前言
Preface

設計是人類智能的體現，其本質上是一種創造性的活動。隨著市場需求的不斷增加和競爭的不斷加劇，對于復雜產品的設計，無論在設計的方式還是手段上都在不斷地發生著變化，因此，如何實現產品設計的智能化也就成為當下產品設計的研究重點。智能設計圍繞計算機化的人類設計智能，旨在討論如何提高人機設計系統中計算機的智能水平，使計算機更好地承擔產品設計中的各種復雜任務，具有重要的研究價值與意義。

智能設計最初產生于解決設計中某些困難問題的局部需要，可以追溯到專家系統技術早期應用的年代。在智能設計發展的不同階段，解決的主要問題也不同。設計型專家系統解決的主要問題是方案設計，基本屬于常規設計的范疇。而目前的人機智能化設計系統要解決的主要問題是創造性設計，包括創新設計和革新設計。這種發展趨勢順應了市場對制造業的柔性、多樣化、低成本、高質量、快速響應能力的要求，是面向集成的決策自動化和高級的設計自動化。

本書全面、系統地講述與智能設計有關的理論、方法和智能設計系統的開發應用。全書共9章內容，介紹設計知識獲取、表達和建模方法，同時結合智能優化算法分析了產品智能設計過程中的認知建模、功構映射求解、穩健優化及沖突消解等技術，可以為工程設計領域的從業人員提供參考。

第1章介紹智能設計的基本概念及研究現狀，梳理了智能設計的主要研究內容，包括設計知識智能處理、概念設計智能求解、設計方案智能評價和設計參數智能優化。

第2章以產品設計需求知識為核心，介紹設計需求知識與粗糙集理論的基本概念，同時基于知識粒度，提出需求知識的分解與重組方法。

第3章以產品結構性能知識為核心，介紹產品結構劃分、作用－反饋描述的基本概念。以作用－反饋理論為核心，提出產品結構性能知識的派生方法。

第4章以產品設計知識為主體，介紹產品知識物元劃分和奇異值分解方法。基于設計知識匹配及TF-IFD算法，提出產品設計知識的主動推送理論。

第5章針對產品概念智能設計，介紹質量特性的基本概念及需求模糊篩選法和演化博弈算法的基本流程，提出基于演化博弈理論的產品概念設計功構映射求解方法。

第6章以產品參數化智能設計為核心，介紹設計參數穩健優化中的變量約束及區間分析法的具體流程，提出基于量詞約束滿足的產品設計參數穩健優化方法。

第7章以產品裝配智能設計為主體，介紹產品裝配結構的概念以及仿生學中的遺傳學理論，提出基于仿生學的產品裝配結構基因進化設計。

第8章以產品型譜智能設計為核心，介紹多平臺產品型譜重構設計的主要問題和型譜性能權衡的原理方法，提出基于混合協同優化的產品型譜性能重構設計。

第9章以復雜鍛壓裝備性能增強設計、寶石加工專用裝備機構智能設計及數控機床結構智能布局設計系統等為例，介紹智能設計在重大裝備產品中的應用。

撰寫本書各章的作者如下：

第1章　譚建榮，馮毅雄；

第2章　譚建榮，魏巍；

第3章　馮毅雄，魏喆；

第4章　馮毅雄，張舜禹；

第5章　譚建榮，林曉華；

第6章　譚建榮，林曉華；

第7章　馮毅雄，麥澤宇；

第8章　馮毅雄，李中凱；

第9章　譚建榮，馮毅雄。

全書由譚建榮、馮毅雄、婁山河修改并統稿。

本書中的部分研究內容得到國家973計劃項目、國家863計劃項目和國家自然科學基金資助項目的支持，特此表示感謝。

由于相關的研究工作還有待繼續深入，加之受研究領域和寫作時間所限，書中瑕疵和紕漏在所難免，在此懇請讀者予以批評指正并提出寶貴的意見，以激勵和幫助我們在探索智能設計理論與方法研究之路上繼續前進。

作　者

2019年9月于求是園