本書介紹了產(chǎn)品與項(xiàng)目設(shè)計(jì)的基本概念與原則及其在工程中的應(yīng)用。本書面向所有工程專業(yè)背景的讀者，解釋產(chǎn)品和項(xiàng)目設(shè)計(jì)的過程而不是技術(shù)細(xì)節(jié)。主要內(nèi)容包括工程概述、什么是設(shè)計(jì)、項(xiàng)目管理和團(tuán)隊(duì)合作技巧、工程管理工具、人機(jī)交互界面、工程師與真實(shí)世界、溝通、寫作與展示，這些對工程師的實(shí)際工作非常有幫助。
本書以工程思維和工程設(shè)計(jì)為生線，從各工程學(xué)科及主要專業(yè)領(lǐng)域的介紹開始，逐 步深入地介紹衛(wèi)程師的技能、工程和設(shè)計(jì)的概念、常用的工程工具、項(xiàng)目管理、用戶體驗(yàn)、工程師的人際交往等內(nèi)容，幫助讀者盡快融入工程師的角色。 作為全美靜電協(xié)會前生席，本書作者有扎實(shí)的工程項(xiàng)自基礎(chǔ)和富的經(jīng)驗(yàn)，整個(gè)工程思維的脈絡(luò)在他的筆下被剖析得細(xì)致入微，書中各種類型的工程案例及分析，使全書內(nèi)容飽滿、引人入勝，并引發(fā)讀者的思考。 突出強(qiáng)調(diào)工程中的關(guān)鍵理念、常用工作方法和良好的工作習(xí)慣，并通過一系列的 實(shí)例和練習(xí)來提升讀者的工程素養(yǎng)，將工程思維的培養(yǎng)融入工作的方方面面。
前 言本書是一本介紹工程的入門教材，但也可用于高級課程，例如高級工程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)等。雖然在本書的編寫中注重工程設(shè)計(jì)的連續(xù)性，但每章都是作為獨(dú)立模塊來編寫的。沒有一個(gè)章節(jié)依賴或需要閱讀任何其他章節(jié)。相反，如果教師愿意的話，本書也易于整體使用。本書從基礎(chǔ)層面講授工程設(shè)計(jì)原理并討論設(shè)計(jì)工具，同時(shí)借鑒了許多工程學(xué)科的示例。本書中的內(nèi)容并不能完全代表所有學(xué)科，但是討論的內(nèi)容和例子是完全通用的，任何工程學(xué)科的學(xué)生都會發(fā)現(xiàn)本書具有啟發(fā)性和實(shí)用性。某些主題中提供了與特定工程技術(shù)有關(guān)的技術(shù)細(xì)節(jié)，以幫助學(xué)生掌握示例和案例研究中的關(guān)鍵問題。盡管在幾個(gè)地方使用了數(shù)學(xué)運(yùn)算，但是學(xué)習(xí)本書只要求學(xué)生具備基本的代數(shù)知識。關(guān)于文檔的重要性和計(jì)算機(jī)的使用也是本書頻繁討論的主題。讀者不需要具備任何一種編程語言的知識。在示例中，沒有特定使用某一種編程語言的特殊之處，也不強(qiáng)調(diào)對某種編程語言的使用。書中首先使用流程圖方法來解釋編程邏輯，接著給出MATLAB、C或C++中的示例代碼。本書附帶了“教師資源手冊”，指導(dǎo)教師布置各種章節(jié)末尾的練習(xí)。設(shè)計(jì)是一個(gè)開放式過程，一個(gè)問題可以有多種解決方案。因此，為一本設(shè)計(jì)類的教材編寫參考答案是一個(gè)難題。對于分析或封閉式的問題，手冊中提供了具體的答案和詳細(xì)的解決方案。對于沒有標(biāo)準(zhǔn)答案的開放式設(shè)計(jì)問題，手冊中為教師提供指導(dǎo)原則，而不是具體答案。這些準(zhǔn)則用于幫助教師引導(dǎo)學(xué)生完成某個(gè)問題的設(shè)計(jì)過程中的各個(gè)階段工作。 關(guān)于教輔資源，僅提供給采用本書作為教材的教師用作課堂教學(xué)、布置作業(yè)、發(fā)布考試等。如有需要的教師，請直接聯(lián)系Pearson北京辦公室查詢并填表申請。聯(lián)系郵箱：Copub.Hed@pearson.com�！