导语

  

内容提要

  

    本书主要阐述了产品可持续设计与智能优化的基本方法和关键技术，并配合相关的工程案例进行了解析。主要涵盖可持续设计的内涵和实施情况，模块化设计、创新设计两种常用的可持续设计方法和遗传算法、粒子群优化、人工神经网络三种典型的智能优化方法，并从产品层角度论述了减量化设计、可拆卸设计、再制造设计、增材制造设计、全生命周期评价、低碳设计等可持续设计关键技术，最后从系统层论述了服务系统可持续设计方法，并整理了一些成功的可持续设计案例供读者参考赏析，理论与应用相结合，实用性强。
    本书既是产品设计人员、工程技术开发人员的技术参考书，又是机械工程等专业教师、高年级本科生、研究生的参考书。

第1章  绪论
  1.1  可持续发展的历程和影响
    1.1.1  可持续发展历程
    1.1.2  可持续性的影响
  1.2  可持续设计的内涵
    1.2.1  可持续设计的定义
    1.2.2  可持续设计的金字塔架构
  1.3  可持续设计的实施
    1.3.1  实施案例
    1.3.2  实施的障碍
    1.3.3  实施的关键
  1.4  本书的组织结构
第2章  可持续设计与智能优化方法基础
  2.1  模块化设计方法
    2.1.1  模块化设计基本思想
    2.1.2  模块化设计关键技术
    2.1.3  汽车座椅的可持续模块化设计
  2.2  创新设计方法
    2.2.1  创新设计方法的理论基础
    2.2.2  创新设计主要工具
    2.2.3  知识数据库
    2.2.4  螺丝刀的可持续创新设计
  2.3  智能优化方法基础
    2.3.1  遗传算法
    2.3.2  粒子群优化
    2.3.3  人工神经网络
第3章  减量化可持续设计
  3.1  减量化可持续设计的基本思想
  3.2  减量化可持续设计实现途径
    3.2.1  轻量化材料的选择
    3.2.2  结构优化
    3.2.3  超物质化设计
  3.3  减量化可持续设计常用工具
  3.4  高速机床工作台的减量化可持续设计
第4章  面向拆卸的可持续设计
  4.1  概述
    4.1.1  智能拆卸
    4.1.2  基于可拆卸准则的可持续设计
    4.1.3  嵌入式拆卸可持续设计
    4.1.4  主动拆卸可持续设计
    4.1.5  拆卸可持续设计关键技术
  4.2  拆卸可持续设计信息模型
    4.2.1  拆卸混合图模型
    4.2.2  拆卸混合图模型的构建与简化
    4.2.3  注塑机合模装置拆卸混合图模型
  4.3  多体协同拆卸序列智能规划技术
    4.3.1  多体协同拆卸序列规划问题的数学描述
    4.3.2  基于分支定界法的多体协同拆卸序列规划与案例分析
    4.3.3  基于遗传算法的多体协同拆卸序列规划与案例分析
    4.3.4  基于模糊粗糙集的多体协同拆卸序列规划方法
  4.4  局部破坏模式下的并行拆卸序列规划技术
    4.4.1  问题描述
    4.4.2  退役产品多重失效约束拆卸信息模型
    4.4.3  基于遗传算法和多重失效的拆卸序列与任务规划方法
    4.4.4  洗衣机的局部破坏性拆卸序列规划
  4.5  非破坏模式下的可拆卸性评价与反馈
    4.5.1  多粒度层次可拆卸性评价方法
    4.5.2  波轮式洗衣机的可拆卸性评价
  4.6  局部破坏模式下的可拆卸性评价与反馈
    4.6.1  局部破坏拆卸可行性判断方法
    4.6.2  帕萨特发动机的拆卸可行性判断
  4.7  基于拆卸准则的转盘式双色注塑机合模装置可持续设计
第5章  面向再制造的可持续设计
  5.1  面向再制造的可持续设计概述
    5.1.1  再制造工程
    5.1.2  面向再制造的可持续设计
  5.2  基于准则的再制造设计方法
    5.2.1  再制造设计准则
    5.2.2  基于失效准则的再制造优化策略
    5.2.3  梯度寿命再制造设计
  5.3  基于评价工具的再制造设计方法
    5.3.1  再制造性影响因素识别与量化
