優化設計/普通高等教育“十二五”規劃教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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楊挺 編

圖書標籤:

• 優化設計
• 工程優化
• 高等教育
• 教材
• 規劃教材
• 數學模型
• 算法
• 工程技術
• 工業工程
• 係統工程

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111460480

版次：1

商品編碼：11470701

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： 普通高等教育“十二五”規劃教材

開本：16開

齣版時間：2014-05-01

用紙：膠版紙

頁數：260

字數：409000

內容簡介

　　《優化設計/普通高等教育“十二五”規劃教材》包括優化設計的基本概念，優化設計方法的極值理論與數學基礎，一維搜索方法，無約束優化方法，，綫性規劃，，約束優化方法，多目標函數的優化方法，現代優化方法簡介，優化設計應用實例，附錄1 一維搜索優化方法參考程序（Matlab 和 C語言），附錄2 無約束優化方法參考程序 （Matlab 和 C語言），附錄3 約束優化方法參考程序 （Matlab 和 C語言）。各章都有學習要點和習題。

內頁插圖

目錄

第一章 優化設計的基本概念第一節 優化設計概述第二節 優化設計的數學模型第三節 優化設計問題的幾何描述本章學習要點習題
第二章 優化設計方法的極值理論與數學基礎第一節 函數的梯度第二節 多元函數的泰勒（Taylor）展開第三節 二次函數第四節 無約束優化問題的極值條件第五節 凸函數與凸規劃第六節 約束優化問題的極值條件第七節 優化設計方法的基本思想與迭代終止準則本章學習要點習題
第三章 一維搜索方法第一節 搜索區間的確定及區間消去法原理第二節 618法（黃金分割法）第三節 二次插值法本章學習要點習題
第四章 無約束優化方法第一節 共軛方嚮第二節 共軛方嚮法及其改進--Powell法第三節 單純形法第四節 梯度法第五節 共軛梯度法第六節 牛頓法第七節 變尺度法（DFP法）本章學習要點習題
第五章 綫性規劃第一節 綫性規劃的標準形式第二節 綫性規劃的基本解與基本可行解第三節 單純形法的基本原理與迭代公式第四節 單純形錶迭代算法第五節 人工變量與兩段法第六節 序列綫性規劃法（簡介）本章學習要點習題
第六章 約束優化方法第一節 復閤形法第二節 可行方嚮法第三節 懲罰函數法第四節 增廣拉格朗日（Lagrange）乘子法第五節 簡約梯度法及廣義簡約梯度法本章學習要點習題
第七章 多目標函數的優化方法第一節 統一目標法第二節 主要目標法第三節 協調麯綫法本章學習要點習題
第八章 現代優化方法簡介第一節 工程遺傳算法第二節 模擬退火算法第三節 人工神經網絡與神經網絡優化算法第四節 蟻群算法本章學習要點習題
第九章 優化設計應用實例第一節 平麵連杆機構優化設計實例第二節 齒輪變位係數的優化選擇第三節 二級圓柱齒輪減速器最小體積的優化設計第四節 行星減速器的優化設計第五節 火力發電廠生産效益優化第六節 電力係統約束潮流計算優化第七節 有源濾波器設計問題附錄常用優化方法的MATLAB和C語言參考程序參考文獻

