机械设计手册 第6版 第7卷

　　本版手册是在前5版手册的基础上吸收并总结了国内外机械工程设计领域中的新标准、新材料、新工艺、新结构、新技术、新产品、新设计理论与方法，并配合我国创新驱动战略的需求撰写而成的。本版手册全面系统地介绍了常规设计、机电一体化设计、机电系统控制、现代设计与创新设计方法及其应用等内容，具有体系新颖、内容现代、凸显创新、系统全面、信息量大、实用可靠及简明便查等特点。 本版手册分为7卷55篇，内容有：机械设计基础资料、机械零部件设计（连接、紧固与传动）、机械零部件设计（轴系、支承与其他）、流体传动与控制、机电一体化与控制技术、现代设计与创新设计等。 本卷为第7卷，主要内容有：机械创新设计概论，创新设计方法论，顶层设计原理、方法与应用，创新原理、思维、方法与应用，绿色设计与和谐设计，智能设计，仿生机械设计，互联网上的合作设计，工业通信网络，面向机械工程领域的大数据、云计算与物联网技术，3D打印设计与制造技术，系统化设计理论与方法等。 本版手册可供从事机械设计、制造、维修及相关工程技术人员作为工具书使用，也可供大专院校的相关专业师生使用和参考。

　　闻邦椿，1930年9月29日出生于杭州，祖籍浙江温岭，东北大学教授，中国科学院院士，我国振动利用工程学科主要奠基者。国际机器理论与机构学联合会（IFToMM）中国委员会委员，国际转子动力学技术委员会委员，亚太振动会议指导委员会委员，中国振动工程学会名誉理事长。曾任第六、七、八、九届全国政协委员，国务院学位委员会第二、三、四届机械工程学科评议组成员，中国振动工程学会理事长，《振动工程学报》主编等职。曾获国际科技奖2项，国家技术发明奖和科技进步奖5项，省、部级一、二等科技奖10余项。

目 录
第44篇 机械创新设计概论
第1章 概 述
1 创新是我国科技和经济发展的重要战略 44-3
2 创新设计的概念和基本内涵 44-3
3 创新设计的特点 44-4
4 创新设计的发展与现状 44-4
4.1 创新设计的发展历程 44-4
4.2 创新设计的国内外发展现状 44-5
4.2.1 国外创新设计发展现状 44-5
4.2.2 我国创新设计发展现状 44-5
5 创新设计发展的智能化 44-8
第2章 创新设计的指导思想与目标
1 创新设计的指导思想 44-9
2 创新设计的目标 44-9
2.1 创新设计的总体目标和广义目标 44-9
2.2 创新设计的技术目标 44-10
第3章 创新设计的任务、内容与方法
1 创新设计的任务 44-12
2 创新设计的基本内容 44-12
3 创新设计的方法 44-13
3.1 创新设计应采取的科学技术与 方法 44-13
3.2 创新设计方法的分类 44-13
3.3 综合设计理论方法的产生 44-14
第4章 创新设计的未来发展战略
1 创新设计的总体战略 44-15
2 创新设计的重点任务 44-15
2.1 提升重点产业领域的创新设计能力 44-15
2.2 加强设计共性关键技术研发 44-15
2.3 建设完善创新设计系统 44-15
3 创新设计的路线图 44-15
4 创新设计的发展趋势 44-16
4.1 绿色低碳 44-16
4.2 网络智能 44-16
4.3 超常融合 44-16
4.4 共创分享 44-17
第5章 创新设计方法论的体系和规则
1 创新设计方法论的体系 44-18
2 创新设计方法论的规则 44-18
参考文献 44-22
第45篇 创新设计方法论
第1章 创新设计方法论的体系、规则及研究意义
1 概述 45-3
2 创新设计的概念、定义及发展战略的探索 45-4
2.1 创新设计的概念 45-4
2.2 创新设计的定义 45-4
2.3 创新设计发展战略的探索 45-4
3 创新设计的目标、内容、方法及特点 45-5
3.1 创新设计的目标 45-5
