第1章優化設計簡介
1.1優化與設計
1.1.1優化
1.1.2設計
1.2優化設計及其發展
1.2.1優化設計
1.2.2優化設計發展簡史
1.3優化設計的不足及發展趨勢
1.3.1優化設計的不足
1.3.2優化設計的發展趨勢
參考文獻

第2章優化設計算法
2.1優化設計算法簡介
2.1.1優化模型描述
2.1.2優化設計算法分類
2.1.3最優解的評定
2.2線性規劃方法
2.2.1線性規劃方法簡介
2.2.2單純形法
2.2.3其他算法簡介
2.3非線性規劃方法
2.3.1非線性規劃方法簡介
2.3.2無約束非線性規劃算法
2.3.3約束非線性規劃算法
啟發式算法
2.啟發式算法簡介
2.4.2遺傳算法
2.4.3模擬退火算法
2.4.4蟻群算法
參考文獻

第3章方案優化設計
3.1方案優化設計簡介
3.1.1方案設計任務的描述
3.1.2功能、原理與工作結構的構建
3.1.3方案的形成
3.2方案及優化模型的生成
3.2.1方案組件庫的構建
3.2.2繫統方案的動態生成
3.2.3繫統優化模型的動態生成
3.3基於仿真的方案集成優化設計
3.3.1優化模型的動態編碼
3.3.2模型優化與性能仿真的集成
3.4典型應用案例
3.4.1設計案例描述
3.4.2優化設計結果
參考文獻

第4章拓撲優化設計
4.1拓撲優化設計簡介
4.2拓撲優化設計方法
4.2.1均勻化方法
4.2.2帶懲罰的固體各向同性微結構方法
4.2.3進化結構優化方法
4.2.4水平集方法
4.3典型應用案例
4.3.1設計案例描述
4.3.2優化設計結果
參考文獻

第5章代理模型優化設計
5.1代理模型簡介
5.1.1響應面模型
5.1.2徑向基函數模型
5.1.3克裡金模型
5.2代理模型性能評價
5.2.1預測精度
5.2.2魯棒性
5.3典型應用案例
5.3.1代理模型構建
5.3.2代理模型優化設計
參考文獻

第6章多學科優化設計
6.1多學科優化設計簡介
6.1.1多學科優化設計的定義
6.1.2多學科優化設計的關鍵技術
6.1.3多學科優化設計的數學表述
6.2多學科優化設計方法
6.2.1多學科可行法
6.2.2單學科可行法
6.2.3協同優化法
6.3典型應用案例
6.3.1設計案例描述
6.3.2優化設計結果
參考文獻

第7章可靠性優化設計
7.1可靠性優化設計簡介
7.2可靠性優化設計方法
7.2.1基於概率解析的可靠性優化設計
7.2.2基於代理模型的可靠性優化設計
7.2.3時變可靠性優化設計
7.3典型應用案例
7.3.1設計案例描述
7.3.2優化設計結果
參考文獻

第8章穩健性優化設計
8.1穩健性優化設計簡介
8.1.1穩健性優化設計的定義
8.1.2穩健性優化設計的內容
8.1.3穩健性優化設計的步驟
8.2穩健性優化設計方法
8.2.1均值方差法
8.2.2極差分析法
8.3典型應用案例
8.3.1設計案例描述
8.3.2優化設計結果
參考文獻

本書是“智能制造繫列教材”之一，由優化設計簡介、優化設計算法、方案優化設計、拓撲優化設計、代理模型優化設計、多學科優化設計、可靠性優化設計和穩健優化設計8章組成，其內容面向智能制造工程專業本科生教學基本要求。
在科學技術和工程應用中，優化設計的思想已被廣泛應用於各類工業產品設計、軟件開發、裝備研發、航空航天等領域，所產生的價值也是眾所周知的。計算機技術的高速發展和UG、Creo、SolidWorks、CATIA、ANSYS、HyperWorks、ABAQUS等眾多CAD/CAE工業軟件在設計領域的迅猛普及為優化設計提供了更為廣闊的發展空間和應用前景。本書的內容取舍力求理論框架簡明清晰，適合優化設計方向本科生的學習需要，深淺適度，難度適中。
本書是華中科技大學機械科學與工程學院、東華大學機械工程學院相關團隊的全體師生長期研究實踐的結晶。其中，第1章由高亮編寫，第2、3章由李玉良編寫，第4章由李好編寫，第5、6、8章由肖蜜編寫，第7章由邱浩波編寫。本書的編寫不僅得到了華中科技大學研究生院的支持，還得到了華中科技大學機械科學與工程學院全體師生的關心和協助，在此表示衷心的感謝。作者對清華大學出版社和本書編輯所做的工作表示感謝。
本書內容雖經多次討論研究，隨著科學技術的發展和理論研究的進步仍然需要不斷地完善，其中的問題和不足，敬請同行和讀者不吝指正。

作者
2022年5月於華中科技大學