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出版者:第1版 (2006年6月1日)

作者:黄德先

出品人:

页数:225

译者:

出版时间:2006-6

价格:39.0

装帧:平装

isbn号码:9787502585501

丛书系列:

图书标签:

• 化工控制
• 先进控制
• 过程控制
• 化工工程
• 自动化
• 模型预测控制
• 优化控制
• 动态矩阵控制
• 非线性控制
• 智能控制

匠心独运，精益求精：现代工程领域的创新设计与实践 这是一本关于如何在复杂的工程项目中实现卓越性能、提升效率并最大化价值的深度探索。它并非聚焦于某个特定学科的技术细节，而是致力于揭示贯穿于所有工程领域的普适性原理与创新思维。本书将引导读者超越表面的技术实现，深入理解设计背后的逻辑、优化的艺术以及如何在不断变化的环境中保持竞争力的关键要素。 开篇：以终为始的颠覆性视角 本书的序章将打破传统工程设计的线性思维，提出“以终为始”的设计理念。我们不再是从需求出发，一步步构建解决方案，而是首先确立项目的最终愿景和预期价值，然后倒推至每一个设计决策和执行环节。这包括对项目成功标准的精准定义，对用户体验的深度洞察，以及对未来市场趋势的战略预判。我们将探讨如何识别并超越看似固有的技术限制，如何在项目的早期阶段就构建起面向未来的弹性与可持续性。 第一章：系统思维的基石：全局观与相互作用的洞察 在复杂的工程世界中，任何一个组件或环节的改变都可能对整体产生涟漪效应。本章将深入阐述系统思维的核心要义，教授读者如何构建清晰的系统模型，识别关键的子系统及其相互依赖关系。我们将通过一系列经典案例，解析如何从宏观角度审视问题，避免局部最优策略导致的全局劣解。内容将涵盖： 边界定义与层级划分： 如何清晰界定系统的范围，并将其分解为易于管理和优化的层级结构。 反馈回路的识别与驾驭： 深入理解正负反馈在系统中的作用，以及如何利用反馈机制实现稳定性和动态响应。 涌现现象的预测与利用： 探索复杂系统中可能出现的非线性行为和意想不到的模式，并将其转化为设计的优势。 模拟与建模的艺术： 介绍用于理解和预测系统行为的各类建模工具和仿真技术，以及如何构建精确且具有指导意义的模型。 第二章：解构创新：从问题到解决方案的思维重塑 创新并非凭空而来，而是建立在对现有问题的深刻理解和对潜在解决方案的系统性探索之上。本章将聚焦于创新过程的解构，提供一套行之有效的思维框架，帮助读者在面对挑战时，能够灵活运用各种工具和方法，找到突破性的解决方案。我们将重点讨论： 深度问题分析： 如何通过“5 Why”原则、鱼骨图等方法，层层剥离问题的表象，直击根本原因。 颠覆性思维训练： 鼓励打破常规，挑战既有假设，探索“不可能”的解决方案，例如逆向思维、类比思维等。 情境化设计： 理解不同应用场景对解决方案的要求，以及如何根据具体情境进行裁剪和优化。 迭代与反馈的循环： 强调原型开发、用户测试和快速迭代在创新过程中的关键作用，以及如何从失败中学习并持续改进。 第三章：要素优化：精准雕琢，释放潜力 即使拥有宏大的设计理念，最终的成败也取决于对组成系统的各个要素的优化能力。本章将深入探讨如何对工程系统中的关键要素进行精细化雕琢，以实现性能的飞跃和效率的最大化。我们将涵盖： 参数敏感性分析： 识别对系统性能影响最显著的关键参数，并集中资源进行优化。 