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出版者:中国科学技术大学出版

作者:刘二中

出品人:

页数:344

译者:

出版时间:2005-5

价格:20.00元

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isbn号码:9787312017902

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铸就未来：现代工业设计与工程实践的深度解析 本书聚焦于理解和应用前沿的工业设计理念与严谨的工程技术，旨在为寻求在快速变化的技术浪潮中保持竞争力的专业人士和学生提供一份详尽的操作手册与深刻的思维框架。 我们将抛开对单一工具或软件的浅尝辄止，转而深入探讨如何构建一个从概念萌发到成品落地的全流程系统化方法论。 本书的核心在于“系统化思维”与“跨学科融合”。在这个时代，孤立的专业知识已无法应对复杂的工程挑战。我们必须学会将美学、用户体验（UX/UI）、材料科学、制造工艺、可持续性标准以及商业可行性无缝地整合到一个统一的设计迭代循环中。 第一部分：设计哲学的重构与用户中心的构建（Design Philosophy Reimagined and User-Centric Foundation） 本部分将带领读者审视当代设计思维的演变，从早期的功能主义到如今强调情感连接和社会责任的设计范式。 第一章：从需求到洞察——超越用户故事板 我们将探讨如何进行深层次的“同理心挖掘”（Empathy Mapping），区分“用户声称的需求”与“潜在的、未被表达的痛点”。这不仅包括传统的焦点小组和观察法，更侧重于应用民族志研究（Ethnographic Research）和行为经济学原理来预测用户行为。我们将详细解析“设计挑战的界定”——一个看似简单却决定项目成败的关键步骤。错误的定义将导致所有后续努力的徒劳。书中提供了多种工具，例如“How Might We”（HMW）问题的结构化建立，以及如何利用认知负荷理论来评估设计方案的有效性。 第二章：形态、功能与意义的辩证统一 本章深入探讨工业设计中的形式语言。我们不仅讨论比例、平衡和韵律等基本美学原则，更关注这些形式如何潜移默化地影响用户对产品可靠性、易用性和价值的感知。内容包括： 感官工程学（Sensory Engineering）： 如何通过触觉反馈（Haptics）、听觉设计（Acoustic Signatures）和视觉识别来构建一致的产品人格（Product Persona）。 符号学在产品中的应用： 探讨产品设计中使用的各种视觉符号如何与文化背景产生共鸣或冲突。 经典案例的逆向工程分析： 分析那些经久不衰的产品，剖析它们在设计语言上的“永恒性”是如何通过对基本人类需求的精确把握实现的。 第三章：用户体验的度量与迭代框架 用户体验不再是附加项，而是核心竞争力。本章聚焦于可量化的UX指标（如SUS评分、任务完成时间、错误率），并提出一个超越传统瀑布模型的敏捷设计迭代框架。我们将介绍“最小可行性产品（MVP）”在硬件和复杂系统设计中的实施挑战，以及如何设计有效的A/B测试方案来验证设计假设，确保快速学习和最小化资源浪费。 第二部分：工程基础与材料科学的精进（Engineering Fundamentals and Advanced Material Science） 设计必须根植于物理世界的约束和可能性。本部分侧重于如何将优秀的设计概念转化为可制造、可扩展且性能卓越的实体产品。 第四章：现代制造工艺的选择与优化 我们不再停留在传统CNC或注塑的基础介绍，而是深入探讨增材制造（3D打印）在原型制作和终端部件生产中的局限与突破。 拓扑优化与生成式设计： 介绍如何利用有限元分析（FEA）和拓扑优化算法来设计出轻量化、高强度的结构件，并讲解如何将这些高度复杂、仿生形态的几何体转化为可实际生产的方案。 供应链的数字化集成： 讨论物联网（IoT）在监控和优化制造流程中的作用，以及“数字孪生”（Digital Twin）技术如何应用于生产线的实时调试和预测性维护。 模具与工具的设计思维： 即使在快速成型时代，理解模具设计的基本原则仍然至关重要，它决定了规模化生产的成本和质量控制的稳定性。 第五章：新材料与可持续设计的交汇 材料是设计的物质载体。本章涵盖了过去十年内兴起的关键材料技术： 智能材料与响应式表面： 探讨形状记忆合金、压电材料以及电活性聚合物（EAP）在下一代产品中的潜在应用，例如自修复外壳或动态适应环境的结构。 循环经济与材料生命周期评估（LCA）： 深入进行LCA的实操方法，学习如何量化设计决策对环境的影响。内容包括材料的回收性、再利用潜力以及“从摇篮到摇篮”（Cradle-to-Cradle）的设计哲学在实际项目中的落地。 复合材料的结构分析： 针对碳纤维、玻璃纤维等复合材料，介绍如何进行层压板设计和纤维取向优化，以实现特定的机械性能目标。 第三部分：系统整合与未来展望（System Integration and Future Trajectories） 成功的工程项目往往是跨学科团队协作的产物。本部分着眼于如何管理复杂性、处理集成挑战，并展望未来的技术趋势。 第六章：机电一体化与嵌入式系统的设计融合 现代产品无不包含电子元件。本章弥合了机械设计与电子设计之间的鸿沟。 DFM/DFA（面向制造/装配的设计）： 侧重于如何在机械结构中为PCB板、传感器和线束预留精确的容差和合理的装配路径，避免后期返工。 热管理在集成设计中的关键性： 详细分析电子元件产生的热量如何影响材料的长期性能（蠕变、疲劳）以及外壳设计中的散热策略（导热界面材料、气流组织）。 电磁兼容性（EMC）的早期考量： 介绍如何在机械布局阶段就采取措施，减少电磁干扰，确保系统稳定运行。 第七章：从概念验证到规模化部署的风险管理 工程项目失败的原因往往不在于技术能力，而在于风险管理不当。本章提供了一套结构化的风险识别、评估与缓解策略。 技术成熟度水平（TRL）的评估： 如何客观地评估一项新技术在项目中的成熟度，并据此制定缓冲计划。 知识产权与设计伦理： 讨论在跨国合作中专利布局的重要性，以及应对数据隐私和算法偏见等新兴设计伦理挑战的框架。 第八章：面向未来的设计范式——自适应与自主系统 展望工业设计和工程的下一个前沿，重点探讨人机交互的未来形态。 边缘计算与产品智能的演进： 产品如何从简单的执行者转变为能够在本地进行复杂决策的自主实体。 增强现实（AR）在维护与培训中的应用： 如何利用AR技术叠加数字信息到物理产品上，以简化现场服务和用户指导，这本身也是一种新的产品形态设计。 本书的最终目标是培养读者一种“全景式思维”：能够同时理解用户情感的细微差别、材料的内在潜力、制造的物理约束以及商业模式的驱动力，从而能够设计出真正具有颠覆性和持久价值的产品。 这是一本面向实践者的深度指南，它要求读者不仅要掌握“如何做”，更要深究“为何这样做”背后的科学原理与哲学基础。

