在数字孪生和大数据、人工智能等新一代信息技术的促进下，为工业生产过程性产品设计提供更多的思路，以碳中和为目标的工业生产过程性产品优化设计是以数据、信息、知识汇聚为核心，以实现碳中和需求为导向，汇聚、组织、融合、协同多类数据资源、信息技术，为制造企业产品生产提供的一种工业生产过程性产品优化设计方法，是推动产业科技进步与社会协调发展的基础条件。本书依托国家自然科学基金课题，在分析工业生产过程性产品设计现状、要素构成、设计核心，以及现状与面临的挑战的基础上，沿着工业生产过程性产品的设计、生产、运输、使用、回收这条生命周期主线，从框架到模型，到关键核心问题和体系架构的解决思路、方法、算法和实现技术逐步深入。首先，从工业生产过程性产品设计的内涵、现状与挑战，以及工业生产过程性产品设计存在的问题，提出了设计服务碳中和的工业生产过程性产品优化的迫切需求，分析了服务碳中和的工业生产过程性产品设计的难点。在此基础上，提出了服务碳中和工业生产过程性产品设计的组织框架和模型，重点研究了工业生产过程性产品设计因子提取与量化的关键技术体系。然后，给出了工业生产过程性产品优化设计步骤、方法及关键实现技术，基于协同理论重点研究了机械加工过程性产品系统构建；最后，以服务碳中和的车削、铣削、钻削过程性产品设计需求为背景，给出了过程性产品设计分析、过程性产品设计建模、过程性产品设计信息技术融合，以及服务开发实现过程。