3.1.1 创新设计的总目标 45-5
3.1.2 创新设计的具体目标 45-5
3.2 创新设计的内容和种类 45-5
3.2.1 创新设计的内容 45-5
3.2.2 创新设计的种类 45-6
3.3 创新设计的方法 45-6
3.4 创新设计的特点 45-6
4 创新设计方法论的体系和特点 45-7
4.1 创新设计方法论的体系总体框图 45-7
4.2 创新设计方法论体系的内容 45-7
4.3 创新设计方法论指导思想的特点 45-8
5 创新设计方法论的十二对规则 45-8
6 创新设计方法论取得的效果 45-10
6.1 创新设计方法论应用的智能化 45-10
6.2 运用创新设计方法论取得的效果 45-10
第2章 创新设计的目的和要求
1 概述 45-11
2 创新设计要有明确的目的 45-11
2.1 确立远大的理想和具体的目标 45-11
2.2 四类个人的理想和目标 45-11
2.3 理想和目标在实践过程中可进行必要的调整 45-12
2.4 理想和目标要经过长期的不懈努力才能实现 45-12
3 创新设计要有具体的要求 45-13
3.1 创新设计质量的准则 45-13
3.2 创新设计的六项要求 45-13
4 处理好六项要求之间的关系 45-14
5 实现六项要求的最终目标是取得最高的效益 45-14
第3章 创新设计的内容和态度
1 概述 45-15
2 创新设计要有切实的内容 45-15
2.1 把创新设计工作融入国家的总目标之中 45-15
2.2 根据自身条件和能力选择创新设计的任务 45-15
2.3 考虑客观环境和条件 45-16
2.4 选择创新设计任务要紧抓良好契机 45-16
2.5 对确定的创新设计任务进行详细剖析 45-17
2.6 通过分析找出创新设计任务的重点和难点 45-18
2.7 创新设计要勇于克服困难 45-18
2.8 研究成果必须依靠不断积累 45-18
3 创新设计要有正确的态度和理念 45-18
3.1 勤奋和刻苦 45-18
3.2 严谨和求实 45-19
3.3 改革与开放，开拓与奋进 45-19
3.4 勤于思考，善于创新 45-20
3.5 “勤奋、求实、改革（开拓）、创新”要有正确的目标 45-20
第4章 创新设计的步骤、程序及科学方法
1 概述 45-21
1.1 创新设计的四个阶段 45-21
1.2 创新设计要广泛运用先进的科学技术和方法 45-21
2 创新设计要有合理的步骤和程序 45-21
2.1 创新设计首先要做好调研 45-21
2.2 创新设计应事先制定好规划 45-22
2.3 创新设计科学实施是关键环节 45-23
2.4 创新设计要重视检验和评估 45-23
3 创新设计要广泛运用先进的科学技术和方法 45-24
第5章 创新设计工作者自身的四项潜能
1 概述 45-27
2 创新设计工作者要有良好的思想品德 45-27
3 创新设计工作者要有必需的知识和能力 45-28
3.1 学习和掌握必需的知识 45-28
3.2 以顽强拼搏的精神进行学习 45-29
3.3 创新设计所必需具备的能力 45-30
4 创新设计工作者要具备健康的身体和珍爱生命 45-30
4.1 创新设计的基本条件 45-30
4.2 保持健康和维持生命的意义是为社会做出更多的贡献 45-31
5 创新设计工作者要有坚韧的毅力和合理的战略战术 45-31
5.1 坚韧的毅力和顽强的斗志 45-31
5.2 良好的心理素质和合理的战略战术 45-32
第6章 集体 （单位） 创新设计的四项潜能
1 概述 45-33
2 要有远见卓识和善于组织的领导 45-33
3 要有足够的技术能力和管理能力的领导 45-33
4 要有一个团结协作的集体 45-34
5 顽强拼搏的奋斗精神和合理的战略战术 45-35
第7章 创新设计客观因素的影响
