工程思維

作為有抱負的工程師，需要學習很多知識，包括本領域的專業知識以及工程的基礎知識。同時，要具備終身學習的能力來掌握領域的最新發展。在這個過程中，工程思維和工程相關的設計能力是工程師的核心能力。本書是一本適合所有工程專業背景的讀者的工程入門書，以工程思維和能力的培養為核心，介紹了工程師應具備的各種能力，助力讀者走上工程師之路。

本書特色

以工程思維和工程設計為主線，從各工程學科及主要專業領域的介紹開始，逐步深入地介紹工程師的技能、工程和設計的概念、常用的工程工具、項目管理、用戶體驗、工程師的人際交往等內容，幫助讀者儘快融入工程師的角色。

作為全美靜電協會前主席，本書作者有紮實的工程項目基礎和豐富的經驗，整個工程思維的脈絡在他的筆下被剖析得細緻入微，各種類型的工程案例及分析使全書內容飽滿、引人入勝，並引發讀者的思考。

突出強調工程中的關鍵理念、常用工作方法和良好的工作習慣，並通過一系列實例和練習培養提升讀者的工程素養，將工程思維的培養融入工作的方方面面。

譯者序

前言

第1章　工程是什麼1

1.1　工程有許多領域1

1.1.1　航空工程2

1.1.2　農業工程3

1.1.3生物醫學工程3

1.1.4　化學工程4

1.1.5　土木工程4

1.1.6　計算機工程6

1.1.7　電氣工程6

1.1.8　環境工程7

1.1.9　工業工程7

1.1.10　材料工程8

1.1.11　機械工程8

1.1.12　機電工程9

1.1.13　造船工程9

1.1.14　核工程10

1.1.15　石油工程10

1.1.16　系統工程11

1.2　一些工程專業組織11

1.3　成為一個註冊專業工程師12

1.4　工程師：項目管理的核心13

1.5　工程：一組技能15

1.5.1　知識15

1.5.2　經驗16

1.5.3　直覺16

關鍵術語18

第2章　設計是什麼19

2.1　“設計”一詞的使用19

2.2　分析、設計和複製之間的不同20

2.2.1　分析21

2.2.2　設計23

2.2.3　複製23

2.3　優秀的設計與糟糕的設計27

2.4　設計周期29

2.4.1　定義總體目標29

2.4.2　收集信息31

2.4.3　確認和評估可能的設計策略31

2.4.4　設計初試31

2.4.5　模型與分析32

2.4.6　構建原型、記錄文檔和測試33

2.4.7　修改和再次修改34

2.4.8　徹底測試產品35

2.5　生成想法37

2.5.1　頭腦風暴的基本規則38

2.5.2　正式的頭腦風暴38

2.5.3　非正式的頭腦風暴會議42

2.6　設計實例47

2.6.1　機器人設計大賽47

2.6.2　面罩生產設備54

2.6.3　自動移液器57

2.6.4　帆船自動駕駛儀61

2.6.5　海洋能量採集機64

總結68

關鍵術語68

問題68

第3章　項目管理與團隊合作技能75

3.1　在團隊中工作75

3.1.1　建立一個有效的團隊76

3.1.2　組織結構圖78

3.1.3　職位描述79

3.1.4　團隊聯繫人列表79

3.1.5　團隊會議79

3.1.6　與組織中其他團隊合作80

3.2　管理任務：保持項目正常進行82

3.2.1　清單83

3.2.2　時間表83

3.2.3　甘特圖84

3.2.4　PERT圖84

3.3　文檔：項目成功的關鍵88

3.3.1　紙質文檔與電子文檔88

3.3.2　工程師的日誌（筆記本）89

3.3.3　日誌格式90

3.3.4　使用你的工程日誌90

3.3.5　技術報告91

3.3.6　軟體文檔與工程日誌的作用92

3.3.7　日誌的重要性：案例研究1…93

3.3.8　日誌的重要性：案例研究2…94

3.4　法律問題：知識產權、專利和商業機密96

3.4.1　專利96

3.4.2　專利術語96

關鍵術語97

問題97

第4章　工程工具101

4.1　估計101

4.2　數字處理107

4.2.1國際單位制107

4.2.2　單位一致108

4.2.3　有效數字108

4.2.4　尺寸和公差109

4.3　圖的類型111

4.3.1　半對數圖111

4.3.2　雙對數圖113

4.3.3　極坐標圖114

4.3.4　三維圖形114

4.4　原型設計117

4.5　逆向工程122

4.6　計算機分析123

4.7　規格說明表134

4.8　網際網路134

4.9　電子表格在工程設計中的應用…137

4.10　實體模型與計算機輔助製圖143

4.10.1　為什麼要畫工程圖144

4.10.2　圖紙的類型144

4.11　系統模擬149

4.12　電子電路模擬151

4.13　圖形化編程153

4.14　微處理器：另一種形式的計算機154

關鍵術語155

問題156第5章　人機界面164

5.1　人類如何與機器交互164

5.2　人體工程學165

5.3　認知167

5.4　人機界面：案例研究168

關鍵術語178

問題178

第6章　工程師與現實世界181

6.1　社會對工程師的看法181

6.2　工程師如何吸取教訓183

6.3　失敗在工程設計中的影響：案例研究185

6.3.1　案例1：塔科馬海峽大橋185

6.3.2　案例2：哈特福德市民中心186

6.3.3　案例3：挑戰者號太空梭186

6.3.4　案例4：堪薩斯市凱悅酒店187

6.3.5　案例5：三里島189

6.3.6　案例6：美國巡洋艦溫森斯號190

6.3.7　案例7：哈勃望遠鏡191

6.3.8　案例8：哈維蘭彗星型客機192

6.3.9　案例9：坍塌的天花板193

6.3.10　案例10：花旗集團中心…194

6.3.11　案例11：福特Pinto196

6.4　在設計中做好失敗的準備196

關鍵術語197

推薦閱讀197

問題197

第7章　學會表達、書寫及演講199

7.1　良好溝通技巧的重要性199

7.2　準備會談、演講和會議200

7.3　準備正式演講201

7.4　撰寫電子郵件、信件及備忘錄205

7.4.1　撰寫電子郵件206

7.4.2　正式電子郵件的頭206

7.4.3　郵件內容的第一句206

7.4.4　正文207

7.4.5　書寫正式的備忘錄和信件209

7.5　撰寫技術報告、提案和期刊文章212

7.5.1　技術報告212

7.5.2　期刊論文213

7.5.3　提案213

7.6　撰寫說明手冊213

7.6.1　簡介213

7.6.2　安裝213

7.6.3　操作214

7.6.4　安全性214

7.6.5　故障排除214

7.6.6　附錄214

7.6.7　內容的重複215

7.7　技術文檔撰寫策略218

7.7.1　對撰寫的文檔做好規劃218

7.7.2　選擇合適的地點撰寫文檔…218

7.7.3　確定讀者218

7.7.4　做筆記218

7.7.5　創建主題標題219

7.7.6　短暫休息219

7.7.7　寫第一稿219

7.7.8　閱讀草稿219

7.7.9　修改草稿219

7.7.10　修改、修改、再修改219

7.7.11　審查最後的草稿220

7.7.12　常見的撰寫錯誤220

關鍵術語221

問題221

索引224