智能設計：理論與方法（簡體書）

本書將圍繞智能設計，介紹設計知識獲取、表達和建模技術，同時結合智能優化算法，介紹產品智能設計過程中的認知建模、功構映射求解、穩健優化及衝突消解技術等，為工程設計領域的從業人員瞭解相關智能設計技術提供參考。全書從設計知識智能處理、概念設計智能求解、設計方案智能評價、設計參數智能優化的角度全面系統地講述了與智能設計有關的理論、方法和智能系統的開發技術及應用案例。本書可作為高等院校機械設計、航空、工業設計等專業的課程教材，也可供有關技術人員作為自學用書。

譚建榮，教授，中國工程院院士，國家973項目首席科學家，浙江大學求是特聘教授、博士生導師，現任浙江大學設計工程及自動化研究所所長，浙江大學流體動力與機電系統國家重點實驗室學術委員會副主任、浙江大學CAD&CG國家重點實驗室學術委員會委員。中國機械工程學會副理事長、中國工程圖學學會副理事長、教育部工程圖學教學指導委員會主任。主要的研究方向是機械設計及理論、計算機輔助設計與圖形學、數字化設計與製造。

本書是作者近十年來在重大裝備設計領域研究成果的系統總結，側重設計知識智能處理、概念設計智能求解和設計參數智能優化，包含很多具有很強工程背景的算例。

第1章緒論00

1.1引言00

1.2智能設計的基本概念00

1.2.1智能設計的產生00

1.2.2智能設計的內涵00

1.3智能設計的發展概述00

1.3.1智能設計研究現狀00

1.3.2智能設計的發展趨勢00

1.4智能設計的研究內容00

1.4.1設計知識智能處理00

1.4.2概念設計智能求解00

1.4.3設計方案智能評價00

1.4.4設計參數智能優化0

1.5本書的篇章結構0

第2章基於粒度的產品設計需求知識本體重組0

2.1產品設計需求知識的本體式表達0

2.1.1產品設計需求知識本體的概念0

2.1.2產品設計需求語義形式化表達0

2.2產品設計需求知識本體的多粒度分解與重組0

2.2.1產品設計需求知識本體的多粒度分解0

2.2.2產品設計需求知識本體的多粒度重組0

2.3產品設計需求知識的粗糙集分析0

2.3.1粗糙集理論基本理論0

2.3.2高維產品設計需求知識粗糙集約簡0

第3章基於作用反饋的產品結構性能知識派生0

3.1產品結構性能分解與作用反饋描述0

3.1.1產品結構性能單元劃分0

3.1.2性能知識作用反饋描述0

3.2性能知識產品結構模型建立0

3.2.1性能知識符號表示0

3.2.2產品性能知識符號結構模型0

3.3性能知識支持下的產品方案派生0

3.3.1性能知識與產品結構方案求解0

3.3.2性能知識與實例結構映射機制0

3.3.3性能知識驅動產品結構方案派生0

智能設計: 理論與方法+Product Intelligent Design：Theory and Method

目錄

第4章基於奇異值分解的產品設計知識主動推送0

4.1設計知識模型到描述詞設計知識矩陣的轉化0

4.1.1產品設計知識物元模型0

4.1.2描述詞設計知識矩陣的生成0

4.1.3基於非線性改進TFIDF的矩陣權重值計算0

4.1.4考慮設計知識模型中描述詞位置的矩陣權重值計算0

4.2描述詞設計知識矩陣奇異值分解0

4.3設計知識匹配度計算及主動推送0

4.3.1檢索條件與設計知識的匹配度計算0

4.3.2設計知識二階段排序過濾0

4.3.3設計知識主動推送0

第5章基於演化博弈的概念設計功構映射求解0

5.1面向需求滿足的產品概念設計質量特性獲取0

5.1.1客戶需求模糊篩選及重要度確定0

5.1.2質量特性模糊獲取及重要度確定0

5.2產品概念設計質量特性的多域映射0

5.2.1面向質量特性的功能域和結構域0

5.2.2產品概念設計功構映射建模0

5.3功構映射求解的演化博弈算法原理0

5.3.1演化博弈算法的基本概念0

5.3.2演化博弈算法流程0

第6章基於量詞約束滿足的產品設計參數優化0

6.1產品質量特性參數穩健優化控制問題描述0

6.2產品質量特性參數穩健優化的量詞約束滿足建模0

6.2.1質量特性參數穩健優化中的變量0

6.2.2質量特性參數穩健優化中的變量值域0

6.2.3質量特性參數穩健優化中的約束0

6.2.4質量特性參數穩健優化的量詞概念表達0

6.2.5質量特性參數穩健優化解的存在性表達0

6.3產品質量特性參數區間分析――蛙跳算法穩健優化0

6.3.1區間分析算法縮小參數搜索空間0

6.3.2質量特性參數混合蛙跳算法穩健優化0

第7章基於仿生學的產品裝配結構基因進化設計0

7.1產品裝配結構的仿生表達0

7.1.1產品裝配結構基因的定義0

7.1.2產品裝配結構蛋白質的合成0

7.1.3產品裝配結構細胞的組成0

7.1.4產品裝配結構的染色體模型0

7.2遺傳學特徵模型下的機構基因變異0

7.2.1機構的遺傳學特徵模型0

7.2.2機構的基因運算0

7.3遺傳學原理模型下的機構基因變異0

7.3.1機構的遺傳學原理模型0

7.3.2運動副染色體的基因重組運算0

第8章基於混合協同優化的產品型譜性能重構

8.1多平臺產品型譜重構設計問題描述

8.1.1多平臺產品型譜設計空間表達

8.1.2平臺通用性目標函數

8.1.3產品型譜優化重構的數學模型

8.2產品型譜模糊聚類平臺規劃

8.2.1設計變量敏感度分析

8.2.2平臺常量的模糊聚類

8.2.3實例產品重構與平臺性能檢驗

8.3混合協同進化的產品型譜性能權衡重構

8.3.1非支配排序遺傳算法概述

8.3.2產品型譜性能混合協同優化重構原理

8.3.3設計變量種群的進化

8.3.4產品型譜性能混合協同優化重構算法

第9章智能設計在重大裝備產品中的應用案例

9.1複雜鍛壓裝備性能增強設計及工程應用

9.1.1複雜鍛壓裝備性能增強設計系統的應用背景

9.1.2複雜鍛壓裝備行為性能均衡規劃

9.1.3複雜鍛壓裝備結構性能合理適配

9.1.4複雜鍛壓裝備預測性能可信評估

9.1.5應用效果分析

9.2寶石加工專用裝備機構智能設計及工程應用

9.2.1寶石加工專用裝備機構智能設計的應用背景

9.2.2機械手染色體建模的設計過程

9.2.3進料機構的基因表達

9.2.4進料機構的基因變異

9.2.5應用效果分析

9.3數控機床結構智能佈局設計系統及工程應用

9.3.1數控機床整機結構智能佈局系統的應用背景

9.3.2數控機床總體佈局模型構建

9.3.3數控機床位姿圖結構佈局設計

9.3.4數控機床傳動機構與運動方案多性能融合評價

9.3.5應用效果分析

9.4空分裝備方案設計智能優化及工程應用

9.4.1大型空分裝備方案設計智能優化的應用背景

9.4.2透平膨脹機方案設計約束模型構建及最優設計方案確定

9.4.3透平壓縮機擴壓器質量特性穩健優化

9.4.4應用效果分析