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現代設計理論與方法 版權信息
- ISBN：9787568062022
- 條形碼：9787568062022 ; 978-7-5680-6202-2
- 裝幀：60g膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
現代設計理論與方法 本書特色
本書全面系統地介紹了現代設計理論（計算機輔助設計、優化設計、可靠性設計、有限元分析、智能設計、虛擬設計、創新設計、綠色設計、全生命周期設計，以及摩擦學設計、工業設計、動力學設計、表面設計等），通過工程應用實例，加強學生對相關設計理論的理解與設計方法的掌握與運用，以提高大學生的創新設計能力，培養學生勇于探索，勇于開拓的精神和嚴肅認真，實事求是的科學作風。本書同時配套數字資源，方便學生自學。
現代設計理論與方法 內容簡介
本書是一本介紹現代設計理論與方法的教材，介紹“現代設計”的概念、基本規律和使能技術。內容包括：優化設計、可靠性設計、計算機輔助設計、有限元法、智能設計、創新設計，工業設計、表面設計、綠色設計、動態設計，內容豐富，具有系統性、先進性和實用性。本書全面系統地介紹了現代設計理論，通過工程應用實例，加強學生對相關設計理論的理解與設計方法的掌握與運用，以提高大學生的創新設計能力，培養學生勇于探索，勇于開拓的精神和嚴肅認真，實事求是的科學作風。本書可作為高等學校機械工程類及相關專業高年級本科生的教材，也可作為工程技術人員繼續教育的培訓教材或研究生的參考書。
現代設計理論與方法 目錄
第1章計算機輔助設計(1)
1.1計算機輔助設計概述(1)
1.1.1基本概念(1)
1.1.2產品集成開發流程(2)
1.1.3CAD/CAM發展歷程(2)
1.1.4CAD/CAM系統簡介(3)
1.1.5CAD系統的種類(7)
1.2計算機輔助設計技術(8)
1.2.1圖形系統與圖形標準(8)
1.2.2圖形幾何變換(9)
1.2.3幾何造型(10)
1.3協同設計(16)
1.3.1協同設計的基本概念(17)
1.3.2協同設計的支撐技術(17)
1.3.3協同設計的工作環境(19)
1.3.4設計實例——超聲波電動機的實時協同設計(21)
第2章優化設計(22)
2.1概述(22)
2.2一維優化方法(22)
2.2.1搜索區間的確定(23)
2.2.2一維搜索的試探方法(24)
2.3無約束優化方法(27)
2.3.1坐標輪換法(28)
2.3.2牛頓法(29)
2.4約束優化方法(31)
2.4.1遺傳算法(31)
2.4.2懲罰函數法(34)
2.4.3復合形法(39)
2.5多目標優化方法(42)
2.5.1多目標優化問題(43)
2.5.2主要目標法(44)
2.5.3統一目標法(44)
2.6工程優化設計應用(45)
2.6.1工程優化設計的一般步驟(45)
2.6.2工程優化設計實例(45)
第3章可靠性設計(50)
3.1機械失效與可靠性(50)
3.1.1可靠性定義及要點(50)
3.1.2失效的定義(50)
3.1.3產品可靠性壽命指標(51)
3.1.4可靠性特征量(51)
3.2可靠性設計流程(53)
3.2.1機械可靠性設計的基本特點(53)
3.2.2可靠性設計的主要內容(53)
3.2.3機械可靠性設計流程(54)
3.3零件靜強度可靠性設計(54)
3.3.1應力強度干涉模型(55)
3.3.2可靠度計算方法(55)
3.3.3應力和強度分布都為正態分布時的可靠度計算(57)
3.3.4應力和強度分布都為對數正態分布時的可靠度計算(58)
3.3.5已知應力幅水平、相應的失效循環次數的分布和規定的壽命要求時零件的
可靠度計算(59)
3.3.6已知強度分布和大應力幅在規定壽命下的零件可靠度計算(60)
3.3.7疲勞應力下零件的可靠度計算(60)
3.4零件疲勞強度可靠性設計(61)
3.4.1疲勞強度可靠性設計基礎(61)
3.4.2穩定變應力疲勞強度可靠性計算(61)
3.4.3不穩定變應力疲勞強度可靠度計算(62)
3.5機械系統可靠性設計(64)
