本书全面、系统地阐述了面向增材制造的智能设计基本方法和关键技术，并配合相关的工程案例进行了解析。全书内容共9章，包括三大部分。第一部分为方法基础，包括第1～3章，介绍智能设计的内涵和实施情况；智能设计基础理论、设计方法、数理基础；面向智能设计的增材制造基础，包括增材制造的技术原理、工艺、方法等，为后续的内容奠定基础。第二部分为关键技术及应用，包括第4～8章，其中第4～6章属于智能设计关键技术应用层，介绍面向增材制造的数字化设计、网络化设计和智能化设计，包括AIGC的智能产品设计，数据驱动智能分析和数值模拟，基于物联网的协同设计和制造，基于遗传算法、粒子群优化、人工神经网络的智能优化，协同3D打印等关键技术及应用实例；第7、8章属于智能制造关键技术应用层，介绍面向增材制造的数字孪生与虚拟现实、智能检测系统与智慧工厂相关方面的技术及应用，应用案例包括数字孪生工厂、虚拟数字人、智慧工厂智能检测、数字化博物馆，以及智能识别和工业机器人等。第三部分为智创未来，包括第9章，介绍了智能设计与增材制造的未来。 本书既可作为工程设计领域和智能制造领域从业人员的技术参考书，又可作为机械工程、设计学、数据工程、信息科学等专业师生的参考书。

第1章 绪论
1.1 智能设计基本概念
1.2 智能设计的历史演进及技术背景
1.3 智能设计的内涵及外延
1.4 智能设计在智能制造中的作用
1.5 智能设计与增材制造前沿
1.6 本书组织架构
参考文献
第2章 智能设计基础
2.1 智能设计方法
2.1.1 遗传算法
2.1.2 粒子群优化方法
2.1.3 拓扑优化设计方法
2.1.4 线性支持向量机
2.2 智能设计数学基础
2.2.1 人工神经网络
2.2.2 卷积神经网络
2.2.3 知识图谱
2.2.4 生成式人工智能模型
2.2.5 机器学习
2.2.6 深度学习
2.3 数字化设计基础
2.3.1 几何建模与装配
2.3.2 物理建模仿真与优化
2.3.3 计算机辅助工艺规划
2.3.4 逆向工程技术
2.4 网络化设计基础
2.4.1 云计算与边缘计算
2.4.2 物联网与工业物联网
2.4.3 网络协同设计与协同制造平台
2.4.4 网络安全与数据保护
2.5 智能化设计基础
2.5.1 数据驱动的设计范式
2.5.2 算法赋能的创新机理
2.5.3 实时反馈的交互机制
2.5.4 自主进化的系统架构
2.5.5 虚拟样机系统技术基础
参考文献
第3章 面向智能设计的增材制造基础
3.1 增材制造技术概述
3.1.1 增材制造的基本原理
3.1.2 增材制造技术特点
3.1.3 增材制造与智能设计前沿创新
3.2 增材制造核心技术
3.2.1 增材制造的技术分类、设备及材料
3.2.2 关键核心部件及技术原理
3.2.3 增材制造的数值模拟
3.2.4 增材制造的工艺规划
3.3 增材制造智能设计准则
3.3.1 结构设计准则
3.3.2 支撑设计准则
3.3.3 聚合物零件的增材制造准则
3.3.4 金属零件的增材制造准则
3.4 智能设计与增材制造的协同制造
参考文献
第4章 面向增材制造的数字化设计
4.1 医疗康复器械的参数化设计
4.1.1 参数化设计与约束驱动建模
4.1.2 复杂晶格结构拓扑优化设计
4.1.3 生机电一体化智能矫形器设计及制造
4.2 面向增材制造的生物力学模拟与仿真
4.2.1 基于仿真的优化建模流程
4.2.2 人体骨骼/关节的仿生结构建模
4.2.3 生物力学仿真与迭代优化
4.3 数字化建模的模型预测与结构优化
4.3.1 磨粒流工艺的流体动力学仿真方法
4.3.2 磨粒流磨削量预测模型
4.3.3 磨粒流抛光结构优化
4.4 面向增材制造的多尺度与多物理场建模技术
4.4.1 功能梯度一体化模型设计与制造
4.4.2 基于多物理场建模的智能设计实验应用
参考文献
第5章 面向增材制造的网络化设计
5.1 网络化设计的技术基础
5.1.1 网络化设计范式框架
5.1.2 网络化设计关键技术解析
5.2 增材制造拥抱大数据
5.2.1 面向增材制造的大数据驱动框架
5.2.2 多模态数据采集体系
5.2.3 全生命周期数据应用
5.3 云边协同创新
5.3.1 云边协同技术体系架构
5.3.2 云端协同优化技术
5.3.3 面向增材制造的云端协同
5.4 区块链赋能增材制造
5.4.1 基于区块链的共享增材制造
5.4.2 面向知识产权的生命周期管理
5.5 网络安全
5.5.1 三维防护架构
5.5.2 核心技术
参考文献
第6章 面向增材制造的智能化设计
6.1 面向增材制造的智能化设计范式框架
6.1.1 智能化设计范式框架
6.1.2 智能设计参数对增材制造的影响
6.1.3 增材制造约束建模
6.2 智能设计技术基础
6.2.1 通用技术体系
6.2.2 前沿技术突破
6.2.3 AM 与智能设计技术融合创新
6.3 AIGC 驱动的产品创新
6.3.1 生成式AI 技术及DeepSeek 应用
6.3.2 跨模态设计技术
6.3.3 AIGC 驱动的产品全流程设计
6.4 面向增材制造的智能设计案例
6.4.1 数据驱动智能设计案例
6.4.2 算法赋能智能设计案例
6.4.3 实时反馈智能设计案例
6.4.4 自主进化智能设计案例
参考文献
第7章 面向增材制造的数字孪生与虚拟现实
7.1 数字孪生技术
7.1.1 数字孪生基本概念
7.1.2 数字孪生的集成架构
7.1.3 增材制造中实施数字孪生的关键技术
7.1.4 面向增材制造的数字孪生系统
7.2 虚拟现实技术
7.2.1 虚拟现实技术概述
7.2.2 虚拟现实的系统构成
7.2.3 增材制造应用虚拟现实的核心技术
7.2.4 面向增材制造的虚拟现实系统
7.3 数字孪生在智能设计中的应用
7.3.1 数字孪生增材制造
7.3.2 数字孪生车间的智能应用
7.3.3 数字孪生医疗系统
7.3.4 数字孪生车辆系统
7.4 虚拟现实在智能设计中的应用
7.4.1 虚拟数字人
7.4.2 虚拟康复医疗
7.4.3 虚拟现实遗产保护
7.4.4 虚拟现实博物馆
7.4.5 基于虚拟样机技