算法与逻辑优化： 探讨如何在软件、控制策略或逻辑流程中实现效率的提升，减少不必要的计算和延迟。 材料与结构选择的智慧： 分析不同材料和结构在性能、成本、可持续性等方面的权衡，以及如何做出最优选择。 资源配置的艺术： 如何在有限的资源下，实现最优的配置和调度，例如时间、人力、能源等。 度量与监控体系的构建： 建立有效的性能度量指标，并设计相应的监控机制，以便及时发现偏差并进行调整。 第四章：人机协同的智慧：融合与共生 在现代工程实践中，人类的智慧与机器的效率日益融合。本章将探讨如何设计和管理能够实现高效人机协同的系统，充分发挥双方的优势，实现“1+1>2”的协同效应。我们将关注： 人机交互界面的设计原则： 如何设计直观、易用且信息丰富的用户界面，降低操作复杂度，减少人为错误。 自动化与人工干预的边界： 确定哪些任务适合自动化，哪些需要人类的判断和决策，以及如何实现无缝切换。 知识传递与技能传承： 探讨如何通过系统设计，实现经验和知识的有效传递，帮助新成员快速成长。 伦理与安全考量： 在人机协同系统中，如何确保数据隐私、信息安全以及对潜在风险的充分预判和应对。 第五章：适应性与韧性：在不确定中保持领先 工程项目并非静态的实体，而是存在于一个不断变化的环境中。本章将聚焦于如何构建具有高度适应性和韧性的工程系统，使其能够应对外部环境的变化、不可预见的故障以及新兴的挑战。我们将探讨： 模块化与可插拔的设计： 如何通过模块化设计，方便系统的升级、替换和扩展，降低维护成本。 冗余与故障转移策略： 设计具有多重备份和自动故障转移能力的系统，确保在部分组件失效时，整体功能不受影响。 自适应与学习能力： 探讨如何为系统赋予一定的自适应和学习能力，使其能够根据环境变化自动调整参数或行为。 风险评估与应急预案： 建立完善的风险评估机制，并制定切实可行的应急预案，以应对突发状况。 可持续性与生命周期管理： 从长远角度考虑产品的可持续性，包括能源效率、环保材料、可回收性以及全生命周期的成本效益。 第六章：精益生产的哲学：效率、价值与持续改进 本书的最后一章将回归工程实践的核心——如何通过精益的理念，实现效率的最大化和价值的最大化。我们将超越简单的“少即是多”，深入理解精益生产背后的哲学思想，并将其应用到更广泛的工程领域。内容包括： 价值流的识别与优化： 如何识别并消除价值流中的一切浪费，包括等待、过量生产、不必要的运输、过多的库存、不必要的加工、动作以及缺陷。 准时化生产（JIT）的实践： 探讨如何在工程项目中实现准时化交付，减少库存积压，提高资金周转率。 看板管理与可视化工具： 如何利用看板等可视化工具，实现工作流程的透明化和高效调度。 持续改进（Kaizen）的文化： 强调建立一种鼓励持续改进的文化，让每一位参与者都能够积极地发现问题并提出解决方案。 衡量成功： 如何建立一套全面的绩效衡量体系，持续追踪项目的进展和成果，并根据反馈进行调整。 结语：工程的未来，智慧的传承 本书的结语将对未来工程领域的发展趋势进行展望，并重申本书的核心思想：卓越的工程设计源于深刻的洞察、创新的思维、精细的优化以及对持续改进的不懈追求。它鼓励读者将书中的理念融入到自己的实践中，不断挑战自我，创造出真正具有影响力和持久价值的工程作品。本书旨在成为每一位工程师、设计师以及项目管理者的案头常备，为他们提供一套坚实的理论基础和丰富的实践指导，引领他们走向更加辉煌的工程未来。