3.5.1可靠性預測(65)
3.5.2系統可靠性分配(70)
3.6典型機械零件可靠性設計舉例(72)
3.6.1機械零件可靠性設計概述(72)
3.6.2螺栓連接的可靠性設計(73)
3.6.3軸的剛度可靠性設計(76)
第4章有限元設計(78)
4.1有限元法的基本思想與工程應用(78)
4.1.1有限元法的基本思想(78)
4.1.2有限元法的工程應用(78)
4.2彈性力學有限元法的基本理論(80)
4.2.1彈性力學中的基本假設(80)
4.2.2彈性力學的基本方程(80)
4.2.3彈性力學的基本原理(82)
4.3彈性力學有限元的一般方法(83)
4.3.1結構離散化(85)
4.3.2單元位移模式和形函數(85)
4.3.3單元特性分析(86)
4.3.4坐標變換(86)
4.3.5建立整個結構的平衡方程(87)
4.3.6邊界條件的處理(87)
4.3.7求解未知節點位移和計算單元應力(88)
4.4有限元設計分析中的若干問題(91)
4.4.1有限元離散模型的有效性確認(92)
4.4.2縮小解題規模的常用措施(92)
4.5有限元分析軟件應用(93)
4.5.1有限元分析軟件簡介(93)
4.5.2有限元分析軟件的基本組成(94)
4.5.3有限元分析軟件的工作流程(96)
第5章智能設計(101)
5.1智能設計概述(101)
5.1.1智能設計的產生與領域(101)
5.1.2智能設計系統的功能構成(102)
5.2知識處理(103)
5.2.1知識的表示(103)
5.2.2知識獲取(105)
5.2.3知識的應用(107)
5.2.4知識處理應用實例(116)
5.3智能設計系統構造方法(120)
5.3.1智能設計系統的復雜性(120)
5.3.2智能設計系統建造過程(121)
第6章虛擬設計(124)
6.1虛擬現實技術概述(124)
6.1.1虛擬現實的定義、特征及組成(125)
6.1.2虛擬現實VR、增強現實AR與混合現實MR(127)
6.1.3虛擬現實技術的主要應用領域(128)
6.1.4虛擬現實技術發展趨勢及重點應用領域(130)
6.2虛擬現實技術體系結構(132)
6.2.1虛擬現實技術與計算機仿真的關系(132)
6.2.2虛擬現實技術體系結構(133)
6.2.3虛擬現實系統的分類(135)
6.2.4虛擬設計/制造系統的體系結構(135)
6.3虛擬現實硬件基礎(137)
6.3.13D位置跟蹤器(137)
6.3.2傳感手套(140)
6.3.3三維鼠標(141)
6.3.4數據衣(141)
6.3.5觸覺和力反饋的裝置(141)
6.3.6立體顯示設備(142)
6.3.73D聲音生成器(145)
6.4虛擬設計建模基礎(145)
6.4.1建模概論(145)
6.4.2幾何建模(146)
6.4.3基于圖像的虛擬環境建模(151)
6.4.4圖像與幾何相結合的建模技術(154)
6.5虛擬設計應用實例(156)
第7章創新設計(161)
7.1創新方法與TRIZ(161)
7.1.1創造性思維(161)
7.1.2創新方法(161)
7.1.3TRIZ的產生與發展(162)
7.1.4TRIZ的基本內容(163)
7.2設計沖突及其消解(164)
7.2.1設計中的沖突(164)
7.2.2技術矛盾及其解決(165)
7.2.3物理矛盾及其解決(172)
7.3基于TRIZ的創新設計實例(173)
第8章綠色設計(176)
8.1綠色設計概述(176)
8.1.1綠色設計基本概念(176)
8.1.2綠色設計與傳統設計的區別(176)
8.1.3綠色設計的特點(176)
8.1.4綠色設計的主要內容(176)
8.1.5綠色設計的實施步驟(177)
8.2綠色設計中的材料選擇(177)
8.2.1綠色材料選擇的原則(178)
8.2.2綠色材料的選擇(179)
8.2.3綠色材料的評價(179)
8.3面向拆卸的綠色設計(181)
8.3.1可拆卸設計的概念(181)
8.3.2可拆卸設計原則(181)
8.3.3可拆卸連接結構設計(182)
8.3.4卡扣式結構設計(185)
8.3.5拆卸設計評價(186)
