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編輯推薦：
第一本关于可适应设计的书，作者是*初提出了这一概念和方法的，并将过去二十年的研究成果写成这本书。可适应设计用于复杂产品和系统的快速设计和产品全生命周期工程包括升级、重用、再制造和回收的有效设计方法。是设计理论和方法以及工业应用的独特参考书。
內容簡介：
本书提供了适应性设计（AD）的全面研究，从构思概念、开发方法和应用到AD的真实世界产品设计，通过扩展AC的设计和物理产品的实用性，可以实现实质性的益处。AD的主要元素包括合理化的功能结构、可适应的产品架构、可适应接口和适应性评估。AD原则的关键方面是适应性，包括设计适应性、产品适应性、一般适应性和特定适应性，以及适应性的建模和评估。对这些方面的详细讨论是为了理解AD。还描述了在软件中实现AD和设计应用的方法、工具和技术。包括AD的应用示例，以说明如何在实际产品设计中使用AD。*后，强调了人工智能、大数据、物联网、云技术等先进技术以及元宇宙和Web3.0时代AD的未来发展。
關於作者：
2017年顾佩华入选McMaster大学150杰出工程校友 (Top 150 Alumni of Engineering， McMaster University)；他连续多年入选ELSVIER高引中国研究者并在工业工程和制造工程领域连续3年排名第一;他2004年入选加拿大工程院（Fellow， Canadian Academy of Engineering）和国际生产工程院 (Fellow， International Academy of Production Engineering – CIRP)，是*早入选加拿大工程院的华人之一。 顾佩华1995年和2000年两次成为加拿大自然科学和工程研究委员会（国家自然基金委）工业和工程设计讲席教授（NSERC Industrial Chair and NSERC Design Chair）、广东省领军人才 (2011年）。获2009年英国机械工程师协会颁发的Joseph Whitworth优秀论文奖、2011年CIRP设计年会的最佳论文奖、第九届设计与制造前沿国际会议优秀论文奖、美国制造工程师学会（SME）制造教育杰出进步奖， 优秀大学校长奖等。2005年他将当时国际上先进工程教育框架CDIO引入中国，并用CDIO在汕头大学工学院5个专业实施结果导向的工程教育改革（EIP-CDIO和OBE-CDIO）。他是CDIO联盟的创始主席，并且获得了广东省教学一等奖和国家教学二等奖。
目錄
第1章可适应设计简介/11.1产品生命周期和工程设计/21.1.1产品生命周期/21.1.2工程设计/51.1.3设计方法和工具/61.1.4可适应设计需求/91.2可适应设计原则/101.2.1可适应设计/101.2.2可适应设计中效用的扩展/121.2.3可适应设计中的关键问题/131.3可适应设计的益处/161.3.1用户效益/161.3.2生产商效益/171.3.3大型系统可适应性给用户和生产商带来的好处/181.3.4环境效益/181.4可适应设计的应用/191.5可适应设计和其他设计方法之间的差异/211.6本书的结构/221.7总结/23本章参考文献/23第2章可适应设计建模/342.1可适应设计的合理化功能结构/342.1.1可适应设计的功能建模/352.1.2可适应设计的结构建模/382.1.3功能组件和结构组件之间的关系/442.2可适应设计的产品架构/452.2.1模块化产品/452.2.2平台与产品族/462.2.3开放式架构产品/472.3可适应接口/502.4可适应产品的装配和拆卸/532.4.1产品装配建模/532.4.2拆卸操作建模/572.5总结/59本章参考文献/59可适应设计方法及应用目录第3章可适应设计评价方法/643.1工程设计评价方法/643.2可适应性的评估方法/653.2.1具体产品可适应性/683.2.2具体设计可适应性/753.2.3一般产品可适应性/763.2.4一般设计可适应性/793.3可适应性在设计评估中的作用/803.4基于信息熵的可适应性评估/863.4.1可适应产品的功能、结构和参数/863.4.2用于可适应性评估的信息熵/863.5总结/91本章参考文献/91第4章可适应设计的流程和方法/934.1可适应设计流程/934.1.1产品可适应性的设计流程/934.1.2设计可适应性的设计流程/954.2可适应设计的要素/954.2.1设计需求/954.2.2候选设计方案/994.2.3设计评估/1044.2.4设计优化/1054.3稳健可适应设计/1084.3.1考虑需求和参数变化的稳健可适应设计/1084.3.2考虑产品配置变化的稳健可适应设计/1194.3.3开放式架构产品的稳健可适应设计/1264.4可适应产品的操作规划/1334.4.1可适应产品的装配规划/1334.4.2可适应产品的拆卸顺序规划/1374.5大规模个性化产品的可适应设计/1384.5.1开放式架构产品的模块规划/1394.5.2开放式架构产品的详细设计/1404.5.3产品个性化/1424.6总结/143本章参考文献/143第5章可适应设计的工具和技术/1475.1模块化设