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第1章工程技术及其方法论概述1

目 录1

1.1工程技术的概念2

1.2工程技术的作用与地位2

1.2.1科学转化为生产力的中介与桥梁2

1.2.2经济增长的动力2

1.2.3社会进步的杠杆3

1.2.4科学研究的支持手段3

1.2.5精神文明的组成部分3

1.3工程技术的特点3

1.3.1科学性3

1.3.3 实践性4

1.3.2应用性4

1.3.4复杂性5

1.3.5创新性5

1.4工程技术活动的全过程6

1.4.1应用研究6

1.4.2技术开发6

1.4.3工程设计6

1.4.4 程系统建造7

1.4.5生产运行8

1.4.6技术服务8

1.5工程技术的分类8

1.5.1 资源8

1.5.2采集加工9

1.5.3制造（建造）10

1.6工程技术方法论概述11

1.6.1 程技术方法论的概念11

1.6.2工程技术方法论的研究对象11

1.6.3研究工程技术方法论的重要意义12

1.6.4工程技术方法论的基本课题12

1.7工程技术方法论的研究程序、任务与结构体系13

1.7.1 程技术研究的基本程序13

1.7.2工程技术研究各阶段的主要任务14

1.7.3工程技术方法论的结构体系15

参考文献16

第2章技术创新概论17

2.1.2更好地满足用户各类新需求18

2.1当代技术创新的特点18

2.1.1突破传统18

2.1.3多学科交叉综合19

2.1.4显著的效益19

2.2创新思维19

2.2.1创新思维的形式20

2.2.2创新思维的重要特征20

2.3技术创新与怀疑方法21

2.3.1怀疑是科技创新的起点21

2.3.2用怀疑方法进行科技22

创新22

基础25

2.4.1丰富的知识是创新的25

2.4 工程技术创新能力分析25

2.3.3怀疑方法的正确应用25

2.4.2创新精神是创新的源泉26

2.4.3提高创新素质是增强创新能力的关键26

2.5技术创新规律和方法的27

启示27

2.5.1科学理论和技术经验相结合27

2.5.2社会需要和技术可行的对立统一27

2.5.3成功与失败的辩证关系28

参考文献28

第3章发明与革新方法29

3.1.2技术发明和革新的程序30

3.1.1发明与革新的一般过程30

3.1发明与革新——技术创新的基本形式30

3.2发明与革新方法33

3.2.1发明与革新的经验方法33

3.2.2技术发明革新的传统方法36

3.2.3发明与革新的综合方法39

3.2.4技术创新的捕捉机遇法42

参考文献43

第4章技术开发方法44

4.1技术开发概述45

4.1.1技术开发的概念45

4.1.2原理性和局部性技术开发45

4.1.3组合式和移植式技术开发46

4.2.1新产品开发的构思和预测47

4.2新产品开发47

4.2.2新产品开发的程序和试制49

4.3虚拟产品开发50

4.3.1虚拟产品开发集成框架51

4.3.2基于PDM系统的集成51

开发环境51

4.3.3虚拟产品开发环境下的设计与仿真53

4.4产品创新的相关问题55

4.4.1产品创新的特征55

4.4.2产品创新的模式55

参考文献56

第5章工程设计理论与方法57

5.1.2工程设计的本质特征58

5.1.1工程设计的概念58

5.1工程设计概论58

5.1.3工程设计的程序59

5.2工程技术设计的传统方法60

5.2.1模型试验设计方法60

5.2.2常规设计方法61

5.2.3理想化设计方法62

5.2.4经验设计方法63

5.3现代设计技术概论63

5.3.1现代设计的相关技术63

5.3.2现代设计技术特点64

5.3.3现代设计与传统设计的关系66

5.4可靠性设计66

5.4.1 系统的可靠性模型67

5.4+2 系统的可靠性预测68

5.4.3可靠性设计的技术意义70

5.5优化设计71

5.5.1优化设计概述71

5.5.2优化设计的分类71

5.5.3方案设计71

5.5.4优化设计的数学模型72

5.6智能设计技术75

5.6.1智能设计概述75

5.6.2设计分类及其与智能设76

计的联系76

5.6.3智能CAD系统的关键78