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**书评一：** 拿到这本《创新工程师指南》时，我内心是充满期待的。毕竟在这个技术日新月异的时代，对工程师而言，“创新”早已不是一个可有可无的选项，而是生存和发展的命脉。然而，读完之后，我发现这本书在宏观层面描绘的蓝图过于宏大，却在实际落地的细节上显得有些捉襟见肘。它用了大量的篇幅去阐述创新的哲学意义、历史沿革，引用了许多耳熟能详的案例，比如硅谷的那些明星公司是如何通过颠覆性创新取得成功的。这固然能激发读者的热情，让人感觉仿佛站在了风口浪尖，但对于一个希望将这些理论付诸实践的工程师来说，这本书提供的工具箱似乎空空如也。我更期待看到的是那种深入到项目管理流程中，关于如何构建有效的跨职能团队、如何设计一套激励创新文化的小型实验机制，或者是在资源受限的情况下，如何快速迭代最小可行性产品（MVP）的实操手册。这本书更像是一本“创新领域的通识教育读本”，它告诉你为什么要跑，但没有告诉你具体的跑法、应该穿什么样的鞋，甚至连赛道在哪里都没有清晰地指明。对于那些已经对创新理论有所涉猎的资深人士而言，这本书带来的启发性非常有限，更像是在重复已经被广泛讨论过的内容，缺乏那种“醍醐灌顶”的独到见解和可复用的方法论。

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**书评二：** 我花了整整一周的时间，试图从《创新工程师指南》中挖掘出可以立即应用到我日常工作中的方法论，结果不尽如人意。这本书的叙事结构非常流畅，文笔优美，它成功地将创新这个复杂概念包装成了一种人人可及的思维模式。作者的语言风格非常具有煽动性，让人读完后仿佛对未来的技术图景充满了信心，认为只要掌握了书中的“核心原则”，就能引领下一波技术浪潮。但是，这种流畅性背后，隐藏着一个严重的问题：缺乏深度和具体案例的支撑。比如，书中提到了“设计思维”在工程创新中的重要性，但对于如何在一个传统、注重稳定性的工业环境中推行设计思维，如何平衡创新需求与既有的质量控制体系，这些具体的冲突点和解决方案几乎没有提及。与其说这是一本“指南”，不如说它是一本“宣言”。它有力地呼吁工程师们要跳出舒适区，拥抱变化，但对于那些身处僵化体系中的人来说，这种呼吁显得有些不切实际和空泛。我需要的是那种可以被嵌入到敏捷开发框架中、能被项目经理量化评估的创新指标，而不是停留在“拥抱不确定性”这种高尚口号上的论述。

