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第一篇　绿色设计1

第一章　绿色设计的产生与研究进展3

1.1　绿色设计产生的背景3

1.2　绿色设计是绿色消费的必然要求3

1.3　绿色设计是可持续发展的必然选择4

1.4　绿色设计是消除贸易保护的有效方法5

1.5　绿色设计的研究现状与研究进展6

1.5.1　绿色设计的研究现状6

1.5.2　绿色设计研究进展7

第二章　绿色设计的基本概念11

2.1　产品的生命周期概念11

2.2　绿色设计概念12

2.2.1　绿色产品定义12

2.2.2　绿色设计的定义13

2.2.3　绿色设计的特点13

2.2.4　绿色设计与传统设计的关系14

2.3　绿色设计主要研究对象15

2.3.1　绿色设计的材料选择与管理15

2.3.2　产品的可回收性设计16

2.3.3　产品的装配与拆卸性设计16

2.3.4　产品的包装设计16

2.3.5　绿色产品的成本分析16

2.3.6　绿色产品设计数据库与知识库17

第三章　绿色设计方法18

3.1　绿色设计方法概述18

3.2　绿色设计中产品需求的获取方法19

3.2.1　获取产品需求的拓扑结构19

3.2.2　产品需求描述的规范化20

3.2.3　环境需求分析20

3.3　绿色设计方法21

3.3.1　系统设计法21

3.3.2　模块化设计法22

3.3.3　长寿命设计法25

3.4　绿色设计实施模式26

3.5　绿色设计步骤26

3.6　绿色设计的实施28

3.7　绿色设计准则29

第四章　绿色材料及其选择31

4.1　影响材料选择的因素31

4.2　绿色材料的定义与特征32

4.2.1　绿色设计对材料的要求32

4.2.2　绿色材料的定义33

4.2.3　绿色材料的特征33

4.3　绿色材料的选择与管理33

4.3.1　绿色材料选择的原则33

4.3.2　绿色材料选择考虑的因素33

4.3.3　绿色材料的管理34

4.3.4　绿色材料的现状与发展34

第五章　绿色设计的关键技术37

5.1　拆卸技术37

5.1.1　拆卸设计的定义及其特点37

5.1.2　拆卸设计准则38

5.2　回收技术40

5.2.1　回收设计的定义及其特点40

5.2.2　回收设计准则41

5.3　绿色设计的数据库与知识库41

5.3.1　绿色设计的数据与知识的种类、特点42

5.3.2　绿色设计的数据与知识的获取与表达42

5.3.3　绿色设计的数据库与知识库的设计43

5.3.4　构造绿色设计数据库与知识库的一般步骤44

第六章　绿色设计的效益与应用46

6.1　21世纪产品的特点46

6.2　绿色设计效益47

6.2.1　绿色设计的社会效益47

6.2.2　绿色设计的经济效益47

6.3　绿色设计的应用48

6.3.1　绿色设计在汽车工业中的应用48

6.3.2　绿色设计在电冰箱工业中的应用50

第二篇　虚拟设计53

第七章　虚拟设计概述55

7.1　虚拟设计概念55

7.1.1　虚拟现实技术概念56

7.1.2　虚拟现实技术的发展56

7.1.3　虚拟现实的基本特征57

7.1.4　虚拟现实系统59

7.1.5　虚拟设计的概念59

7.2　虚拟设计与计算机仿真的关系59

7.2.1　计算机仿真（Computer Simulation,CS）59

7.2.2　虚拟设计与计算机仿真关系60

7.3　虚拟设计与计算机辅助设计的关系60

7.3.1　计算机辅助设计（Computer Aided Design,CAD）60

7.3.2　虚拟设计与计算机辅助设计的关系60

7.4　虚拟设计与虚拟制造的关系60

7.4.1　虚拟制造（Virtual Manufacturing,VM）60

7.4.2　虚拟设计与虚拟制造的关系61

7.5　虚拟产品及其设计过程62

7.5.1　虚拟产品（Virtual Product,VP）62

7.5.2　虚拟产品设计过程62

第八章　虚拟设计系统64