技术78

5.7.1仿真与虚拟设计概述79

5.7仿真与虚拟设计技术79

5.7.2仿真与虚拟设计技术的80

应用80

5.7.3仿真与虚拟设计技术发80

展趋势80

5.8并行设计技术81

5.8.1并行设计概述81

5.8.2并行设计的关键技术82

5.9面向大批量定制的产品设85

计方法85

5.9.1 DFMC中的产品配置85

5.9.2 DFMC中的产品变型设计86

5.9.3 DFMC中的产品组合设计86

5.9.4 DFMC的产品创新设计87

5.10协同设计88

5.10.1协同设计概述88

5.10.2不同范围的网络化协同设计模式88

5.10.3不同深度的网络化协同设计模式90

5.10.4不同方法的网络化协同设计模式91

5.10.5协同设计的关键技术92

5.11工业设计技术94

5.11.1工业设计概述94

5.11.2工业设计技术前沿95

5.11.3工业设计技术发展95

趋势95

参考文献96

第6章工程技术试验方法97

6.1工程技术试验概述98

6.2工程技术试验的特点99

6.2.1理论与实践密切结合的试探活动99

6.2.2涉及众多因素的综合性试探活动99

6.2.3以应用为目的的试探活动100

6.2.4对经验的直接依赖100

性强100

6.3工程技术试验的重要100

作用100

6.3.1试验在认识方面的100

作用100

6.3.2试验在工程技术研究和实施中的作用101

类型102

6.4工程技术试验的主要102

6.4.2析因试验103

6.4.3中间试验103

6.4.4性能试验103

6.4.1对比试验103

6.4.5模拟试验104

6.5试验的基本程序和原则104

6.5.1试验的准备104

6.5.2试验的操作107

6.5.3试验数据处理与分析108

6.6现场试验108

6.6.1现场试验概述108

参考文献109

6.6.2现场试验的基本要求109

第7章企业主要工程技术工作110

的基本方法110

7.1工艺工作111

7.1.1工艺工作的内容111

7.1.2工艺工作在企业中的地位及作用111

7.1.3加强工艺工作措施112

7.1.4工艺技术的现代化113

7.1.5工艺工程师的素质114

要求114

7.2设备维修115

7.2.1设备维修的重要性115

内容116

7.2.2设备维修工程的主要116

7.2.3设备维修的现代化118

7.2.4现代设备维修人员的119

素质119

7.3质量工程120

7.3.1提高产品质量的意义120

7.3.2质量工程的基本内容121

7.3.3质量工程的基本方法125

7.3.4质量工程技术人员的131

基本素质131

7.4企业生产技术系统特征131

7.4.1生产制造系统与技术系统的关系131

7.4.2生产技术系统的基本特征132

7.4.3生产技术系统运行中的矛盾133

7.4.4生产技术系统正常运行的条件134

参考文献135

第8章工程技术问题的分析方法136

8.1工程技术问题的来源137

8.2对工程技术系统（对象）的认识过程137

8.2.1认识的扩展138

8.2.2认识的深化138

8.3工程技术问题分析的139

途径139

8.3.1理论研究139

8.3.2试验验证140

8.3.4调查研究141

8.3.3逻辑推断141

8.4工程技术问题分析的重要方法142

8.4.1层层深入分析法142

8.4.2综合评判分析法143

8.4.3逻辑链分析法145

8.4.4相似分析法146

8.4.5假设—验证分析法150

8.5几项基本原则151

8.5.1分析与综合相结合151

8.5.2定性分析与定量分析相结合152

8.5.3机理分析与逻辑分析相结合152

参考文献153

8.5.4逻辑分析与历史考证相结合153

第9章工程技术矛盾的妥善解决154

9.1工程技术中的矛盾155

9.1.1局部与整体的矛盾155

9.1.2一般性与特殊性的155

矛盾155

9.1.3继承与创新的矛盾156

9.1.4现实与形势发展变化的矛盾157

9.2解决矛盾的策略158

9.2.1 问题分析、设计、调试与方案修正交替进行158