    5.3.2  再制造设计综合评价方法和设计反馈
  5.4  基于拆卸分析的再制造设计方法
    5.4.1  再制造拆卸的特性与预测
    5.4.2  再制造设计优化策略
  5.5  再制造反演设计方法
    5.5.1  典型再制造设计约束的获取
    5.5.2  再制造性约束靶向映射模型
    5.5.3  关键再制造设计约束的靶向识别方法
    5.5.4  回收决策分析与筛选
    5.5.5  再制造反演设计多色模型
    5.5.6  再设计策略多色推演方法
    5.5.7  再制造反演设计方法流程
  5.6  再制造设计评价与反馈
    5.6.1  基于图像的零部件表面失效程度量化方法
    5.6.2  基于图像的电梯导靴表面失效特征表征应用
    5.6.3  多维递阶再制造性评价方法
    5.6.4  帕萨特B5发动机多维递阶再制造性评价案例
  5.7  应用研究
    5.7.1  QR轿车变速箱的再制造设计
    5.7.2  电梯的再制造反演设计
第6章  面向增材制造的可持续设计
  6.1  概述
    6.1.1  增材制造原理与技术
    6.1.2  面向增材制造的可持续设计内涵
  6.2  增材制造可持续设计准则
    6.2.1  结构设计准则
    6.2.2  支撑设计准则
    6.2.3  聚合物零件的增材制造可持续设计准则
    6.2.4  金属零件的增材制造可持续设计准则
  6.3  增材制造可持续设计方法
    6.3.1  基于组件的增材制造设计
    6.3.2  基于装配体的增材制造设计
    6.3.3  创成式设计
  6.4  增材制造可持续设计案例分析
    6.4.1  汽车座椅安全带支架的设计
    6.4.2  米其林的3D打印轮胎
    6.4.3  液压歧管组件的设计
    6.4.4  悬臂枢轴的再设计
第7章  面向全生命周期的可持续设计
  7.1  生命周期评价
    7.1.1  生命周期评价简介
    7.1.2  生命周期评价流程
    7.1.3  生命周期评价工具
  7.2  低碳设计
    7.2.1  低碳设计概述
    7.2.2  碳足迹概述
    7.2.3  基于连接结构单元的碳足迹递阶量化法
    7.2.4  基于结构单元进化的低碳设计框架
  7.3  生态可持续设计案例分析
    7.3.1  增材制造液压阀块的生命周期评价
    7.3.2  液晶显示器的低碳设计
第8章  服务系统可持续设计
  8.1  服务系统概述
    8.1.1  系统定义
    8.1.2  服务系统的内涵
    8.1.3  服务系统分类
    8.1.4  服务系统设计工具
  8.2  服务系统可持续设计准则
    8.2.1  服务系统可持续设计的内涵
    8.2.2  服务系统环境可持续设计准则
    8.2.3  服务系统经济可持续设计准则
    8.2.4  服务系统社会可持续设计准则
  8.3  服务系统可持续设计方法
    8.3.1  策略分析
    8.3.2  机会点探索
    8.3.3  系统概念设计
    8.3.4  系统详细设计
    8.3.5  交流
  8.4  服务系统案例分析
    8.4.1  应用于分布式食物生产的可持续产品服务系统
    8.4.2  微型电动汽车可持续产品服务系统
第9章  可持续设计案例赏析
  9.1  可持续设计案例
    9.1.1  涡流自清洁水管
    9.1.2  蚕丝剃须刀
    9.1.3  环保回收小工具
    9.1.4  环保塔楼积木
    9.1.5  REBORN
    9.1.6  AQUS系统
    9.1.7  健康电能健身自行车
    9.1.8  海洋废物收集器
    9.1.9  洗手站
    9.1.10  可持续性外墙Wind Digester
    9.1.11  电动船舶充电站E-HARBOUR
  9.2  服务系统可持续设计作品
    9.2.1  工业灯具的可持续服务系统
    9.2.2  “租衣吧”可持续服务系统
附录  新TRIZ矛盾矩阵
参考文献