本書主要闡述了產品可持續設計與智能優化的基本方法和關鍵技術，并配合相關的工程案例進行了解析。主要涵蓋可持續設計的內涵和實施情況，模塊化設計、創新設計兩種常用的可持續設計方法和遺傳算法、粒子群優化、人工神經網絡三種典型的智能優化方法，并從產品層角度論述了減量化設計、可拆卸設計、再制造設計、增材制造設計、全生命周期評價、低碳設計等可持續設計關鍵技術，最后從系統層論述了服務系統可持續設計方法，并整理了一些成功的可持續設計案例供讀者參考賞析，理論與應用相結合，實用性強。
本書既是產品設計人員、工程技術開發人員的技術參考書，又是機械工程等專業教師、高年級本科生、研究生的參考書。
張秀芬，內蒙古工業大學機械工程學院，副教授。2011年3月畢業于浙江大學機械設計及理論專業，獲工學博士學位�，F在內蒙古工業大學從事教學科研工作，主要研究方向為計算機輔助設計、產品綠色設計等。以一作發表學術論文20余篇，其中SCI收錄3篇，EI收錄8篇。獲實用新型專利1項，計算機軟件著作權2項，主持和參與多項國家、內蒙古自治區級自然科學基金項目。教學方面，培養碩士研究生3名，自2011年以來開設并主講1門碩士研究生專業選修課程《產品綠色設計》，旨在培養學生綠色環保意識和了解綠色設計相關方法和技術。綠色設計是一種先進的設計理念，為了支持綠色設計，需要進行產品結構、材料、布局等方面的改變，綠色設計涉及面廣，過程復雜，而且新方法、新理論、新技術層出不窮。
第1章緒論001
1.1可持續發展的歷程和影響001
1.1.1可持續發展歷程001
1.1.2可持續性的影響002
1.2可持續設計的內涵004
1.2.1可持續設計的定義004
1.2.2可持續設計的金字塔架構005
1.3可持續設計的實施009
1.3.1實施案例009
1.3.2實施的障礙013
1.3.3實施的關鍵013
1.4本書的組織結構014
第2章可持續設計與智能優化方法基礎016
2.1模塊化設計方法016
2.1.1模塊化設計基本思想016
2.1.2模塊化設計關鍵技術019
2.1.3汽車座椅的可持續模塊化設計023
2.2創新設計方法041
2.2.1創新設計方法的理論基礎041
2.2.2創新設計主要工具044
2.2.3知識數據庫052
2.2.4螺絲刀的可持續創新設計057
2.3智能優化方法基礎061
2.3.1遺傳算法062
2.3.2粒子群優化067
2.3.3人工神經網絡068
第3章減量化可持續設計074
3.1減量化可持續設計的基本思想074
3.2減量化可持續設計實現途徑076
3.2.1輕量化材料的選擇077
3.2.2結構優化079
3.2.3超物質化設計081
3.3減量化可持續設計常用工具082
3.4高速機床工作臺的減量化可持續設計084
第4章面向拆卸的可持續設計086
4.1概述086
4.1.1智能拆卸086
4.1.2基于可拆卸準則的可持續設計089
4.1.3嵌入式拆卸可持續設計094
4.1.4主動拆卸可持續設計096
4.1.5拆卸可持續設計關鍵技術097
4.2拆卸可持續設計信息模型098
4.2.1拆卸混合圖模型098
4.2.2拆卸混合圖模型的構建與簡化101
4.2.3注塑機合模裝置拆卸混合圖模型107
4.3多體協同拆卸序列智能規劃技術109
4.3.1多體協同拆卸序列規劃問題的數學描述109
4.3.2基于分支定界法的多體協同拆卸序列規劃與案例分析110
4.3.3基于遺傳算法的多體協同拆卸序列規劃與案例分析114
4.3.4基于模糊粗糙集的多體協同拆卸序列規劃方法119
4.4局部破壞模式下的并行拆卸序列規劃技術125
4.4.1問題描述125
4.4.2退役產品多重失效約束拆卸信息模型126
4.4.3基于遺傳算法和多重失效的拆卸序列與任務規劃方法127
4.4.4洗衣機的局部破壞性拆卸序列規劃129
4.5非破壞模式下的可拆卸性評價與反饋134
4.5.1多粒度層次可拆卸性評價方法134
4.5.2波輪式洗衣機的可拆卸性評價140
4.6局部破壞模式下的可拆卸性評價與反饋144
4.6.1局部破壞拆卸可行性判斷方法144
4.6.2帕薩特發動機的拆卸可行性判斷151
4.7基于拆卸準則的轉盤式雙色注塑機合模裝置可持續設計156
第5章面向再制造的可持續設計162
5.1面向再制造的可持續設計概述162
5.1.1再制造工程162