9.2.2通过类比、模仿与借鉴简化设计过程158

9.2.3从多种方案中选出最好的方案159

9.2.4通过适当途径绕开技术难点161

9.3.1 简化原则163

9.3工程技术矛盾解决的重要原则163

9.3.2可调原则165

9.3.3优化原则165

9.4小结167

参考文献167

第10章工程师的学习方法168

10.1工程师的学习概述169

10.1.1学习的深远意义169

10.1.2学习的形式169

10.1.3学习的特点169

10.1.4学习与工程师的能力建设169

10.1.5学习型组织的创建与发展170

10.2.1 工程师知识结构主要指标171

10.2工程师的知识结构171

10.2.2高效知识结构的主要特征172

10.2.3 建立充满创造活力的高效知识结构173

10.3专业技术课程的学习175

10.3.1专业技术课程的特点175

10.3.2学不好专业技术课程的原因176

10.3.3专业技术课程学习要点176

10.4课程设计、实习与毕业设计178

10.4.1课程设计与实习178

10.4.2毕业设计与工作能力训练179

10.4.3做好走向社会的思想准备180

10.5走好参加工作的第一步180

10.5.3学会自己管理自己181

10.5.1熟悉环境，脚踏实地从现实做起181

10.5.2做到能文能武181

10.5.4培养对本职工作的持久热情182

10.6工程师的自学182

10.6.1工程师自学概述182

10.6.2 自学是新型工程师成才的根本途径183

10.6.3在实践中不断增长才干185

10.6.4向周围的人们学习185

10.6.5将经验与理论转化为解决实际问题的技能187

10.6.6重视向书本学习188

参考文献188

第11章工程师的培养教育189

11.1.1高校前教育190

11.1.2高等工程教育190

11.1工程师培养教育的基本190

过程190

11.1.3就业后培训与学习191

11.2高等工程学科的教学工作概述191

11.2.1 高等工程学科的教学特征191

11.2.2高等工程学科教学中的几大关系192

11.2.3 高等工程学科教学过程194

11.2.4高等工程学科学时比例194

11.3高等工程技术课程教学的改革与发展趋势195

11.3.1教学内容的改革195

11.3.2教学方法与手段的改革196

11.3.3工程技术教育改革的几个关键问题197

11.3.4 21世纪工程技术教育的发展趋势200

参考文献202

第12章工程技术工作失误分析203

12.1技术发明与创新中的失误204

12.1.1大量创新意图不能实现的原因204

12.1.2成功的创新与发明的特点205

12.2技术开发中的失误206

12.2.1概述206

12.2.2 F—20开发失误实例207

12.2.3 F—20开发失误的基本经验教训208

12.3设计中的失误210

12.3.1 忽略了某些重要因素而导致的设计失误210

12.3.2对相关因素的判断错误带来的失误212

12.3.3对不明因素持侥幸态度导致失误213

12.3.4分析计算、数据处理或技术措施选择不当导致失误214

12.4工程项目实施过程中的失误216

12.4.1工程质量控制不严造成的失误216

12.4.2管理不善造成的失误217

12.5运行维修中的失误218

12.5.1运行维修中的人因失误的原因与特征218

12.5.2水电厂运行维修人因失误实例221

12.5.3人因失误控制对策224

12.6故障诊断中的误诊225

12.6.1故障误诊分析225

12.6.2降低误诊率的基本途径226

参考文献228

12.7小结228

第13章相关工程技术门类方法论问题229

13.1敏捷制造若干方法论230

问题230

13.1.1敏捷制造的总体技术230

13.1.2敏捷制造方法论231

13.1.3敏捷制造的综合基础233

13.2工业反应过程开发方法论235

13.2.1反应过程开发方法的重要性235

13.3煤矿设计方法论236

13.3.1设计方法论概述236

13.2.3 小结236

13.2.2工业反应过程开发的主要原则236