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**书评五：** 这本书的优点在于它构建了一个非常清晰的“创新心智模型”，它试图打破工程师习惯于的线性、确定性的思维定势，鼓励他们像艺术家或探险家一样思考。作者巧妙地引入了复杂系统理论中的一些概念，试图解释为什么最完美的计划往往在现实世界中会失效。然而，这种对“非线性”的强调，在实际应用中却带来了一种悖论。在工程领域，尤其是在安全攸关的系统中，我们必须依赖于精确的数学模型和可预测的行为。这本书似乎在鼓吹一种对确定性的完全放弃，这与许多核心工程学科的基石相悖。我寻找的是如何在保持工程严谨性的前提下，注入创新的活力，比如如何在遵循 ISO 标准的同时，进行颠覆性的技术预研。这本书更倾向于将创新等同于“不守规矩”或“彻底推翻现有架构”，这种二元对立的论述方式，对于那些需要在现有成熟产品线上进行渐进式创新的绝大多数工程师来说，参考价值非常有限。它提供了一个理想的“新世界”的蓝图，但对于如何从“旧世界”安全过渡到“新世界”的桥梁建设，却着墨甚少。

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**书评三：** 这本书的装帧设计和排版给我留下了极佳的第一印象，纸张的质感很好，阅读体验是愉悦的。然而，内容方面，我发现它更像是一本对现有成功学和管理学书籍的“整合版”。它把过去几十年里关于创新、领导力和产品迭代的经典理论，用一种更加“工程师友好”的视角重新组织了一遍。这本《创新工程师指南》在介绍“快速失败，快速学习”的理念时，采用了大量的类比，比如将软件开发比作生物进化，将产品经理比作自然选择的裁判。这些比喻确实有助于理解概念，但对于需要具体指导如何构建 A/B 测试平台、如何设置失败容忍度上限的工程师而言，这些高屋建瓴的阐述显得苍白无力。我期待的是那些隐藏在知名企业背后的、那些关于“失败成本控制”的隐秘知识，比如在一次大型技术重构中，如何说服董事会接受短期的性能下降以换取长期的架构优势。这本书似乎刻意避开了这些关于权力、预算和政治斗争的“脏活累活”，让整个创新过程看起来过于理想化和线性。

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**书评四：** 我对这本书的定位感到困惑。如果它目标读者是初入职场的年轻工程师，那么书中涉及的很多商业模式和市场动态的分析可能过于复杂，需要大量的背景知识储备才能完全理解；如果它是面向资深技术主管，那么它提供的技术深度又明显不足，无法触及到当前尖端技术（如量子计算、前沿AI算法优化）与工程实践的结合点。这本书在谈及“跨学科合作”时，花费了大量的篇幅赞扬了不同背景人才交流的重要性，但没有深入探讨如何解决因专业术语壁垒、评估标准差异导致的实际沟通障碍。例如，当材料科学家与软件工程师对一个新材料的“可行性”定义完全不同时，这本书里没有提供任何案例指导如何搭建一个统一的评估框架。我感觉作者的视角更偏向于一个宏观的战略顾问，而不是一个身处具体工程难题中的一线实践者。整本书读下来，像是在听一场精彩的 TED 演讲，让人振奋，但合上书本后，面对堆积如山的代码和待解决的硬件瓶颈，我并不知道下一步应该从哪里着手去“创新”。

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嘿嘿，研究生院自然辩证法老师的书

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上自然辩证法不用恩格斯的《自然辩证法》，用自己写的一本《创新工程师指南》。不过是些说教，真要实践这书毫无意义。没有写自然辩证法，没有各种世界观的演绎，用作教材是何居心……给自己增加销量么。可笑。

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刘老师课不错 有意思 这本书很多内容课堂上也涉及到了。本人也想做个工程师。主要看了感兴趣的部分一些有关创新的调查研究和发明专利部分。了解了种类、国内申请、美国申请和PCT。作为工具书，一个小时大致翻了翻。

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嘿嘿，研究生院自然辩证法老师的书

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上自然辩证法不用恩格斯的《自然辩证法》，用自己写的一本《创新工程师指南》。不过是些说教，真要实践这书毫无意义。没有写自然辩证法，没有各种世界观的演绎，用作教材是何居心……给自己增加销量么。可笑。