8.1　虚拟设计系统构造64

8.2　虚拟环境生成系统64

8.2.1　虚拟环境生成系统的功能64

8.2.2　虚拟环境生成系统的组成64

8.2.3　虚拟环境生成系统中的数据库64

8.2.4　虚拟环境生成方法65

8.3　虚拟设计系统中的交互技术67

8.3.1　视觉显示设备67

8.3.2　三维虚拟声音69

8.3.3　触觉反馈系统71

8.3.4　跟踪探测装置73

8.4　虚拟现实接口的任务75

8.4.1　形状设计的基本活动75

8.4.2　虚拟现实接口的任务75

第九章　虚拟环境设计及其典型开发系统78

9.1　虚拟环境设计方法78

9.1.1　面向对象技术78

9.1.2　面向智能体技术80

9.1.3　虚拟环境开发系统管理模型简介80

9.2　典型的虚拟环境开发系统81

9.2.1　常见的虚拟环境编辑器81

9.2.2　分布式虚拟环境开发系统dVES83

9.2.3　虚拟环境开发系统RB283

9.2.4　虚拟现实建模语言VRML介绍86

第十章　虚拟设计技术的综合应用89

10.1　大众公司现行虚拟设计系统89

10.1.1　硬件配置89

10.1.2　系统软件90

10.2　大众公司应用举例91

10.2.1　虚拟人“Ramsis”91

10.2.2　用虚拟模型代替实物模型91

10.2.3　汽车碰撞有限元计算92

10.2.4　虚拟产品诊所92

10.2.5　人机工程学模型92

10.2.6　全球虚拟设计系统92

10.3　虚拟技术在工业领域中的应用93

10.4　虚拟技术在其他领域中的应用93

10.4.1　虚拟技术在军事上的作用93

10.4.2　虚拟技术在宇航中的作用94

10.4.3　虚拟技术在股票市场中的作用94

10.5　虚拟制造技术的学术研究95

10.6　支持虚拟制造的主要软件96

10.7　虚拟制造技术研究与应用的方向96

10.7.1　虚拟制造系统的研究96

10.7.2　虚拟制造技术应用研究97

10.7.3　支持虚拟制造的软件系统开发97

第三篇　创新设计99

第十一章　创新概述101

11.1　创新的概念101

11.1.1　创新的含义101

11.1.2　创新的特点102

11.2　创新的作用102

11.3　创新的基本类型103

11.3.1　物质创新103

11.3.2　非物质创新105

11.3.3　创新的另一分类105

11.4　创新的基本特征106

11.5　创新的基本因素108

11.5.1　创新者——主体因素108

11.5.2　创新目标——客体因素108

11.5.3　创新环境——环境因素109

第十二章　创新思维的形式111

12.1　创新思维的含义111

12.2　创新思维的基本类型111

12.3　创新思维的主要形式113

12.3.1　求异思维113

12.3.2　发散思维114

12.3.3　收敛思维115

12.3.4　类比思维117

12.3.5　灵感思维118

第十三章　创新思维的特点和过程120

13.1　创新思维的特点120

13.1.1　思维的突破性120

13.1.2　思维的求异性121

13.1.3　思维的非逻辑性121

13.1.4　思维的发散性122

13.1.5　思维的广阔性122

13.1.6　思维的灵活性122

13.1.7　思维的洞察性123

13.1.8　思维的坚定性123

13.1.9　思维的批判性123

13.2　创新思维的过程124

13.2.1　准备阶段124

13.2.2　思考阶段125

13.2.3　酝酿阶段125

13.2.4　灵感阶段125

13.2.5　验证阶段126

第十四章　创新思维的主要方法127

14.1　联想127

14.1.1　联想的含义127

14.1.2　联想的基本特征128

14.1.3　联想的创造功能128

14.1.4　联想的分类129

14.2　想象130

14.2.1　想象的含义130

14.2.2　想象的基本特征130