8.4面向回收的設計(188)
8.4.1面向回收設計概念(188)
8.4.2產品回收的主要內容(189)
8.4.3面向回收的設計準則(189)
8.4.4回收方式(189)
8.4.5回收經濟性分析(190)
8.5面向包裝的綠色設計(191)
8.5.1綠色包裝設計的概念(191)
8.5.2綠色包裝設計內容(191)
8.5.3綠色包裝評價標準(193)
8.6面向節約能源的綠色設計(194)
8.6.1能效標識與標準(194)
8.6.2產品能量消耗模型(195)
8.7綠色設計的關鍵技術(198)
8.8綠色設計應用實例——液壓系統的綠色設計(200)
第9章全生命周期(203)
9.1全生命周期設計概念(203)
9.1.1全生命周期與壽命的區別(203)
9.1.2全生命周期設計的目的(203)
9.2全生命周期設計的主要內容(204)
9.2.1面向材料及其加工成形工藝的設計(204)
9.2.2面向制造與裝配的設計(205)
9.2.3面向功能的設計(205)
9.2.4安全使用壽命設計(206)
9.2.5經濟壽命設計(206)
9.2.6安全可監測性設計(206)
9.2.7面向資源環境的設計(206)
9.2.8事故安全設計(207)
9.3全生命周期設計的關鍵技術(207)
9.3.1產品全生命周期集成模型的建立(207)
9.3.2全生命周期的集成技術(208)
9.3.3支持整個生命周期的數據庫和知識庫(208)
9.3.4全生命周期評價(LCA)(208)
9.4產品全生命周期管理(209)
9.4.1面向產品全生命周期的需求管理(209)
9.4.2產品全生命周期管理系統需求信息管理模型(209)
第10章其他設計方法(213)
10.1摩擦學設計(213)
10.1.1摩擦學設計的概念(213)
10.1.2磨損類型(213)
10.1.3影響疲勞磨損主要因素(214)
10.1.4磨損控制(215)
10.2工業設計(217)
10.2.1工業設計定義(217)
10.2.2工業設計的原則(218)
10.2.3產品設計(219)
10.2.4一般產品設計流程(219)
10.2.5產品設計表達方式(220)
10.3動力學設計(221)
10.3.1動力學設計概述(221)
10.3.2機械動力學設計數學方程(221)
10.3.3動力學設計的一般過程及方法(222)
10.3.4常見的動力學設計系統(223)
10.4表面設計(226)
10.4.1產品表面形貌建模(226)
10.4.2產品曲面設計(228)
10.4.3計算機紋理輔助設計(229)
參考文獻(231)
1.1計算機輔助設計概述(1)
1.1.1基本概念(1)
1.1.2產品集成開發流程(2)
1.1.3CAD/CAM發展歷程(2)
1.1.4CAD/CAM系統簡介(3)
1.1.5CAD系統的種類(7)
1.2計算機輔助設計技術(8)
1.2.1圖形系統與圖形標準(8)
1.2.2圖形幾何變換(9)
1.2.3幾何造型(10)
1.3協同設計(16)
1.3.1協同設計的基本概念(17)
1.3.2協同設計的支撐技術(17)
1.3.3協同設計的工作環境(19)
1.3.4設計實例——超聲波電動機的實時協同設計(21)
第2章優化設計(22)
2.1概述(22)
2.2一維優化方法(22)
2.2.1搜索區間的確定(23)
2.2.2一維搜索的試探方法(24)
2.3無約束優化方法(27)
2.3.1坐標輪換法(28)
2.3.2牛頓法(29)
2.4約束優化方法(31)
2.4.1遺傳算法(31)
2.4.2懲罰函數法(34)
2.4.3復合形法(39)
2.5多目標優化方法(42)
2.5.1多目標優化問題(43)
2.5.2主要目標法(44)
2.5.3統一目標法(44)
2.6工程優化設計應用(45)
2.6.1工程優化設計的一般步驟(45)
2.6.2工程優化設計實例(45)
第3章可靠性設計(50)
3.1機械失效與可靠性(50)
3.1.1可靠性定義及要點(50)
3.1.2失效的定義(50)
3.1.3產品可靠性壽命指標(51)
3.1.4可靠性特征量(51)