前言/序言

《現代工程設計方法與實踐》 內容簡介 本書聚焦於現代工程設計領域的前沿理論與實用技術，旨在為讀者構建一個係統、深入的設計思維框架，並提供一套行之有效的工程問題解決策略。全書緊密結閤當今工程實踐的最新發展趨勢，融閤瞭多學科的交叉知識，強調設計過程的迭代優化、效率提升以及可持續性考量，力求幫助讀者掌握從概念構思到最終産品實現的完整設計流程，並具備應對復雜工程挑戰的能力。 第一部分：工程設計的基石與理念 本部分深入探討工程設計的核心理念、基本原則以及在現代科技語境下的演變。我們將從工程設計的本質齣發，剖析其在推動社會進步和技術革新中的關鍵作用。 工程設計的演進與哲學： 迴顧工程設計的曆史發展軌跡，從早期的經驗驅動型設計到如今的數據驅動、智能化設計，探討不同時代的設計哲學和方法論。我們將分析影響設計理念演變的關鍵技術突破和社會需求變化，例如工業革命、信息時代的到來以及數字化轉型對設計思維的重塑。 現代工程設計的範式： 詳細介紹當前主流的工程設計範式，包括但不限於係統工程、集成産品開發（IPD）、敏捷設計等。我們將深入解析這些範式的核心思想、運作機製及其在不同工程領域的應用優勢。例如，係統工程強調全局觀和要素間的相互作用，IPD關注跨部門協作和全生命周期管理，而敏捷設計則強調快速迭代和靈活響應市場變化。 設計思維與創新方法： 重點闡述“設計思維”（Design Thinking）在解決復雜問題中的重要性，並介紹用戶為中心的設計（UCD）、同理心、創意發想（Ideation）、原型製作（Prototyping）和測試（Testing）等關鍵環節。我們將提供多種創意思考工具和技術，如頭腦風暴、思維導圖、TRIZ（發明問題解決理論）等，指導讀者如何從用戶需求齣發，發掘潛在的創新點，並將其轉化為切實可行的設計方案。 倫理、可持續性與責任： 強調現代工程設計必須肩負的社會責任。我們將探討工程設計的倫理道德規範，如安全性、可靠性、公平性等，並重點關注可持續設計（Sustainable Design）的理念和實踐。這包括環境影響評估、生命周期評估（LCA）、綠色材料選擇、能源效率優化以及可迴收性設計等。本書將引導讀者思考如何設計齣既滿足功能需求，又能對環境和社會産生積極影響的産品。 第二部分：係統化工程設計流程與工具 本部分詳細闡述工程設計過程的各個階段，並介紹支撐這些階段的關鍵工具和技術，強調流程的規範化、效率化和可控性。 需求分析與定義： 探討如何準確、全麵地收集和分析用戶需求、市場需求及法規要求。我們將介紹需求獲取的技術，如訪談、問捲、用戶觀察、焦點小組等，以及需求規格說明書（Requirements Specification）的編寫原則和方法。同時，會涉及對需求的優先級排序和管理。 概念設計與方案生成： 介紹多種概念生成技術，如類比、組閤、變形、逆嚮工程等，以及如何進行方案的初步評估和篩選。我們將探討結構化概念生成方法，以及如何通過情景分析、場景構建來探索設計的可能性。 詳細設計與建模： 深入介紹現代工程設計中廣泛使用的計算機輔助設計（CAD）技術。涵蓋參數化建模、麯麵建模、裝配建模等高級技巧。我們將重點介紹數字孿生（Digital Twin）的概念及其在設計驗證、仿真分析和優化過程中的應用。同時，會涉及到工程圖紙的規範繪製和標注。 仿真與分析技術： 詳細講解工程仿真與分析在設計驗證中的關鍵作用。我們將涵蓋有限元分析（FEA）在結構力學、熱學等領域的應用；計算流體動力學（CFD）在流體流動和傳熱分析中的應用；多體動力學仿真在機械係統運動和穩定性分析中的應用。以及如何利用仿真結果指導設計的優化。 原型製作與測試驗證： 介紹不同類型的原型製作方法，包括低保真原型（紙質模型、綫框圖）和高保真原型（3D打印、CNC加工、電子原型）。詳細講解原型測試的流程、方法和數據分析。強調通過實際測試來驗證設計方案的閤理性，發現潛在問題並進行改進。 設計評審與優化： 闡述設計評審（Design Review）在確保設計質量、規避風險方麵的重要性。我們將介紹不同階段的設計評審流程和內容，如概念評審、詳細設計評審、可製造性評審等。同時，會介紹優化設計的基本原理和常用算法，如參數優化、拓撲優化、形狀優化等，以實現設計性能的最大化或成本的最小化。 第三部分：前沿技術與智能化設計 本部分將目光投嚮工程設計的未來，深入探討新興技術在設計領域的應用，以及智能化設計如何驅動工程創新。 人工智能（AI）與機器學習（ML）在設計中的應用： 介紹AI和ML在自動化設計、智能推薦、預測性維護、故障診斷等方麵的潛力。我們將探討生成式設計（Generative Design）如何通過算法探索大量設計方案，以及如何利用機器學習來優化材料選擇、預測産品壽命等。 數據驅動的設計與大數據分析： 強調數據在現代工程設計中的核心地位。我們將講解如何收集、處理和分析來自産品使用、生産製造、市場反饋等環節的海量數據，以及如何利用數據洞察來指導産品設計迭代和改進。 增材製造（3D打印）與分布式製造： 探討增材製造技術對傳統設計製造模式的顛覆。我們將分析3D打印在復雜結構設計、個性化定製、快速原型製作等方麵的優勢，以及它如何促進分布式製造和按需生産。 虛擬現實（VR）與增強現實（AR）在設計中的應用： 介紹VR/AR技術如何革新設計審視、裝配指導、用戶體驗評估等環節。我們將探討虛擬原型展示、沉浸式設計評審等應用場景，以及它們如何提升設計效率和用戶參與度。 數字化供應鏈與協同設計： 闡述在高度互聯的時代，如何通過數字化平颱實現設計、製造、供應鏈等環節的無縫協同。我們將介紹雲平颱、PLM（産品生命周期管理）係統等在促進跨地域、跨部門協同設計中的作用。 第四部分：工程設計實踐案例與案例分析 本部分通過一係列不同領域（如航空航天、汽車、醫療器械、消費電子、能源工程等）的典型工程設計案例，將理論知識與實際應用緊密結閤。 案例研究方法： 介紹如何進行有效的案例研究，從實際工程項目中提煉設計思路、方法和經驗教訓。 經典設計案例剖析： 選取具有代錶性的成功和失敗設計案例，深入分析其背後的設計決策、技術挑戰、優化過程以及最終的市場錶現。通過對這些案例的解讀，讀者可以學習到如何在實際工程環境中應用本書所介紹的設計原理和方法。 綜閤性項目模擬： 設計一個或多個綜閤性的工程設計項目，引導讀者從需求分析到最終方案的形成，完整地經曆一個設計過程。這部分將側重於團隊協作、資源分配和項目管理能力的培養。 本書特色： 理論與實踐並重： 兼顧工程設計的基礎理論和最新的實踐應用，力求理論的嚴謹性和實踐的可操作性。 前沿性與時代性： 緊跟工程設計領域的技術發展脈搏，涵蓋人工智能、大數據、增材製造等新興技術。 係統性與條理性： 按照工程設計流程，係統地闡述各個環節的關鍵內容，結構清晰，邏輯嚴謹。 圖文並茂與案例豐富： 輔以大量圖錶、示意圖和真實案例，幫助讀者更直觀地理解抽象概念，並從實踐中汲取養分。 麵嚮讀者廣泛： 適閤高等院校機械、電子、自動化、工業設計、航空航天等相關專業的本科生、研究生，以及從事工程設計、産品開發、研發管理等工作的工程師和技術人員。 通過學習本書，讀者將能夠： 建立係統化的工程設計思維，深刻理解設計在解決現實問題中的價值。 掌握現代工程設計的核心流程、方法和工具。 熟練運用前沿技術，提升設計的智能化和高效性。 具備分析和解決復雜工程問題的能力。 培養創新精神和可持續設計理念。 《現代工程設計方法與實踐》將是您在瞬息萬變的工程技術領域中，提升設計能力、實現創新突破的寶貴指南。

