本书为“十三五”国家重点出版物出版规划项目——现代机械工程系列精品教材。
本书在保持原来的体系结构不变的基础上，根据当今科技的发展和教学改革的需要做了调整。修订时兼顾了现代与传统、实践与理论、设计与开发、需求与创新等方面，对各章都重新进行了编写，并更新了相应的软件。
本书重点介绍了优化设计、可靠性设计、有限元法、机械动态设计、机械创新设计、人工神经网络、工程遗传算法、人工智能的深度学习方法、相似理论及相似设计法，简单介绍了价值工程、优势设计等22种现代设计方法。在第2章单独增加了“知识拓展”的内容，着重简介了两本很有特点的教材，以利读者学习。
本书可作为高等工科院校机电工程类专业学生的教材，也可供各行业的工程技术人员参考。

目录
前言
第1章绪论1
11现代设计1
111设计的概念1
112现代设计的概念1
113现代设计的特点1
12机械产品设计3
121现代机械3
122创新产品开发4
123机械产品设计的三个阶段4
124机械产品设计的一般进程6
13部分现代设计方法简介8
131价值工程8
132工业产品艺术造型设计8
133人机工程9
134并行工程9
135模块化设计10
136摩擦学设计10
137三次设计11
138反求工程设计11
139优势设计12
1310产品生命周期设计17
1311稳健性设计21
1312公理设计22
1313概念设计22
1314质量功能配置设计方法23
1315模糊设计24
1316机械疲劳设计24
1317蚁群算法26
1318模拟退火算法28
1319机械的热效应设计30
1320维修性设计32
1321粒子群优化算法33
1322虚拟设计技术33
习题34
参考文献34
第2章设计方法学——产品设计35
21概述35
211设计方法学的含义35
212设计方法学的研究对象35
22技术系统及其确定36
221技术系统36
222信息集约37
223调研预测37
224可行性报告38
23系统化设计38
231功能分析38
232功能元求解39
233方案综合40
234设计工具40
24评价决策44
241评价目标树44
242评分法44
243技术—经济评价法45
244模糊评价法47
25设计实例49
251现代设计的目标49
252设计实例——专门化数控磨床方案
设计50
知识拓展
《机械设计学》（第3版）简介55
《产品设计与开发(原书第6版)》简介55
习题56
参考文献56
第3章优化设计57
31概述57
311优化设计的发展及应用57
312传统设计与优化设计57
313优化设计的数学模型58
314优化设计的分类60
32一维搜索60
321迭代算法及终止准则60
322一维搜索流程61
33无约束优化算法63
331梯度法63
332牛顿法64
333小结64
34约束优化算法66
341复合形法66
342惩罚函数法69
35应用实例72
351优化工具箱中的函数72
352有边界非线性最小化72
353线性规划及其优化函数73
354无约束非线性及其优化函数74
355带约束非线性最小化75
356优化设计实例76
习题78
参考文献78
目录现代设计方法第2版第4章可靠性设计79
41概述79
411可靠性的概念和可靠性设计
特点79
412可靠性设计中常用的特征量79
42结构可靠性设计81
421应力强度干涉模型81
422结构可靠度分析方法85
43系统的可靠性设计89
431典型系统可靠性模型90
432系统的可靠性预测90
433系统的可靠性分配92
44机械产品可靠性试验93
441可靠性试验的分类94
442可靠性寿命试验的设计95
习题95
参考文献96
第5章有限元法97
51概述97
511有限元法的基本思想97
512有限元法的起源和发展98
513有限元的基本术语98
514有限元分析步骤与示例100
52有限元法基础理论103
521结构静力分析103
522结构动力分析110
523结构非线性分析112
53有限元软件及其应用115
531有限元软件的发展115
532ANSYS分析流程116
533ANSYS实例117
习题125
参考文献127
第6章机械动态设计128
61概述128
62理论建模方法129
621单元的运动方程129
622坐标系与坐标变换135