5.1.2面向再制造的可持續設計169
5.2基于準則的再制造設計方法170
5.2.1再制造設計準則171
5.2.2基于失效準則的再制造優化策略174
5.2.3梯度壽命再制造設計174
5.3基于評價工具的再制造設計方法175
5.3.1再制造性影響因素識別與量化175
5.3.2再制造設計綜合評價方法和設計反饋178
5.4基于拆卸分析的再制造設計方法178
5.4.1再制造拆卸的特性與預測179
5.4.2再制造設計優化策略181
5.5再制造反演設計方法182
5.5.1典型再制造設計約束的獲取182
5.5.2再制造性約束靶向映射模型184
5.5.3關鍵再制造設計約束的靶向識別方法191
5.5.4回收決策分析與篩選192
5.5.5再制造反演設計多色模型196
5.5.6再設計策略多色推演方法200
5.5.7再制造反演設計方法流程201
5.6再制造設計評價與反饋202
5.6.1基于圖像的零部件表面失效程度量化方法202
5.6.2基于圖像的電梯導靴表面失效特征表征應用211
5.6.3多維遞階再制造性評價方法213
5.6.4帕薩特B5 發動機多維遞階再制造性評價案例219
5.7應用研究224
5.7.1QR 轎車變速箱的再制造設計224
5.7.2電梯的再制造反演設計227
第6章面向增材制造的可持續設計238
6.1概述238
6.1.1增材制造原理與技術238
6.1.2面向增材制造的可持續設計內涵242
6.2增材制造可持續設計準則244
6.2.1結構設計準則244
6.2.2支撐設計準則245
6.2.3聚合物零件的增材制造可持續設計準則246
6.2.4金屬零件的增材制造可持續設計準則249
6.3增材制造可持續設計方法251
6.3.1基于組件的增材制造設計251
6.3.2基于裝配體的增材制造設計252
6.3.3創成式設計252
6.4增材制造可持續設計案例分析253
6.4.1汽車座椅安全帶支架的設計253
6.4.2米其林的3D 打印輪胎255
6.4.3液壓歧管組件的設計256
6.4.4懸臂樞軸的再設計257
第7章面向全生命周期的可持續設計259
7.1生命周期評價259
7.1.1生命周期評價簡介259
7.1.2生命周期評價流程263
7.1.3生命周期評價工具268
7.2低碳設計272
7.2.1低碳設計概述272
7.2.2碳足跡概述273
7.2.3基于連接結構單元的碳足跡遞階量化法274
7.2.4基于結構單元進化的低碳設計框架281
7.3生態可持續設計案例分析283
7.3.1增材制造液壓閥塊的生命周期評價283
7.3.2液晶顯示器的低碳設計294
第8章服務系統可持續設計298
8.1服務系統概述298
8.1.1系統定義298
8.1.2服務系統的內涵299
8.1.3服務系統分類300
8.1.4服務系統設計工具301
8.2服務系統可持續設計準則303
8.2.1服務系統可持續設計的內涵303
8.2.2服務系統環境可持續設計準則304
8.2.3服務系統經濟可持續設計準則305
8.2.4服務系統社會可持續設計準則305
8.3服務系統可持續設計方法306
8.3.1策略分析307
8.3.2機會點探索309
8.3.3系統概念設計311
8.3.4系統詳細設計312
8.3.5交流313
8.4服務系統案例分析314
8.4.1應用于分布式食物生產的可持續產品服務系統314
8.4.2微型電動汽車可持續產品服務系統315
第9章可持續設計案例賞析318
9.1可持續設計案例318
9.1.1渦流自清潔水管318
9.1.2蠶絲剃須刀319
9.1.3環�；厥招」ぞ�320
9.1.4環保塔樓積木320
9.1.5REBORN 321
9.1.6AQUS 系統321
9.1.7健康電能健身自行車321
9.1.8海洋廢物收集器321
9.1.9洗手站322
9.1.10可持續性外墻Wind Digester 322
9.1.11電動船舶充電站E-HARBOUR 323
9.2服務系統可持續設計作品323
9.2.1工業燈具的可持續服務系統323
9.2.2“租衣吧”可持續服務系統326
附錄新TRIZ 矛盾矩陣328
參考文獻350
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