1 概述 45-36
2 要善于发现和利用良好的机遇 45-36
3 应选择好合适的环境 45-37
3.1 环境的类型 45-37
3.2 如何利用良好的客观环境 45-37
4 充分利用好客观条件 45-37
4.1 客观条件的种类 45-37
4.2 如何营造和利用良好的条件 45-38
第8章 创新设计动态因素的作用
1 概述 45-39
2 不断学习，学用结合 45-39
3 经常检查，定期总结 45-40
4 学习和总结会使人更聪明 45-41
第9章 用科学哲学思想来统领创新设计工作
1 概述 45-42
2 科学哲学思想六个特点的具体内容 45-42
2.1 “以人为本” 45-42
2.2 全面性和系统性 45-43
2.3 实践性和科学性 45-43
2.3.1 实践性 45-43
2.3.2 科学性 45-44
2.4 继承性和创新性 45-44
2.5 协调性和稳定性 45-45
2.6 可持续性和长期性 45-45
2.6.1 人与自然之间保持协调与和谐的基本措施 45-45
2.6.2 人与社会环境保持协调与和谐 45-45
2.6.3 人与技术、资金、市场和政策环境保持协调与和谐 45-46
3 六个特点与五大发展理念的一致性 45-46
第10章 创新设计方法论的应用
1 概述 45-47
2 创新设计的具体内容 45-47
3 创新设计方法论可应用的设计领域 45-49
3.1 创新设计方法论在产品设计中的应用 45-49
3.2 创新设计方法论在工艺设计、工业设计、流程设计等中的应用 45-50
第11章 创新设计方法论应用的智能化及专家系统
1 概述 45-53
2 专家系统的应用研究与发展 45-53
3 专家系统 45-54
3.1 专家系统的基本结构 45-54
3.2 科学方法论应为知识库中最重要的共性核心知识 45-54
3.3 比较推理是专家系统中最易实施的推理形式 45-55
4 最简单的专家系统 45-55
5 基于逻辑的故障诊断专家系统 45-58
第12章 创新设计的关键因素及制约因素分析
1 概述 45-61
2 创新设计工作要突出重点和抓住难点 45-61
3 要处理好目标、内容和方法三者之间的关系 45-62
4 创新设计工作中制约因素的分析 45-63
参考文献 45-65
第46篇 顶层设计原理、方法与应用
第1章 概 论
1 顶层设计的概念 46-3
2 做好顶层设计的意义 46-3
3 做好顶层设计应先了解做事的特点和要求 46-4
4 做好顶层设计及实现高效做事的十二对规则 46-5
第2章 顶层设计的目的
1 概述 46-8
2 顶层设计的对象与执行者 46-8
3 做好顶层设计的前提 46-8
4 做好顶层设计和实现高效做事的目标的一致性 46-9
5 做好顶层设计和实现高效做事目标的种类 46-9
6 顶层设计的方案可适时调整 46-10
7 顶层设计及高效做事的目标经过不懈努力可予以实现 46-10
第3章 顶层设计的要求
1 概述 46-11
2 顶层设计对做事的六项具体要求 46-12
2.1 顶层设计对做事“指导思想”的要求 46-12
2.2 顶层设计对做事“工作质量”的要求 46-12
2.3 顶层设计对做事“所付代价”的要求 46-13
2.4 顶层设计对做事“花费时间”的要求 46-13
2.5 顶层设计对做事“环境保护”的要求 46-14
2.6 顶层设计对做事“后续服务”的要求 46-14
3 顶层设计要处理好这六项要求之间的关系 46-14
第4章 顶层设计的任务
1 概述 46-15
2 顶层设计之前应做的一些准备工作 46-15
3 顶层设计的总体规划和框架 46-16
4 顶层设计的各子规划模型及内容 46-18
5 做好顶层设计预计可产生的效果 46-21
第5章 做好顶层设计应具有的正确态度
1 概述 46-22