623特征值问题的求解137
624应用实例137
63试验建模方法140
631机械阻抗与频响函数141
632振动系统频率响应函数图示法143
633传递函数测量的模态分析145
634不同激励方式的选用146
635实模态和复模态的参数识别146
636应用实例147
习题150
参考文献151
第7章机械创新设计152
71概述152
72传统创新方法152
721试错法152
722头脑风暴法153
723奥斯本检核表法156
724形态分析法158
73创新思维与方法159
731最终理想解159
732九屏幕法160
733尺寸时间成本分析（STC
算子）161
734金鱼法162
735小人法164
736创新思维方法综合运用165
74TRIZ理论矛盾及其解决方法165
74139个通用工程参数166
742阿奇舒勒冲突矩阵168
74340条发明原理169
744四大分离原理172
745确定问题的领域解175
746纺织装备与TRIZ理论175
75总结176
习题176
参考文献176
第8章人工神经网络177
81概述177
811什么是人工神经元计算177
812人工神经网络计算的特点179
813人工神经网络的应用179
82BP神经网络181
821网络结构181
822网络运算与传递函数181
823误差反向传播182
824网络训练与测试183
825小结184
83RBF神经网络184
831径向基函数184
832RBF神经网络结构185
833RBF网络的具体实现185
834RBF网络的学习算法186
835其他径向基神经网络介绍187
84应用实例187
84

本书在讨论现代设计和现代机械产品的基础上，重点介绍了优化设计、可靠性设计、有限元法、机械动态设计、机械创新设计、人工神经网络、工程遗传算法、人工智能的深度学习方法、相似理论及相似设计法，简单介绍了价值工程、优势设计等22种现代设计方法。
在当前改革不断深入的形势下，市场经济要求创新的现代产品不断涌现。设计师不但要具有强烈的创新意识和巧妙的创新构思，而且要能够熟练地应用现代设计方法，才能更好更快地设计出具有市场竞争力的商品，满足市场需求。
自从计算机问世以来，在传统设计的基础上，各种现代设计方法不断涌现和发展，在不同的领域内解决了大量科研和生产问题，强有力地推动了社会生产力的发展，使产品的设计工作朝着更新的境界、更独创的构思、更高的效率和更完美地满足社会需求阔步前进。
我国的产品设计工作自改革开放以来有了很大的进步和发展，出现了许多深受用户欢迎的产品。但与国际设计水平相比，仍存在一定的差距。以机电行业为例，机电产品的大量进口，已成为我国最大的外贸逆差来源。为更快地改变目前这种状况，提高产品档次，在设计工作方面，必须不断更新设计观念，学习并逐步采用先进的设计方法，不断设计制造出为市场所欢迎的产品，推动改革形势的深入发展。
在当前形势下，要求科技人员的后备军——大学生的知识面要广、专业面要宽，在全面发展的前提下，动手能力要强，而在校时间又是有限的。为解决这个矛盾，本书尝试建立这样的教学体系：通过本书的学习，学生可以了解现代设计和传统设计的联系和区别，各种常用的现代设计方法能够解决哪些生产实际问题及解决问题的思路，并初步掌握某些方法在机电工程中的应用。为此我们在现有的几十种现代设计方法中，选择了22种设计方法，并对其中有些方法进行了具体的阐述，对有些方法仅做简单的介绍。在第2章单独增加了“知识拓展”的内容，着重简介了两本很有特点的教材。希望学生学习之后，能对现代设计和生产实际的关系有较具体的认识，对这些现代设计方法有基本的了解，并在此基础上，能初步进行产品功能原理方案和可靠性等的设计计算，能初步应用优化程序库和有限元分析等软件。各校可根据自己的条件，安排加强某些章节特点或应用软件的学习。
本书由赵松年、王生泽、汪飞雪任主编。参加本书编写的有：赵松年、张永斗（第1、2章），刘磊、杨晔、刘赛（第3、8、9、10章），陈振中（第4章），陈慧敏（第5章），汪飞雪（第6章），杨崇倡、廖壑（第7章），王永兴（第11章）。王生泽对第4、5、7、11章进行了定稿。
由于本书体系是新一轮的实践尝试，限于编者水平，疏漏和失误在所难免，恳请广大读者批评指正，并向本书引用文献资料的国内外作者致意。
编者