前言

产品概念设计是产品设计过程的起点，也是产品创新的关键阶段。据统计，产品概念设计阶段实际投入费用只占产品开发总成本的5%，但决定了产品总成本的70%～80%，因而，其设计质量是决定产品最终质量、市场竞争力及企业获利的最重要的因素，概念设计已成为当前设计领域的研究热点之一。

从概念设计的过程来看，机械产品概念设计主要包括设计方案生成和设计方案评价两个阶段。与后续的详细设计相比，概念设计是一个高度智能化的设计环节，需要大量的专家知识和人脑智能支持。同时，由于处于设计的初始阶段，在设计信息上存在着很大的不确定性、不精确性和不完备性，因此，概念设计过程本身是一个高度智能化的、不确定的、发散的设计过程。基于这一特点，概念设计过程的智能化一直是制约其发展的瓶颈。

计算智能技术是由神经网络、模糊理论和进化算法等方法相互融合形成的一种研究智能问题的新兴技术，为解决高度智能化、非线性的概念设计方案生成与评价等关键问题奠定了理论基础。本书以神经网络、模糊理论和进化算法等计算智能技术作为支撑技术，并与其他相关技术交叉融合，作为问题求解工具，对机械产品概念设计方案生成与评价问题进行了广泛而深入的研究，对所涉及的方案生成和评价每个研究问题，均提出了相应的求解模型和方法，并给出了工程应用实例。

本书在撰写过程中，力求贯彻系统性、科学性和探索性。全书共分6章。第1章绪论；第2章主要对计算智能技术、计算智能在概念设计中的应用及当前研究中的问题和不足进行阐述；第3章借助进化算法，研究概念设计方案生成及组合优化问题，提出了方案生成和优化的遗传算法模型和蚁群系统模型；第4章借助模糊理论与物理规划、数据包络分析、层次分析法及多目标优化等其他相关技术，研究几种不同应用条件下的方案评价问题；第5章借助神经网络技术，研究机械运动方案设计中的机构选型评价问题；第6章借助混合计算智能技术，研究方案生成与评价整个过程的智能化和算法化问题。

本书汇集了近年来机械产品概念设计发展的前沿知识，同时也是作者主持的“基于混合软计算的复杂机械系统方案求解理论与方法研究”山西省青年科技研究基金（2007021028）研究成果的汇总。本书的目的在于形成一套较为完整和科学的基于计算智能的方案生成和评价方法体系，为机械系统的概念设计提供理论基础和方法工具。

本书可供机械设计工程技术人员及研究人员学习和参考，也可供机械专业高年级本科生和研究生作为教材使用。

由于作者水平所限，难免存在错漏和不足之处，恳请广大读者、专家、学者不吝指正。

薄瑞峰