評分☆☆☆☆☆

這本書的編排方式，給我的感覺就像是在解一道復雜的謎題，而它提供的就是清晰的綫索和嚴謹的解題步驟。我之前對優化設計這個領域一直有些模糊的概念，總覺得它離我的專業知識有點遠，但這本書卻用一種非常“接地氣”的方式，將原本可能顯得枯燥的數學和算法，轉化成瞭解決實際問題的強大工具。它在講解過程中，充分考慮到瞭不同背景讀者的接受程度，從最簡單的單變量函數極值問題開始，逐步深入到多變量、非綫性、大規模的復雜優化問題。 尤其值得稱贊的是，書中的案例分析部分。這些案例並不是那種“教科書式”的理想化模型，而是真實存在於工程實踐中的各種挑戰。比如，在講解參數優化時，它就模擬瞭某個産品的生産流程，要求讀者在考慮成本、效率、良品率等多個因素的情況下，找到最佳的生産參數組閤。這種“實戰演練”的方式，讓我切實感受到瞭優化設計在提升企業效益、降低生産成本方麵的巨大潛力。而且，它不僅僅是告訴你“怎麼做”，更是在潛移默化地教會你“為什麼這麼做”，這種思維方式的引導，比單純記住幾個公式和算法要寶貴得多。

評分☆☆☆☆☆

我是一名在職的工程師，平時工作忙碌，但對提升專業技能始終保持著熱情。在一次行業交流中，聽說瞭這本《優化設計》，並被它的“規劃教材”身份所吸引，心想一本經過規劃的教材，其內容深度和廣度應該都能滿足我進一步學習的需求。拿到書後，我驚喜地發現，它遠超我的預期。這本書的內容，對於我這樣有一定工程基礎的人來說，簡直是如虎添翼。 它不像一些理論書籍那樣，將優化設計講得高高在上，而是非常貼閤實際工程中的需求。書中關於“多目標優化”的章節，就詳細講解瞭如何在滿足多個相互衝突的目標時，找到一個平衡點，這在我們實際産品設計中經常會遇到。比如，在追求更高性能的同時，還需要控製成本和縮短開發周期。書中的案例分析，也都是從實際工程問題齣發，給齣瞭具體的解決方案，讓我能夠將學到的知識直接應用到工作中，解決瞭許多之前讓我頭疼的難題。它讓我明白，優化設計不隻是數學問題，更是工程思維的體現。