庉嬜”景姹镜男略鰞�(nèi)容：●更新了正文、示例、練習(xí)和問題中的技術(shù)，以反映現(xiàn)代設(shè)計(jì)實(shí)踐�！裾闲鲁霈F(xiàn)的創(chuàng)新性事物，如智能手機(jī)、社交媒體、因特網(wǎng)搜索和無線設(shè)備�！窀嗟貜�(qiáng)調(diào)了可再生能源、環(huán)境問題、倫理和社會影響。●討論了市場全球化對工程設(shè)計(jì)的影響�！裥碌脑O(shè)計(jì)案例研究�！裨黾恿艘恍┯绊懼卮蟮氖〉墓こ淌纠�。●增加了人機(jī)界面的案例研究。以下是本書中每章內(nèi)容的簡要總結(jié)。第1章簡要介紹了工程各學(xué)科以及該學(xué)科的主要專業(yè)領(lǐng)域。學(xué)科清單是全面的，但不是詳盡的。關(guān)于工程師在公司中作用的討論側(cè)重于工程師對項(xiàng)目管理的中心性，以及工程師可以輕易地與來自不同專業(yè)背景的人溝通。在本章結(jié)尾，解釋了工程師的三個(gè)最重要的技能：知識、經(jīng)驗(yàn)和直覺。第2章從“設(shè)計(jì)”一詞的多個(gè)定義開始，介紹了一種設(shè)計(jì)周期版本，同時(shí)強(qiáng)調(diào)其他版本可能適用于不同的設(shè)計(jì)任務(wù)或不同的專業(yè)設(shè)置。本章討論了分析、設(shè)計(jì)與復(fù)制之間的差異，比較了優(yōu)秀的設(shè)計(jì)與糟糕的設(shè)計(jì)。使用頭腦風(fēng)暴的例子說明了產(chǎn)生創(chuàng)造性想法的技巧。本章總結(jié)了一些具體的設(shè)計(jì)實(shí)例，說明了形成產(chǎn)品可采取的多種方法。本章使用的“產(chǎn)品”一詞是指設(shè)計(jì)過程的目標(biāo)，而不一定是用來銷售的實(shí)物。第3章重點(diǎn)介紹項(xiàng)目管理。本章的中心主題包括團(tuán)隊(duì)合作、組織、時(shí)間管理以及文檔撰寫等所有重要任務(wù)。本章結(jié)尾是與知識產(chǎn)權(quán)有關(guān)的法律問題的簡要討論。第4章介紹了許多工程工具。雖然有些工具對于個(gè)別學(xué)生來說可能比其他工具更重要，但這些部分的通用性足以使本章對大多數(shù)專業(yè)都有用。單位的概念、尺寸、公差、圖形、原型、逆向工程、故障排除和計(jì)算機(jī)分析以及電子表格和實(shí)體建模都是本章涵蓋的主題。第5章介紹人機(jī)界面。本章討論了人與機(jī)器的相互作用，涉及人體工程學(xué)以及認(rèn)知的概念。本章的后半部分是關(guān)于人機(jī)界面利弊的案例研究。第6章概述了經(jīng)典工程災(zāi)難以及廣受關(guān)注的工程事故。本章重點(diǎn)介紹工程師如何從錯(cuò)誤中學(xué)習(xí)，而不是簡單地記錄工程事故。第7章介紹了人際交往的主題。本章詳細(xì)討論了演講、寫作和口頭表達(dá)的技巧，并在每個(gè)類別中提供了幾個(gè)很好的例子。我喜歡為工程師編寫最新的設(shè)計(jì)原則，希望你和你的學(xué)生也喜歡這本書。致謝本書的許多插圖都是由阿比蓋爾·艾達(dá)·�？怂梗ˋbigail Ida Erkes）制作的。她還做了大量的研究，找到并記錄了許多用作插圖的照片。非常感謝她在書稿的準(zhǔn)備階段所做出的努力。我還要感謝許多學(xué)生參與討論，這讓我在設(shè)計(jì)實(shí)例的選擇上深受啟發(fā)。MNHBoston, MA
馬克·N. 霍倫斯坦（Mark N.Horenstein）美國波士頓大學(xué)電氣與計(jì)算機(jī)工程系榮休教授，IEEE會士，美國靜電協(xié)會前主席。曾擔(dān)任《靜電學(xué)雜志》名譽(yù)主編。他擁有麻省理工學(xué)院和加州大學(xué)伯克利分校電氣工程博士和碩士學(xué)位，并常年為大學(xué)新生教授工程設(shè)計(jì)課程。他設(shè)計(jì)并開發(fā)了一套高級工程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)課程，使學(xué)生可以體驗(yàn)實(shí)際的工程項(xiàng)目過程，將所學(xué)工程知識學(xué)以致用。