13.3.2设计技术方法的分类237

13.3.3设计工作的哲学和思维逻辑基本原则237

13.3.4煤矿设计方法论的研究体系238

13.3.5煤矿设计方法论的240

检验240

13.4岩石力学与隧道围岩支护设计方法论探讨与实践240

13.4.1岩石力学两大前沿课题与隧道支护设计方法241

13.4.2隧道围岩—支护系统是一种开放的复杂巨系统241

13.4.3典型类比分析法——中西文化融合的产物242

13.4.4二滩水电站导流隧洞施工中设计复核244

13.4.5“取象、比类、运数”与“典型、类比、分析”244

参考文献245

第14章计算机科学与工程若干问题的方法论246

14.1计算科学与技术基本247

体系247

14.1.1 学科发展的主线、特点和内在规律247

14.1.2计算机学科的方法论252

14.2软件设计面向对象方法论256

14.2.1概述256

14.2.2传统软件设计方法存在的问题256

14.2.3面向对象的软件设计方法257

14.2.4面向对象方法与科学认识的辩证法260

14.3数据仓库方法论262

14.3.1数据仓库的系统特征262

14.3.2数据模型的一般分析方法262

14.3.3元数据263

14.3.4数据粒度264

14.3.5数据分割264

14.3.6数据集成265

14.3.7 小结265

14.4 Java性与泛系理论的关系之探讨265

14.4.1概述265

14.4.2泛系理论与Java性266

14.4.3泛系对称／简化哲学与Java性267

参考文献269

第15章工程技术系统方法论探讨与应用270

15.1系统与系统方法概述271

15.1.1系统的概念271

15.1.2系统论271

15.1.3 系统方法272

15.1.4当代科学技术的复杂性与综合集成方法273

15.2系统论指导下的工程技术方法论274

15.3大型复杂工程系统研究开发中的方法论275

15.3.1 大型复杂工程中的系统方法275

15.3.2大型自动化工程项目开发中Agent的应用方法277

15.4城市规划中的系统方278

法论278

15.4.1城市规划的系统观278

15.4.2城市规划系统工程方法论280

15.4.3综合集成282

15.4.4支撑工具与技术282

15.5.1 人—机智能系统283

15.5 “人—机智能工程技术系统”的系统论特征分析283

15.4.5小结283

15.5.2人—机智能系统的主要特点284

15.6标准化系统工程方法论285

15.6.1标准化系统工程概述285

15.6.2系统工程方法论的三维结构286

15.6.3标准化系统工程的空间结构287

15.6.4航空部门可靠性、维修性管理标准化的分析288

15.7全面安全管理6 Sigma（6σ）的方法论290

15.7.1 6Sigma（6σ）概述290

15.7.2 6Sigma（6σ）方法在全面安全管理中的优越性290

15.7.3 6Sigma（6σ）现代全面安全管理中应用范围291

15.7.4 6Sigma（6σ）方法论概述291

15.7.5 6Sigma（6σ）方法的步骤及运用292

参考文献294

15.7.6小结294

第16章工程技术中的信息论与控制论问题295

16.1信息论与控制论概述296

16.2设备故障诊断中的信297

息论297

16.2.1概述297

16.2.2故障诊断的信息机制297

16.2.3智能诊断信息融合方法299

16.2.4小结303

16.3质量管理的信息与控制机制303

16.3.1控制的基础：信息303

16.3.4系统控制304

16.3.2闭环控制304

16.3.3实时控制304

16.3.5 自适应控制305

16.3.6白箱和黑箱方法305

16.4控制科学与自动化技术的相互关系305

16.4.1近代自动化技术的出现与工程控制论的诞生305

16.4.2 自动化技术与控制科学的发展演变306

16.4.3 两者的关系308

16.5系统论、信息论、控制论与现代钻井科学技术308

16.5.1钻井科学技术概述308

16.5.2钻井工程的系统特征308

16.5.3钻井工程中的信息与控制308

参考文献309