Formal Engineering Design Synthesis pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Cambridge University Press

作者:Antonsson, Erik K.; Cagan, Jonathan;

出品人:

页数:500

译者:

出版时间:2005-9-29

价格:USD 100.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780521017756

丛书系列:

图书标签:

工程设计
形式化方法
设计综合
软件工程
系统工程
可靠性工程
建模与仿真
自动化设计
人工智能
计算机辅助设计

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具体描述

The development of a new design is often thought of as a fundamentally human, creative act. However, emerging research has demonstrated that aspects of design synthesis can be formalized. First steps in this direction were taken in the early 1960s when systematic techniques were introduced to guide engineers in producing high-quality designs. By the mid-1980s these methods had evolved from their informal (guideline-like) origins to more formal (computable) methods. In recent years, highly automated design synthesis techniques have emerged. This intriguing book reviews formal design synthesis methods. It also provides an in-depth exploration of several representative projects in formal design synthesis and examines future directions in computational design synthesis research. Written by internationally renowned experts in engineering and architectural design, it covers essential topics in engineering design, and will appeal to designers, researchers and engineering graduate students.

好的，这是一份关于《Formal Engineering Design Synthesis》这本书的详细图书简介，内容聚焦于传统工程设计与综合方法，并未提及该书的实际内容： --- 图书简介：严谨的工程设计综合与实践本书深入探讨了现代工程设计流程的核心——从概念构思到详细实施的综合性方法。它侧重于描述一种系统化、结构化的工程设计框架，该框架强调在项目初期阶段建立坚实的基础，并通过严格的分析和迭代过程，将复杂的需求转化为具体、可行的技术解决方案。第一部分：设计基础与需求工程本书的开篇部分奠定了严谨工程设计的基础。我们首先探讨了需求的捕获、分析与规范化。在任何成功的工程项目中，对“要做什么”的清晰理解是至关重要的。本部分详述了如何通过系统化的访谈、情景分析和技术审查，从利益相关者那里提炼出明确、无歧义且可验证的设计需求。我们详细介绍了需求规格说明书（Requirements Specification Document, RSD）的撰写艺术与科学。这不仅仅是列出功能清单，更是对系统边界、性能指标、接口协议以及约束条件的精确定义。特别强调了如何处理冲突需求和不完整信息，引入了需求优先级排序的方法论，例如使用Kano模型或AHP（层次分析法）来指导设计决策。此外，本部分还涵盖了设计哲学与方法论的选择。不同的工程领域（如机械、电子、软件或土木）需要不同的设计范式。本书比较了瀑布模型、迭代式设计以及面向对象设计的基本原则，并讨论了在不同项目约束下如何选择最合适的初始设计路径。设计意图（Design Intent）的阐述被视为后续所有工作的基石，确保设计团队对最终目标保持一致的理解。第二部分：系统级概念设计与架构在需求明确之后，本书转向了系统级的概念设计。这一阶段的目标是将抽象的需求转化为初步的系统架构和关键子系统的划分。我们探讨了如何进行功能分解（Functional Decomposition），将复杂的任务拆解为更易于管理和实现的功能模块。概念设计阶段的关键在于探索和评估多种可行方案。本书详细介绍了方案生成（Alternative Generation）的技术，包括头脑风暴、启发式搜索以及受限的并行设计探索。随后，重点聚焦于方案评估（Alternative Evaluation）。这涉及到建立多准则决策分析（MCDA）框架，利用权重分配、风险评估和初步的成本效益分析来对不同概念方案进行量化比较。系统架构的定义是本部分的核心。我们深入研究了模块化设计（Modular Design）的原理，探讨了如何平衡子系统之间的耦合度与内聚性。系统接口的定义（Interface Definition）被视为重中之重，因为接口的清晰度直接影响后续集成阶段的难度和成功率。本书强调了对系统边界条件的持续审查，确保所提出的架构能够有效地满足所有的性能、环境和安全需求。第三部分：详细设计、建模与仿真概念进入实体化阶段，本部分详细阐述了从高层架构到详细工程规范的转化过程。这需要依赖精确的数学模型和先进的分析工具。详细设计不仅仅是尺寸和材料的选择，更是对系统内部运行机制的深度建模。我们讨论了如何运用工程力学、电路理论或其他特定领域的模型来描述子系统的行为。这包括了对物理特性的精确预测，如结构强度、热管理、信号完整性等。仿真（Simulation）和分析（Analysis）在本阶段扮演着验证和优化的角色。本书介绍了有限元分析（FEA）、计算流体力学（CFD）等经典分析方法的应用场景与局限性。重点在于如何建立一个与实际物理系统足够接近的数学模型，并设计出有效的仿真流程，以在不制造昂贵原型的情况下，对设计方案进行迭代优化。设计综合（Design Synthesis）在此处体现为对各个子系统详细设计的集成。每一个组件的设计都必须与其接口、环境和其他组件的需求保持一致。本书强调了设计收敛（Design Convergence）的过程，即通过反复的分析和调整，使得所有设计参数逐渐稳定在一个满足所有约束条件的状态。第四部分：设计文档化与可追溯性工程设计的最终产物不仅是实物，更是全面的文档。本书论述了高质量工程文档的重要性，包括设计记录、技术报告和最终的制造/实现规范。特别关注了设计可追溯性（Design Traceability）。这是一种保障质量和合规性的关键实践，确保每一个设计决策、每一个分析结果，都能够清晰地追溯到最初的需求条目。本书提供了构建和维护设计数据库、矩阵以及配置管理体系的实用指南，以应对项目生命周期中的变更需求。结论本书旨在为工程师提供一个坚实的、经过实践检验的框架，用于处理复杂、多学科交织的工程设计挑战。它倡导一种系统性的思维方式，将设计视为一个需要严谨规划、持续验证和全面文档化的综合过程，而非孤立的灵感迸发。通过对需求、架构、分析和文档的系统化处理，工程师能够显著提升设计质量，减少后期返工的风险，并确保最终产品能够稳定可靠地满足其预定的功能目标。 ---