3.2可靠性設計流程(53)
3.2.1機械可靠性設計的基本特點(53)
3.2.2可靠性設計的主要內容(53)
3.2.3機械可靠性設計流程(54)
3.3零件靜強度可靠性設計(54)
3.3.1應力強度干涉模型(55)
3.3.2可靠度計算方法(55)
3.3.3應力和強度分布都為正態分布時的可靠度計算(57)
3.3.4應力和強度分布都為對數正態分布時的可靠度計算(58)
3.3.5已知應力幅水平、相應的失效循環次數的分布和規定的壽命要求時零件的
可靠度計算(59)
3.3.6已知強度分布和大應力幅在規定壽命下的零件可靠度計算(60)
3.3.7疲勞應力下零件的可靠度計算(60)
3.4零件疲勞強度可靠性設計(61)
3.4.1疲勞強度可靠性設計基礎(61)
3.4.2穩定變應力疲勞強度可靠性計算(61)
3.4.3不穩定變應力疲勞強度可靠度計算(62)
3.5機械系統可靠性設計(64)
3.5.1可靠性預測(65)
3.5.2系統可靠性分配(70)
3.6典型機械零件可靠性設計舉例(72)
3.6.1機械零件可靠性設計概述(72)
3.6.2螺栓連接的可靠性設計(73)
3.6.3軸的剛度可靠性設計(76)
第4章有限元設計(78)
4.1有限元法的基本思想與工程應用(78)
4.1.1有限元法的基本思想(78)
4.1.2有限元法的工程應用(78)
4.2彈性力學有限元法的基本理論(80)
4.2.1彈性力學中的基本假設(80)
4.2.2彈性力學的基本方程(80)
4.2.3彈性力學的基本原理(82)
4.3彈性力學有限元的一般方法(83)
4.3.1結構離散化(85)
4.3.2單元位移模式和形函數(85)
4.3.3單元特性分析(86)
4.3.4坐標變換(86)
4.3.5建立整個結構的平衡方程(87)
4.3.6邊界條件的處理(87)
4.3.7求解未知節點位移和計算單元應力(88)
4.4有限元設計分析中的若干問題(91)
4.4.1有限元離散模型的有效性確認(92)
4.4.2縮小解題規模的常用措施(92)
4.5有限元分析軟件應用(93)
4.5.1有限元分析軟件簡介(93)
4.5.2有限元分析軟件的基本組成(94)
4.5.3有限元分析軟件的工作流程(96)
第5章智能設計(101)
5.1智能設計概述(101)
5.1.1智能設計的產生與領域(101)
5.1.2智能設計系統的功能構成(102)
5.2知識處理(103)
5.2.1知識的表示(103)
5.2.2知識獲取(105)
5.2.3知識的應用(107)
5.2.4知識處理應用實例(116)
5.3智能設計系統構造方法(120)
5.3.1智能設計系統的復雜性(120)
5.3.2智能設計系統建造過程(121)
第6章虛擬設計(124)
6.1虛擬現實技術概述(124)
6.1.1虛擬現實的定義、特征及組成(125)
6.1.2虛擬現實VR、增強現實AR與混合現實MR(127)
6.1.3虛擬現實技術的主要應用領域(128)
6.1.4虛擬現實技術發展趨勢及重點應用領域(130)
6.2虛擬現實技術體系結構(132)
6.2.1虛擬現實技術與計算機仿真的關系(132)
6.2.2虛擬現實技術體系結構(133)
6.2.3虛擬現實系統的分類(135)
6.2.4虛擬設計/制造系統的體系結構(135)
6.3虛擬現實硬件基礎(137)
6.3.13D位置跟蹤器(137)
6.3.2傳感手套(140)
6.3.3三維鼠標(141)
6.3.4數據衣(141)
6.3.5觸覺和力反饋的裝置(141)
6.3.6立體顯示設備(142)
6.3.73D聲音生成器(145)
6.4虛擬設計建模基礎(145)
6.4.1建模概論(145)
6.4.2幾何建模(146)
6.4.3基于圖像的虛擬環境建模(151)
6.4.4圖像與幾何相結合的建模技術(154)
6.5虛擬設計應用實例(156)
第7章創新設計(161)
7.1創新方法與TRIZ(161)
7.1.1創造性思維(161)
7.1.2創新方法(161)
7.1.3TRIZ的產生與發展(162)
7.1.4TRIZ的基本內容(163)