2 做好顶层设计要有勤奋刻苦的态度 46-22
3 做好顶层设计要有严谨求实的态度 46-22
4 做好顶层设计要有勇于实践和开拓奋进的理念 46-22
5 做好顶层设计要有勤于思考和敢于创新的精神 46-23
6 “勤奋、求实、开拓、创新”要有正确的目标 46-24
6.1 要确立明确的目标 46-24
6.2 要培养学习和工作的兴趣 46-24
第6章 顶层设计的步骤
1 概述 46-25
2 顶层设计前先要做好调查研究 46-25
3 顶层设计的基本任务是制定好规划 46-26
4 顶层设计对实施过程要有充分的了解 46-26
5 顶层设计要考虑对所做事的检查和评估 46-27
第7章 顶层设计的方法
1 概述 46-28
2 现代的科学技术中的先进理论和方法 46-28
3 顶层设计应重视科学的哲学思想和方法的应用 46-29
4 顶层设计要应用系统论和系统工程的思想和方法 46-29
5 顶层设计要广泛应用现代信息技术 46-29
6 顶层设计应重视各种优化理论和方法的应用 46-30
7 顶层设计应重视创新的原理和方法的应用 46-30
8 顶层设计应重视预测学理论和方法的应用 46-33
第8章 做好顶层设计的主观因素 （对个人）
1 概述 46-34
2 做好顶层设计要有正确的思想品德 46-34
3 做好顶层设计要有必需的知识和能力 46-35
3.1 学习和掌握各种必要的知识 46-36
3.2 要培育各种必需的能力 46-36
4 做好顶层设计要保持身体健康和生命安全 46-37
5 做好顶层设计要有坚韧的毅力和采取合理的战术 46-37
第9章 做好顶层设计的主观因素 （对集体）
1 概述 46-39
2 顶层设计要考虑如何充分发挥领导和组织的积极作用 46-39
3 顶层设计要考虑如何充分发挥集体的技术能力和管理能力 46-41
4 顶层设计要考虑如何搞好集体的团结和协作 46-42
4.1 团结是集体的生命及活力所在 46-42
4.2 好的领导应善于把群众组织起来 46-42
4.3 良好分工是发挥集体力量的基础 46-42
5 顶层设计要考虑如何充分发挥集体的奋斗精神和采取的战术 46-42
第10章 做好顶层设计的客观因素
1 概述 46-44
2 顶层设计要考虑如何紧抓所做事的良好机遇 46-44
2.1 机遇来源于对某一事物的迫切需求 46-44
2.2 机遇存在于新技术的形成和发展过程中 46-45
2.3 机遇存在于一些地区滞后发展的过程中 46-45
2.4 机遇存在于各个国家和地区不平衡的环境中 46-45
2.5 机遇存在于事物不断振荡的过程中 46-46
2.6 机遇存在于某些空白研究领域或交叉领域 46-46
2.7 机遇蕴藏在一些尚未解决的科学技术和工程难题中 46-47
2.8 机遇来源于可利用的人、财、物 46-47
2.9 机遇来源于某一国家或某一地区所制定的特殊政策 46-47
2.10 机遇产生于对某些经济规则的调整过程 46-48
2.11 机遇只给有准备的人 46-48
3 顶层设计要考虑所做事如何保护和利用环境 46-49
3.1 狭义环境 46-49
3.2 广义环境 46-49
3.3 如何利用良好的客观环境 46-50
4 顶层设计要考虑所做事如何充分利用外部条件 46-50
4.1 外部条件的种类 46-50
4.2 如何营造和利用良好的条件 46-51
第11章 做好顶层设计要重视两件要事:学习和总结
1 概述 46-52
2 顶层设计要对工作过程中的学习进行规划 46-52
3 顶层设计要对所做事的检查和总结进行规划 46-52
3.1 检查和总结的目的与意义 46-53
3.2 检查和总结的内容 46-53
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