目 錄譯者序前言第1章 工程是什么1 1.1 工程有許多領(lǐng)域2 1.1.1 航空工程3 1.1.2 農(nóng)業(yè)工程4 1.1.3 生物醫(yī)學(xué)工程4 1.1.4 化學(xué)工程5 1.1.5 土木工程5 1.1.6 計(jì)算機(jī)工程6 1.1.7 電氣工程7 1.1.8 環(huán)境工程8 1.1.9 工業(yè)工程8 1.1.10 材料工程9 1.1.11 機(jī)械工程10 1.1.12 機(jī)電工程10 1.1.13 造船工程11 1.1.14 核工程11 1.1.15 石油工程12 1.1.16 系統(tǒng)工程12 1.2 一些工程專業(yè)組織13 1.3 成為一個(gè)注冊專業(yè)工程師14 1.4 工程師：項(xiàng)目管理的核心15 1.5 工程：一組技能18 1.5.1 知識18 1.5.2 經(jīng)驗(yàn)19 1.5.3 直覺19 關(guān)鍵術(shù)語21第2章 設(shè)計(jì)是什么22 2.1 “設(shè)計(jì)”一詞的使用22 2.2 分析、設(shè)計(jì)和復(fù)制之間的不同23 2.2.1 分析25 2.2.2 設(shè)計(jì)26 2.2.3 復(fù)制27 2.3 優(yōu)秀的設(shè)計(jì)與糟糕的設(shè)計(jì)31 2.4 設(shè)計(jì)周期35 2.4.1 定義總體目標(biāo)35 2.4.2 收集信息36 2.4.3 確認(rèn)和評估可能的設(shè)計(jì)策略36 2.4.4 設(shè)計(jì)初試37 2.4.5 模型與分析38 2.4.6 構(gòu)建原型、記錄文檔和測試38 2.4.7 修改和再次修改40 2.4.8 徹底測試產(chǎn)品41 2.5 生成想法44 2.5.1 頭腦風(fēng)暴的基本規(guī)則44 2.5.2 正式的頭腦風(fēng)暴45 2.5.3 非正式的頭腦風(fēng)暴會議50 2.6 設(shè)計(jì)實(shí)例56 2.6.1 機(jī)器人設(shè)計(jì)大賽56 2.6.2 面罩生產(chǎn)設(shè)備64 2.6.3 自動移液器67 2.6.4 帆船自動駕駛儀72 2.6.5 海洋能量采集機(jī)75 總結(jié)79 關(guān)鍵術(shù)語79 問題80第3章 項(xiàng)目管理與團(tuán)隊(duì)合作技能88 3.1 在團(tuán)隊(duì)中工作88 3.1.1 建立一個(gè)有效的團(tuán)隊(duì)89 3.1.2 組織結(jié)構(gòu)圖92 3.1.3 職位描述93 3.1.4 團(tuán)隊(duì)聯(lián)系人列表93 3.1.5 團(tuán)隊(duì)會議93 3.1.6 與組織中其他團(tuán)隊(duì)合作94 3.2 管理任務(wù)：保持項(xiàng)目正常進(jìn)行97 3.2.1 清單97 3.2.2 時(shí)間表98 3.2.3 甘特圖98 3.2.4 PERT圖99 3.3 文檔：項(xiàng)目成功的關(guān)鍵103 3.3.1 紙質(zhì)文檔與電子文檔104 3.3.2 工程師的日志（筆記本）104 3.3.3 日志格式105 3.3.4 使用你的工程日志105 3.3.5 技術(shù)報(bào)告107 3.3.6 軟件文檔與工程日志的作用108 3.3.7 日志的重要性：案例研究1109 3.3.8 日志的重要性：案例研究2111 3.4 法律問題：知識產(chǎn)權(quán)、專利和商業(yè)機(jī)密112 3.4.1 專利112 3.4.2 專利術(shù)語113 關(guān)鍵術(shù)語113 