7.2設計沖突及其消解(164)
7.2.1設計中的沖突(164)
7.2.2技術矛盾及其解決(165)
7.2.3物理矛盾及其解決(172)
7.3基于TRIZ的創新設計實例(173)
第8章綠色設計(176)
8.1綠色設計概述(176)
8.1.1綠色設計基本概念(176)
8.1.2綠色設計與傳統設計的區別(176)
8.1.3綠色設計的特點(176)
8.1.4綠色設計的主要內容(176)
8.1.5綠色設計的實施步驟(177)
8.2綠色設計中的材料選擇(177)
8.2.1綠色材料選擇的原則(178)
8.2.2綠色材料的選擇(179)
8.2.3綠色材料的評價(179)
8.3面向拆卸的綠色設計(181)
8.3.1可拆卸設計的概念(181)
8.3.2可拆卸設計原則(181)
8.3.3可拆卸連接結構設計(182)
8.3.4卡扣式結構設計(185)
8.3.5拆卸設計評價(186)
8.4面向回收的設計(188)
8.4.1面向回收設計概念(188)
8.4.2產品回收的主要內容(189)
8.4.3面向回收的設計準則(189)
8.4.4回收方式(189)
8.4.5回收經濟性分析(190)
8.5面向包裝的綠色設計(191)
8.5.1綠色包裝設計的概念(191)
8.5.2綠色包裝設計內容(191)
8.5.3綠色包裝評價標準(193)
8.6面向節約能源的綠色設計(194)
8.6.1能效標識與標準(194)
8.6.2產品能量消耗模型(195)
8.7綠色設計的關鍵技術(198)
8.8綠色設計應用實例——液壓系統的綠色設計(200)
第9章全生命周期(203)
9.1全生命周期設計概念(203)
9.1.1全生命周期與壽命的區別(203)
9.1.2全生命周期設計的目的(203)
9.2全生命周期設計的主要內容(204)
9.2.1面向材料及其加工成形工藝的設計(204)
9.2.2面向制造與裝配的設計(205)
9.2.3面向功能的設計(205)
9.2.4安全使用壽命設計(206)
9.2.5經濟壽命設計(206)
9.2.6安全可監測性設計(206)
9.2.7面向資源環境的設計(206)
9.2.8事故安全設計(207)
9.3全生命周期設計的關鍵技術(207)
9.3.1產品全生命周期集成模型的建立(207)
9.3.2全生命周期的集成技術(208)
9.3.3支持整個生命周期的數據庫和知識庫(208)
9.3.4全生命周期評價(LCA)(208)
9.4產品全生命周期管理(209)
9.4.1面向產品全生命周期的需求管理(209)
9.4.2產品全生命周期管理系統需求信息管理模型(209)
第10章其他設計方法(213)
10.1摩擦學設計(213)
10.1.1摩擦學設計的概念(213)
10.1.2磨損類型(213)
10.1.3影響疲勞磨損主要因素(214)
10.1.4磨損控制(215)
10.2工業設計(217)
10.2.1工業設計定義(217)
10.2.2工業設計的原則(218)
10.2.3產品設計(219)
10.2.4一般產品設計流程(219)
10.2.5產品設計表達方式(220)
10.3動力學設計(221)
10.3.1動力學設計概述(221)
10.3.2機械動力學設計數學方程(221)
10.3.3動力學設計的一般過程及方法(222)
10.3.4常見的動力學設計系統(223)
10.4表面設計(226)
10.4.1產品表面形貌建模(226)
10.4.2產品曲面設計(228)
10.4.3計算機紋理輔助設計(229)
參考文獻(231)
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現代設計理論與方法 節選