14.2.3　想象的创造功能131

14.2.4　想象的分类131

14.3　灵感132

14.3.1　灵感的含义133

14.3.2　灵感的产生133

14.3.3　灵感的基本特征133

14.4　直觉134

14.4.1　直觉的含义134

14.4.2　直觉的基本特征135

14.4.3　直觉的创造功能135

14.4.4　直觉的分类136

14.5　创新思维主要方法之间的关系136

第十五章　创新设计法则和技法138

15.1　创新设计的主要法则138

15.1.1　综合法则138

15.1.2　还原法则138

15.1.3　对应法则139

15.1.4　移植法则139

15.1.5　离散法则139

15.1.6　强化法则139

15.1.7　换元法则140

15.1.8　组合法则140

15.1.9　逆反法则140

15.1.10　群体法则141

15.2　创新设计的主要技法141

15.2.1　组合创造技法141

15.2.2　移植创造技法143

15.2.3　替代创造技法145

15.2.4　变革创造技法148

15.2.5　逆向创造技法150

15.2.6　联想创造技法150

15.2.7　信息创造技法152

15.2.8　仿生创造技法154

15.2.9　机遇创造技法156

15.2.10　设问创造技法157

15.2.11　列举创造技法163

第十六章　创新技术发明实例166

16.1　近代机床的诞生166

16.1.1　机床发明的背景166

16.1.2　综合与创新167

16.1.3　继续前进169

16.1.4　“近代机床的诞生”给我们的启示170

16.2　贝尔与电话171

16.2.1　电报引起的联想171

16.2.2　偶然现象的启示171

16.2.3　声学与电磁学的结合172

16.2.4　艰难曲折的道路173

16.2.5　向实用性前进173

16.2.6　努力获得社会的承认174

16.2.7　“贝尔与电话”给我们的启示175

16.3　从巴贝基计算机到ENIAC175

16.3.1　古典计算机的发展和巴贝基的计算机175

16.3.2　现代计算机的开端与ENIAC177

16.3.3 由巴贝基计算机到ENIAC计算机所想到的177

16.3.4　“从巴贝基计算机到ENIAC”给我们的启示180

16.4　内燃机的发展180

16.4.1　内燃机的产生180

16.4.2　往复式内燃机182

16.4.3　转动式内燃机184

16.4.4　内燃机的最新进展185

16.4.5　“内燃机的发展”给我们的启示186

16.5　三角转子发动机的研制186

16.5.1　科学决策186

16.5.2　会战形式188

16.5.3　苦战劲头189

16.5.4　协作精神190

16.5.5　“三角转子发动机的研制”给我们的启示191

16.6　食品保鲜的电冰箱191

16.6.1　从天然冰雪到人工制冷192

16.6.2　电冰箱的结构与工作原理193

16.6.3　禁止使用氟里昂194

16.6.4　新型的电冰箱194

16.7　新型无人驾驶飞机195

16.7.1　现有的无人飞行技术195

16.7.2　新一代智能化飞行软件196

16.7.3　未来的无人驾驶飞机196

16.8　20世纪的重大创新发明197

第十七章　21世纪科学技术发展大趋势201

17.1　21世纪科学发展大趋势202

17.1.1　向微观世界深入发展202

17.1.2　向宏观、整体研究发展203

17.1.3 向研究人脑高级功能、揭示智能本质方向发展204

17.1.4　向计算机和通信技术广泛应用的领域发展204

17.1.5 向人与资源、生态环境协调的方向发展204

17.1.6　向非平衡、非线性复杂系统等学科交叉综合的领域发展204

17.1.7 自然科学向传统社会科学研究的领域发展205

17.2　21世纪高新技术发展大趋势205

17.3　21世纪高新技术产业发展大趋势206

主要参考文献210