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从内容覆盖的广度来看，这本书的视野极其开阔，它成功地搭建起了一座连接基础学科与尖端应用的坚实桥梁。它没有局限于某一个单一的学科分支，而是展现了一种跨学科的综合视野。比如，在讨论到如何优化工业生产线的效率时，它巧妙地引入了运筹学中的排队理论模型，用以分析缓冲区的设置对整体吞吐量的影响，这种跨界思维的融合处理方式，极大地拓宽了我对传统过程优化的认知边界。此外，书中对安全关键系统的冗余设计和故障诊断机制的阐述，也显示出作者对工程伦理和可靠性工程的深刻理解。他不仅教你如何让系统跑得更快、更稳定，更重要的，他让你思考系统在面对极端情况时的“底线”在哪里，以及如何构建防止灾难性后果的最后防线。这种由浅入深、由点及面的论述结构，使得这本书不仅适合在校学生系统学习，更适合已经在工作岗位上需要进行技术升级和知识重构的工程师们作为案头参考，它提供了一种全局性的视角，帮助读者跳出具体的技术细节，去审视整个工程生态系统的健康状态和未来发展方向。

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这本书的排版和插图质量，简直是业界的一个标杆。在这个信息碎片化的时代，阅读体验的重要性常常被低估，但这本书却在这方面下了大功夫。页边距的留白恰到好处，使得密集的公式和文字之间有了呼吸的空间，长时间阅读眼睛不易疲劳。更值得称道的是那些专业图表的制作。我观察到，凡是涉及到多变量耦合关系的可视化，作者几乎都采用了三维透视图或者分层叠进的示意图，图例清晰到几乎不需要再参考正文就能理解图表表达的核心意图。特别是关于“多层级分布式控制架构”的拓扑图，其复杂程度令人咋舌，但通过精妙的颜色区分和节点层次的明确标注，即使是第一次接触这种结构的人也能迅速抓住其核心逻辑——控制权的分配与信息流动的路径。这种对“看得清楚”的极致追求，极大地降低了理解复杂系统架构的学习门槛。这种对细节的关注，体现了作者对读者体验的尊重，也反向证明了其学术内容的严谨性，因为只有内容本身足够扎实，才敢于接受如此细致的视觉检验。

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这套书的叙事风格，在我阅读过的技术文献中，绝对算得上是独树一帜的。它有一种沉稳而略带哲思的笔调，读起来完全不像是在啃一本冰冷的教科书，更像是在听一位经验极其丰富、洞察力极强的行业前辈，娓娓道来他多年研究的心得与体会。尤其是当作者在探讨“鲁棒性优化”这一主题时，他引用了好几个历史上的工程失败案例来反衬现代控制理论的精妙之处，这种叙事手法极大地增强了阅读的代入感和历史纵深感。我发现自己常常会因为某个精妙的比喻而停下来，反复琢磨几遍。比如，作者将一个复杂的反馈回路比喻成一个永不疲倦的园丁，时刻关注着植物的生长状态并及时调整浇水量，这个形象的描绘瞬间就将抽象的概念具象化了。文字的韵律感也很强，长短句交错使用，保证了信息密度足够的同时，又避免了长时间阅读带来的疲劳感。如果说，有些技术书籍是“说明书”，那么这本书更像是一部“传记”，讲述了学科思想是如何一步步发展、演化并最终成熟的过程，让人在学习知识的同时，也收获了对科学精神的深刻理解。

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坦白说，最初拿起这本书，我的期望值其实并不算特别高，毕竟市面上同类主题的书籍汗牛充栋。然而，越往后读，越能体会到编者在内容筛选和深度把握上的高超水准。这本书并没有满足于对经典理论的简单复述，而是花了相当大的篇幅去探讨一些更具时代前沿性的议题。例如，关于“大数据驱动的预测性维护”在实际工业场景中的应用挑战，书中没有泛泛而谈，而是深入剖析了数据噪声对模型准确度的真实影响，并针对性地提出了几种具体的降噪预处理流程，这些流程的描述细致到可以作为现场工程师的操作手册。我印象特别深刻的是，它对“自适应控制算法的在线调参”部分的处理，作者并没有给出一个万能公式，而是强调了环境参数波动对参数选择的影响，并提供了一套基于风险评估的动态调整策略框架。这种将理论与工程实践紧密结合，并且毫不回避实际困难的诚恳态度，是这本书最宝贵的价值所在。它不是在描绘一个完美的理论模型，而是在指导我们如何在一个充满不确定性的真实世界中，高效地部署和维护复杂的智能系统。

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这本书的装帧设计着实让人眼前一亮，封面那种深邃的靛蓝色调，配上那几个烫金的、仿佛电路板纹理般的几何图形，立刻就传达出一种精密、前沿的科技感。我把它放在书架上，光是看着就觉得它散发着一种严谨的学术气息，让人忍不住想翻开一探究竟。内容上，虽然我不是这个领域的专业人士，但光是目录的标题就透露出作者在内容组织上的深思熟虑。例如，它对“复杂系统建模与辨识”那一部分的介绍，似乎并没有过多陷入晦涩难懂的数学推导，而是用大量图示和流程图来辅助说明，这对于我们这些想跨界了解基础概念的读者来说，无疑是极大的友好。我特别留意到其中关于“非线性动态系统分析”的章节，其详略得当的平衡感令人赞叹。作者似乎非常懂得如何引导初学者平稳过渡到高级概念，而不是直接将读者抛入理论的海洋。整体阅读下来，给人的感觉是，这本书不仅是知识的载体，更像是一份精心策划的导览图，指引着读者如何系统、高效地构建起对某一技术领域的认知框架。那种对细节的执着和对逻辑清晰度的追求，透过纸张似乎都能清晰地感受到。

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