現代設計方法經過幾十年發展，已成為一門多元綜合的新興交叉學科，成熟的方法已有不少，同時還不斷有新的理論和方法出現。本書將對目前常用的一些方法進行介紹。 （1）計算機輔助設計。 利用計算機及其圖形設備輔助人們進行設計，其內容主要包括：通過計算機對不同方案進行計算、分析和比較，以決定優方案；各種設計信息在計算機中的有效存儲并能快速地檢索；計算機自動產生的設計結果，可以快速地進行圖形顯示，使設計者能及時做出判斷和修改；利用計算機可以進行與圖形的編輯、放大、縮小、平移和旋轉等有關的圖形數據加工，并能完成將設計人員的草圖變為工作圖的繁重工作。計算機輔助設計能夠減輕設計人員的勞動強度，縮短設計周期和提高設計質量。計算機輔助設計的更高階段是向智能設計方向發展，因為只有很好地理解人類自身的設計行為規律，才有可能開發出更為實用的CAD技術和工具。 （2）優化設計。 從多種設計方案中選擇佳方案的方法，以數學中的優化理論為基礎，以計算機為手段，根據設計所追求的性能目標，建立目標函數，在滿足給定的各種約束條件下，尋求優的設計方案。通常設計方案可以用一組參數來表示，這些參數有些已經給定，有些沒有給定，需要在設計中優選，稱為設計變量。如何找到一組合適的設計變量，在允許的范圍內（即約束條件），能使所設計的產品結構合理、性能好、質量高、成本低、有市場競爭能力（即目標函數），這就是優化設計所要解決的問題。 （3）可靠性設計。 可靠性是指產品在規定的時間內和給定的條件下，完成規定功能的能力。它直接反映產品各組成部件的質量，影響整個產品質量性能的優劣。可靠性設計是保證機械及其零部件滿足給定的可靠性指標的一種機械設計方法，所要解決的問題就是如何從設計入手對系統和結構進行可靠性分析和預測，采用簡化系統和結構、余度設計和可維修設計等措施以提高系統和結構可靠度；包括對產品的可靠性進行預計、分配、技術設計、評定等工作。可靠性分為固有可靠性、使用可靠性和環境適應性。可靠性的度量指標一般有可靠度、無故障率、失效率3種。可靠度的分配是可靠性設計的核心。 （4）有限元分析。 對于機械產品而言，在常規設計中可依據材料力學或彈性力學原理來計算一些形狀相對簡單的零件，對于復雜結構則往住無能為力。有限元方法就是利用假想的線和面將連續的介質內部和邊界分割成有限大小、有限數目、離散的單元來研究。其基本思想：連續系統被假象的分割成數目有限的單元，單元只在數目有限的節點處相互連接，構成一個單元集合體，來代替原來的連續系統。在節點上引進等效載荷，代替實際作用于系統上的外載荷，并以節點位移為基礎，建立起各個節點的彈性力學平衡方程，然后，再把它們綜合起來，并與外加載荷及邊界條件相聯系，從而得到該物體各個單元體力學分量（如應力、應變、位移、速度等）的數值解。即是“分—合”過程——將很難的微分方程問題變成很繁的甚大規模方程組問題，交給“不怕繁，不易出錯”的計算機去完成。 （5）智能設計。 傳統設計與現代設計的區別在于其支持體系Knowledge（知識），在現代設計中重要的是對已有知識（經驗）的創新，即新知識。我國長期以來技術大都靠引進，而在制造業更多的人是研究如何把它做出來，很少有人真正從事前期開發設計，更新知識。智能設計系統是以知識處理為核心的CAD系統，將知識系統的知識處理與一般CAD系統的計算分析、數據庫管理、圖形處理等有機結合起來，從而能夠協助設計者完成方案設計、參數選擇、性能分析、結構設計、圖形處理等不同階段、不同復雜程度的設計任務。 （6）虛擬設計。 虛擬現實設計是一種新技術，它可以在虛擬環境中用交互手段對在計算機內建立的模型進行修改，模擬產品原型設計，使設計者在設計早期階段對設計方案作重要的和決定性的分析，如機械產品的設計、制造、裝配、拆卸等；它可以充分利用已有的CAD系統的資源，在一種自然的狀態下，在一個近乎實際的環境下與設計對象交互，并可對設計對象作一個全面的評價，記錄設計過程。虛擬設計縮短了產品開發周期，提高了產品設計質量和一次設計成功率。 一個虛擬設計系統具備三個功能：3-D用戶界面；選擇參數；數據表達與雙向數據傳輸。虛擬設計具有以下優點：①虛擬設計繼承了虛擬現實技術的所有特點（3I）；②繼承了傳統CAD設計的優點，便于利用原有成果；③具備仿真技術的可視化特點，便于改進和修正原有設計；④支持協同工作和異地設計，利于資源共享和優勢互補，從而縮短產品開發周期；⑤便于利用和補充各種先進技術，保持技術上的領先優勢。 （7）創新設計。 機械創新設計是充分發揮設計者的創造力，利用人類已有的相關科學技術成果（含理論、方法、技術原理等）進行創新構思，設計出具有新穎性、創造性及實用性的機構或機械產品的一種實踐活動。