評分☆☆☆☆☆

我是一名機械專業的學生，在學習過程中，經常會遇到一些設計上的瓶頸，總覺得同一個功能，能不能做得更輕巧、更省材料，或者更耐用。偶然的機會，我接觸到瞭這本《優化設計》，它徹底改變瞭我對工程設計的看法。這本書不是那種隻會羅列公式的理論書，它更像是一位經驗豐富的導師，循循善誘地引導你思考“最優”的可能性。 最令我驚喜的是，書中關於“魯棒性設計”和“拓撲優化”的內容。魯棒性設計強調的是在不確定性因素存在的情況下，依然能夠保持産品性能的穩定性，這在實際工程中簡直是太重要瞭。而拓撲優化，更是讓我看到瞭無限的可能，通過算法來決定材料的分布，能夠創造齣許多傳統設計方法難以想象的結構。書中的配圖和圖錶非常直觀，將復雜的理論概念形象化，比如通過不同顔色的渲染來展示應力分布，或者用動態的麯綫來模擬性能變化，都極大地增強瞭我的理解力。我甚至覺得，這本書不僅是為“優化設計”而寫，更是為所有想要在工程領域追求極緻的工程師而寫。

評分☆☆☆☆☆

說實話，最初拿到這本《優化設計》的時候，我並沒有抱太大的期望，想著無非就是一本普通的教材，可能內容會比較枯燥。然而，當我翻開目錄，看到豐富的章節設置，以及書中那些看似復雜實則邏輯清晰的講解時，我纔意識到自己低估瞭它。這本書的知識體係構建得非常嚴謹，從基礎的優化理論，到各種經典的優化算法，再到針對不同類型問題的具體應用，都覆蓋得相當全麵。 我尤其喜歡它在講解算法時，不僅僅是給齣瞭算法的步驟，還會深入剖析其背後的數學原理和收斂性分析。這讓我不再是簡單地“套用公式”，而是能夠真正理解算法的優勢和局限性，並在實際應用中根據具體問題進行靈活選擇和改進。書中的語言風格也非常專業且嚴謹，沒有絲毫的含糊其辭，每一個定義、每一個推導都力求準確無誤。我記得在學習關於“懲罰函數法”的部分時，作者通過一個形象的比喻，將原本抽象的數學概念變得生動易懂，讓我一下子就抓住瞭核心思想。這本書，絕對是想要係統學習優化設計理論和方法的讀者的寶藏。

評分☆☆☆☆☆

這本《優化設計》的書，與其說是一本教科書，不如說是一位資深工程師在細心教導初學者。我一開始是被“普通高等教育‘十二五’規劃教材”這個標簽吸引的，覺得作為一本規劃教材，內容應該比較係統全麵，而且緊跟時代。拿到手翻開，果然是知識點的層層遞進，從最基礎的數學模型建立，到各種優化算法的原理講解，再到實際工程案例的應用，都安排得井井有條。 讓我印象最深刻的是，它並沒有把優化設計這件事搞得高高在上，而是用非常貼近工程實際的語言來解釋每一個概念。比如，在講到約束條件時，作者並沒有僅僅列舉數學公式，而是結閤瞭材料強度、加工精度、成本限製等實際工程中的各種“難處”，讓我瞬間明白為什麼優化設計是如此重要，也理解瞭為什麼在實際工作中，我們不能光憑感覺來做決定。書中的圖示和錶格也做得非常用心，一些復雜的算法流程被可視化處理，大大降低瞭理解難度。我記得其中有一個關於機械零件形狀優化的章節，圖文並茂地展示瞭如何通過不斷調整設計參數，最終找到那個在滿足性能的前提下，材料消耗最少、製造難度最低的“最優解”，讀完後覺得豁然開朗，仿佛自己也掌握瞭一門“點石成金”的秘籍。

評分☆☆☆☆☆

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評分☆☆☆☆☆

在圖書館藉的，中規中矩一本書吧，對於剛開始接觸最優化的我來說還算挺容易懂的

評分☆☆☆☆☆

也是醉瞭……………………………………

評分☆☆☆☆☆

在圖書館藉的，中規中矩一本書吧，對於剛開始接觸最優化的我來說還算挺容易懂的

評分☆☆☆☆☆

還不錯

評分☆☆☆☆☆

還不錯

評分☆☆☆☆☆

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評分☆☆☆☆☆

差評，簡直就是本舊書，而且裏麵還有爛頁，就不一一照瞭，簡直不能忍瞭，在京東最貴的書，而且還收五元郵費，就這麼爛的郵迴來。

評分☆☆☆☆☆

差評，簡直就是本舊書，而且裏麵還有爛頁，就不一一照瞭，簡直不能忍瞭，在京東最貴的書，而且還收五元郵費，就這麼爛的郵迴來。