计工具/1475.1.1可适应产品模块化规划方法/1475.1.2模块分类方法/1595.2优化工具/1645.2.1有约束优化/1645.2.2多目标优化/1675.2.3多级优化/1695.2.4全局优化/1725.3基于网络的可适应设计工具/1795.3.1简介/1795.3.2基于网络的可适应设计工具/1805.3.3基于网络的可适应设计工具应用/1835.4用于可适应产品设计和评价的虚拟现实系统/1855.4.1简介/1855.4.2基于VR技术的交互设计系统/1875.4.3应用案例1——食品流动餐车/1915.4.4应用案例2——房车设计/1965.4.5结论/1985.5总结/199本章参考文献/199第6章可适应设计的应用/2046.1数控机床的可适应设计/2046.1.1装备结构的重新设计流程/2046.1.2重新设计过程的评估标准/2066.1.3整机改进/2116.1.4新一代YH605齿轮切削机的研制/2136.1.5设计结果分析与讨论/2146.2重型龙门铣床可适应产品平台的设计/2156.2.1可适应产品平台的设计/2156.2.2应用可适应产品平台建造重型龙门铣床/2236.3用可适应设计方法规划大规模个性化产品生产/2266.3.1简介/2266.3.2背景介绍/2276.3.3大批量个性化产品设计方法/2306.3.4案例研究/2306.3.5个性化分析/2376.3.6总结/2386.4工业涂布机的可适应设计/2396.5开放式架构纸袋折叠机/2446.5.1开放式接口的初步设计/2446.5.2纸袋折叠机开放式接口的改进设计/2486.6发电机测试可适应设备的设计/2506.6.1设计问题/2506.6.2最佳可适应设计/2516.6.3比较研究/2576.7工业折袋机旋转工作台的可适应设计/2616.7.1装配建模/2626.7.2模块的装配顺序规划/2646.7.3模块内零件装配顺序规划/2646.7.4模块装配顺序规划/2646.8总结/266本章参考文献/267第7章结束语和发展趋势/2697.1结束语/2697.2发展趋势/2707.3总结/276本章参考文献/276
內容試閱
可适应设计(adaptable design)的概念*初是在1995年至1997 年间构想出来的。在此期间，我主持了NSERC/AECL Industrial Research Chair高级设计项目（NSERC 是加拿大自然科学和工程研究理事会；AECL是加拿大原子能有限公司）。当时，AECL在加拿大建了多个核电站，正打算改进设计并建造核电站，以及研究反应堆。那时建造的典型核电站的安全运行寿命至少为40年，有的服役时间更长。对于任何核电站或其他重要工程系统，其设计和建造都反映了当时的技术能力。随着技术的不断进步，在核电站竣工后不久的将来，为了提高性能和延长运行寿命，需要对核电站的一些部分进行升级。为适应重要工程系统的升级、维修和更换操作，可在设计中嵌入特殊设计特性，这样的设计特性就是设计的可适应能力。对于重要工程系统的设计和建造，通常会邀请设计、采购和施工（EPC）公司对项目进行投标。方案的编制和标书的拟写通常需要耗费大量的时间和资源来完成。招标的结果是一份正式合同，以议定的成本和期限交付项目。为了保障拟建工程系统设计的效率与合理性，EPC公司往往希望能够在现有类似项目设计的基础上开发新的设计。重复利用现有的类似设计，不仅能够有效提高设计效率，而且能够在一定程度上更准确地估算完成项目的工序流程、工具设备以及建造成本，以有效避免成本和时间的违约。多家EPC公司资助我主持了第二个NSERC Industrial Research Chair设计项目，以开发和完善相关设计概念与方法，并能够在现有设计的基础上快速开发新的设计——设计重用，这也是可适应设计的一个组成部分。多个制造研究团体（如国际生产工程科学院（CIRP）不断进行的研究与讨论极大地促进了制造技术和方法的发展，持续不断地提高着产品生产率和质量，并有效降低了总成本及其环境影响。从某一个特定的产品来看，客户往往希望产品既具有卓越的功能，又能够保持高品质和低价格；产品制造商希望提高利润率或占有更大的市场份额，或两者兼而有之；社会或公众希望获得对环境影响*小、资源利用率*高的绿色环保产品。仅凭制造技术与方法的研究可能无法解决上述所有问题，这是因为一些挑战是与设计密切相关的。对于典型的制造公司来说，企业只是简单地按照设计生产产品。根据我的制造研究经验和工业实践，一个合理的设计可以部分地解决上述由目标冲突所引起的挑战。这也是提出可适应设计的一个原因。可适应设计的概念、方法和应用在过去几十年中一直在不断发展，大多数研究和应用工作都是由我与在加拿大和中国的同事、研究生开展的。随着人工智能、大数据、物联网、云计算和VR/AR 技术的快速发展，本书在总结过去几十年可适应设计工作进展的同时，旨在进一步促进可适应设计在这个数字化、碳中和与工业元宇宙时代的发展。*后，我要借此机会感谢完成手稿的合著者，感谢所有进行研究和应用工作的同事和研究生。希望本书的出版能够促进可适应设计在未来的研究和应用。顾佩华天津大学二○二三年六月
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