在這個過程中，原理方案設計是機構創新設計的關鍵內容，包括：確定系統的總功能；進行功能分解；功能原理方案的確定；方案的評價與決策。機械創新設計依賴一定的創新技法，其中TRIZ理論是基于知識的、面向人類的解決發明問題的系統化方法學，也是實現發明創造、創新設計、概念設計的有效方法之一。 （8）綠色設計。 資源、環境問題是當今社會面臨的主要問題，人們越來越關注對環境問題的研究。綠色設計概念應運而生，并成為國內外現代設計方法的研究熱點和主要內容。傳統的產品設計通常僅考慮產品的基本屬性，而不考慮或較少考慮環境屬性。與傳統設計相比，產品的綠色設計體現在產品的生命周期全過程，在滿足環境目標的同時，保證產品應有的功能、使用壽命和質量，在設計階段就設計出符合要求的綠色產品。 綠色設計的主要內容包括綠色產品設計的材料選擇、面向拆卸的綠色設計、面向回收的綠色設計、面向產品包裝的綠色設計、面向節約能源的綠色設計、綠色設計的評價等方面。 （9）全生命周期設計。 面向產品全生命周期全過程的設計，要求設計者應以系統的觀點和方法，全面地從市場需求識別開始就要考慮產品生命周期的各個環節，從方案論證、設計開發、制造、裝配、銷售、使用、服務、環境影響、回收處理等，以確保縮短新產品上市時間、提高產品質量、降低成本、改進服務、加強環境保護意識，實現社會可持續化發展。 （10）其他設計方法。 包括摩擦學設計、工業設計、動力學設計、表面設計等。 摩擦學設計是從摩擦學的觀點來設計機械零部件和產品，使其達到正確的潤滑、有控制的摩擦和預期的磨損壽命。摩擦學設計不僅是摩擦副結構的設計，而且是摩擦學系統的設計，即同時要考慮摩擦副的表面性質、潤滑等問題。摩擦學設計在機械設計過程中具有重要的價值，已經逐漸成為整個機械設計過程中不可缺少的一個組成部分。 工業設計是指以工學、美學、經濟學為基礎對工業產品進行設計。工業設計分為產品設計、環境設計、傳播設計、設計管理4類；包括造型設計、機械設計、電路設計、服裝設計、環境規劃、室內設計、建筑設計、UI設計、平面設計、包裝設計、廣告設計、動畫設計、展示設計、網站設計等。工業設計又稱工業產品設計學，涉及到心理學，社會學，美學，人機工程學，機械構造，攝影，色彩學等。工業發展和勞動分工所帶來的工業設計，與其它藝術、生產活動、工藝制作等都有明顯不同，它是各種學科、技術和審美觀念的交叉產物。 動力學設計方法是在設計、制造、管理的各階段，采取綜合性技術措施，直接地、早期考慮動力學問題。例如，高速旋轉機械可以用靜態方法設計，制造出來以后通過動平衡減小振動，還要使運轉速度避開共振的臨界轉速。但是隨著轉速的提高和柔性轉子的出現，不僅在設計時要進行動力學分析，而且在運行過程中還要進行狀態監測和故障診斷，及時維護，排除故障，避免重大事故。機械系統的動力學分析的數學模型是微分方程，這種微分方程一般無法得到顯式解，需要在計算機上用數值疊代算法求解，所以，動力學設計也只是在計算機獲得較普遍的應用后才能發展起來。 表面設計全稱為表面工程技術設計，為表面預處理后，通過表面涂覆、表面改性或多種表面技術復合處理，改變固體金屬表面或非金屬表面的形態、化學成分、組織結構和應力狀況，以獲得所需表面性能的系統工程；包括表面結構設計、表面建模與紋理設計、表面材料設計、表面工藝設計、表面仿生設計。
現代設計理論與方法 作者簡介
中國人工智能學會智能制造專業委員會副主任兼學術委員會主任、湖北省機械設計與傳動專業委員會理事長、湖北省機械制造自動化副理事長、湖北省機電一體化專業委員會副理事長；中國科學院計算技術研究所智能處理開放研究實驗室客座研究員；南昌大學、江蘇大學、廣西大學、長沙理工大學、三峽大學、上海第二工業大學、溫州大學、南昌工程學院、湖北理工學院、福建三明學院等大學兼職教授；《中國機械工程》、《計算機輔助設計與圖形學學報》、《振動、測試與診斷》、《工程圖學學報》、《裝備制造技術》、《武漢理工大學學報》等學術刊物的編委。 擔任2008-2010國家科學技術獎勵評審專家、國家自然科學基金委員會第十一屆、第十二屆工程與材料科學學部專家評審組成員。
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