問題113第4章 工程工具118 4.1 估計(jì)118 4.2 數(shù)字處理125 4.2.1 國際單位制125 4.2.2 單位一致126 4.2.3 有效數(shù)字127 4.2.4 尺寸和公差127 4.3 圖的類型130 4.3.1 半對數(shù)圖130 4.3.2 雙對數(shù)圖132 4.3.3 極坐標(biāo)圖133 4.3.4 三維圖形134 4.4 原型設(shè)計(jì)137 4.5 逆向工程143 4.6 計(jì)算機(jī)分析144 4.7 規(guī)格說明表155 4.8 因特網(wǎng)156 4.9 電子表格在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用159 4.10 實(shí)體模型與計(jì)算機(jī)輔助制圖167 4.10.1 為什么要畫工程圖167 4.10.2 圖紙的類型168 4.11 系統(tǒng)仿真173 4.12 電子電路仿真175 4.13 圖形化編程177 4.14 微處理器：另一種形式的計(jì)算機(jī)178 關(guān)鍵術(shù)語180 問題180第5章 人機(jī)界面190 5.1 人類如何與機(jī)器交互190 5.2 人體工程學(xué)191 5.3 認(rèn)知194 5.4 人機(jī)界面：案例研究195 關(guān)鍵術(shù)語206 問題206第6章 工程師與現(xiàn)實(shí)世界210 6.1 社會對工程師的看法210 6.2 工程師如何吸取教訓(xùn)213 6.3 失敗在工程設(shè)計(jì)中的影響：案例研究215 6.3.1 案例1：塔科馬海峽大橋215 6.3.2 案例2：哈特福德市民中心216 6.3.3 案例3：挑戰(zhàn)者號航天飛機(jī)217 6.3.4 案例4：堪薩斯市凱悅酒店218 6.3.5 案例5：三里島220 6.3.6 案例6：美國巡洋艦溫森斯號221 6.3.7 案例7：哈勃望遠(yuǎn)鏡222 6.3.8 案例8：哈維蘭彗星型客機(jī)223 6.3.9 案例9：坍塌的天花板224 6.3.10 案例10：花旗集團(tuán)中心226 6.3.11 案例11：福特Pinto227 6.4 在設(shè)計(jì)中做好失敗的準(zhǔn)備228 關(guān)鍵術(shù)語229 推薦閱讀229 問題229第7章 學(xué)會表達(dá)、書寫及演講232 7.1 良好溝通技巧的重要性233 7.2 準(zhǔn)備會談、演講和會議233 7.3 準(zhǔn)備正式演講234 7.4 撰寫電子郵件、信件及備忘錄240 7.4.1 撰寫電子郵件240 7.4.2 正式電子郵件的頭240 7.4.3 郵件內(nèi)容的第一句241 7.4.4 正文242 7.4.5 書寫正式的備忘錄和信件244 7.5 撰寫技術(shù)報(bào)告、提案和期刊文章248 7.5.1 技術(shù)報(bào)告248 7.5.2 期刊論文249 7.5.3 提案249 7.6 撰寫說明手冊249 7.6.1 簡介249 7.6.2 安裝249 7.6.3 操作250 7.6.4 安全性250 7.6.5 故障排除250 7.6.6 附錄251 7.6.7 內(nèi)容的重復(fù)251 7.7 技術(shù)文檔撰寫策略255 7.7.1 對撰寫的文檔做好規(guī)劃255 7.7.2 選擇合適的地點(diǎn)撰寫文檔255 7.7.3 確定讀者255 7.7.4 做筆記255 7.7.5 創(chuàng)建主題標(biāo)題256 7.7.6 短暫休息256 7.7.7 寫第一稿256 7.7.8 閱讀草稿256 7.7.9 修改草稿256 7.7.10 修改、修改、再修改257 7.7.11 審查最后的草稿257 7.7.12 常見的撰寫錯(cuò)誤257 關(guān)鍵術(shù)語258 問題258 索引262
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