人员作为自学用书。

设 计是人类智能的体现，其本质上是一种创造性的活动。随着市场需求的不断增加和竞争的不断加剧，对于复杂产品的设计，无论在设计的方式还是手段上都在不断地发生着变化，因此，如何实现产品设计的智能化也就成为当下产品设计的研究重点。智能设计围绕计算机化的人类设计智能，旨在讨论如何提高人机设计系统中计算机的智能水平，使计算机更好地承担产品设计中的各种复杂任务，具有重要的研究价值与意义。 智能设计最初产生于解决设计中某些困难问题的局部需要，可以追溯到专家系统技术早期应用的年代。在智能设计发展的不同阶段，解决的主要问题也不同。设计型专家系统解决的主要问题是方案设计，基本属于常规设计的范畴。而目前的人机智能化设计系统要解决的主要问题是创造性设计，包括创新设计和革新设计。这种发展趋势顺应了市场对制造业的柔性、多样化、低成本、高质量、快速响应能力的要求，是面向集成的决策自动化和高级的设计自动化。 本书全面、系统地讲述与智能设计有关的理论、方法和智能设计系统的开发应用。全书共9章内容，介绍设计知识获取、表达和建模方法，同时结合智能优化算法分析了产品智能设计过程中的认知建模、功构映射求解、稳健优化及冲突消解等技术，可以为工程设计领域的从业人员提供参考。 第1章介绍智能设计的基本概念及研究现状，梳理了智能设计的主要研究内容，包括设计知识智能处理、概念设计智能求解、设计方案智能评价和设计参数智能优化。 第2章以产品设计需求知识为核心，介绍设计需求知识与粗糙集理论的基本概念，同时基于知识粒度，提出需求知识的分解与重组方法。 第3章以产品结构性能知识为核心，介绍产品结构划分、作用反馈描述的基本概念。以作用反馈理论为核心，提出产品结构性能知识的派生方法。 第4章以产品设计知识为主体，介绍产品知识物元划分和奇异值分解方法。基于设计知识匹配及TFIFD算法，提出产品设计知识的主动推送理论。 第5章针对产品概念智能设计，介绍质量特性的基本概念及需求模糊筛选法和演化博弈算法的基本流程，提出基于演化博弈理论的产品概念设计功构映射求解方法。 第6章以产品参数化智能设计为核心，介绍设计参数稳健优化中的变量约束及区间分析法的具体流程，提出基于量词约束满足的产品设计参数稳健优化方法。 第7章以产品装配智能设计为主体，介绍产品装配结构的概念以及仿生学中的遗传学理论，提出基于仿生学的产品装配结构基因进化设计。 第8章以产品型谱智能设计为核心，介绍多平台产品型谱重构设计的主要问题和型谱性能权衡的原理方法，提出基于混合协同优化的产品型谱性能重构设计。 第9章以复杂锻压装备性能增强设计、宝石加工专用装备机构智能设计及数控机床结构智能布局设计系统等为例，介绍智能设计在重大装备产品中的应用。 撰写本书各章的作者如下： 第1章谭建荣，冯毅雄； 第2章谭建荣，魏巍； 第3章冯毅雄，魏喆； 第4章冯毅雄，张舜禹； 第5章谭建荣，林晓华； 第6章谭建荣，林晓华； 第7章冯毅雄，麦泽宇； 第8章冯毅雄，李中凯； 第9章谭建荣，冯毅雄。 全书由谭建荣、冯毅雄、娄山河修改并统稿。 本书中的部分研究内容得到国家973计划项目、国家863计划项目和国家自然科学基金资助项目的支持，特此表示感谢。 由于相关的研究工作还有待继续深入，加之受研究领域和写作时间所限，书中瑕疵和纰漏在所难免，在此恳请读者予以批评指正并提出宝贵的意见，以激励和帮助我们在探索智能设计理论与方法研究之路上继续前进。 作者 2019年9月于求是园

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