本书是在河北工业大学连续5年开展工程创客训练的基础上总结经验编写而成的，以学生为中心，以实际工程项目为牵引，以产品成果为导向，让学生直接面对工程项目，通过全要素、全环节实战训练，培养和锻炼学生基于问题的自主学习能力、多学科知识和技术的综合应用能力以及解决复杂工程问题的能力。 本书共4篇，分别为工程基础知识、产品设计、工业企业产品创新、知识产权与科技论文写作。其中第1篇从工程的视角，让学生树立大工程意识，具备良好的职业道德和素养；第2篇从产品设计制造的视角，让学生掌握机械产品、电子产品、机电一体化系统、智能产品设计、制造及装配的方法和工艺，引导学生基于问题，主动学习不同学科专业知识，通过多学科知识和技术综合应用去解决实际工程问题；第3篇从工业企业的视角，让学生掌握产品创新的方法和流程，培养学生实践中进行创新的意识；第4篇让学生了解专利的申请流程和科技论文写作规范，培养学生知识产权的保护意识与科技论文表述的规范意识。 本书主要作为新工科教育下项目式课程建设、工程训练系列课程、工科竞赛等的案例教材或参考资料，也可作为普通高等院校相关专业的参考书，还可供其他有关专业的教师和工程技术人员参考使用。

高等院校教师

目录前言第1篇工程基础知识
第1章工程概述1
1.1工程内涵、人才、教育和环境1
1.1.1工程内涵1
1.1.2工程人才与工程教育2
1.1.3工程环境5
1.2工程与科学、技术、产业的关系7
1.2.1概念描述7
1.2.2工程系统7
1.2.3辩证关系9
1.3工程伦理和工程师的职业素养11
1.3.1工程伦理概述11
1.3.2工程师的伦理意识与伦理责任11
1.3.3现代工程意识12
1.3.4工程师职业素养与职业精神14
第2篇产品设计
第2章产品设计概述16
2.1产品设计基础知识16
2.1.1产品的定义16
2.1.2产品、商品、用品和废品16
2.1.3新产品的概念及分类18
2.1.4产品设计概述19
2.2产品设计的分类20
2.2.1概念设计20
2.2.2开发设计20
2.2.3改良设计20
2.3产品设计原则21
2.4产品设计程序22
2.4.1产品前期规划23
2.4.2概念开发24
2.4.3系统设计25
2.4.4细节设计25
2.4.5测试与改进25
2.4.6试产扩量26
第3章机械产品设计与制造27
3.1机械产品设计概述27
3.1.1机械设计的基本要求27
3.1.2机械零件设计28
3.1.3机械设计的一般程序30
3.2机械加工与特种加工31
3.2.1机械加工基础知识31
3.2.2铸造35
3.2.3锻压成形35
3.2.4焊接36
3.2.5车削36
3.2.6铣削37
3.2.7磨削37
3.2.8数控加工39
3.2.9特种加工39
3.3现代机械加工新技术44
3.3.1高速切削技术44
3.3.2硬态切削技术44
3.3.3干式（绿色）切削技术44
3.3.4工程陶瓷材料的加工45
3.4产品工程表达45
3.4.1标准及机械制图国家标准45
3.4.2绘图方法简介48
3.4.3产品图样表达48
3.5机械加工工艺规程49
3.5.1生产过程和机械加工工艺过程49
3.5.2机械制造生产纲领和生产类型49
3.5.3机械加工工艺规程制订51
3.6装配58
3.6.1装配概述58
3.6.2常用装配工具59
3.6.3装配工艺63
第4章电子产品设计与制造67
4.1电子产品设计与制造概论67
4.1.1现代电子产品的特点67
4.1.2电子产品设计与文化、环境、
市场的关系68
4.1.3电子产品设计与制造流程70
4.1.4电子产品的工作环境71
4.2结构材料及电子元器件的选用72
4.2.1结构材料的选用72
4.2.2应用电子元器件73
4.2.3常用电子元器件的选型75
4.3电子产品的设计80
4.3.1结构设计80
4.3.2热设计82
4.3.3安全设计84
4.3.4电磁兼容设计85
4.3.5“三防”设计88
4.4电子产品的制造89
4.4.1供应链89
4.4.2印制电路板（PCB）的组装89
4.4.3测试91
4.4.4成品组装92
4.4.5最后功能测试92
4.4.6包装92
第5章机电一体化系统设计93
5.1机电一体化概述93
5.1.1机电一体化的定义93
5.1.2机电一体化系统的基本组成
要素94
5.1.3机电一体化的相关技术94
5.1.4机电一体化技术的主要特征与
发展趋势96
5.1.5机电一体化系统设计开发过程98
5.2机械系统设计100
5.2.1机电一体化产品的机械系统
组成100
5.2.2机电一体化对机械系统的
设计要求101
5.2.3机械传动部件功能要求101
5.2.4机械传动部件设计内容102
5.3执行系统设计102
5.3.1执行系统功能要求102
5.3.2执行系统设计内容103
5.4动力系统设计105
5.4.1动力系统概述105
5.4.2动力元件的选择106
5.5检测系统设计106
5.5.1检测系统概述106
5.5.2机电一体化系统常用的传感器107
5.5.3传感器的选用原则108
5.6控制系统设计109
5.6.1控制系统概述109
5.6.2控制系统设计的基本内容110
5.6.3常用控制单元111
5.6.4常用控制系统接口技术113
第6章智能产品设计与开发116
6.1智能产品概述116
6.1.1智能产品发展现状116
6.1.2常见的智能产品117
6.2智能产品开发相关技术118
6.2.1大数据技术和云计算技术118
6.2.2物联网技术119
6.2.3人工智能技术119
6.3智能产品设计原则及流程120
6.3.1智能产品设计原则120
6.3.2智能产品设计流程121
6.4智能产品功能及外观设计案例——以智
能家庭健康理疗仪为例122
6.4.1现有产品相关调研122
6.4.2用户调研125
6.4.3方案设计128
第3篇工业企业产品创新
第7章创新内涵131
7.1创新的定义与内涵131
7.2创新模式131
7.2.1封闭式创新131
7.2.2开放式创新132
7.3创新的层次133
7.3.1渐进式创新133
7.3.2本质性创新134
7.3.3破坏性创新134
7.4创新的类型135
7.4.1商业模式创新135
7.4.2业务流程创新136
7.4.3技术创新137
7.4.4产品创新137
7.4.5服务创新138
7.4.6品牌创新138
7.5创新分类的价值139
第8章常用创新方法140
8.1常用创新方法概述140
8.2逻辑推理型技法141
8.2.1移植法141
8.2.2类比法142
8.2.3KJ法142
8.2.4自然现象和科学效应探索法143
8.2.5TRIZ技术创新法144
8.3联想型创新技法148
8.3.1智力激励法148
8.3.2联想法149
8.3.3逆向构思法149
8.4列举型创新技法150
8.4.1缺点列举法150
8.4.2希望点列举法150
8.4.3特征点列举法151
8.5形象思维型技法152
8.5.1形象思维法152
8.5.2灵感启示法152
8.5.3大胆设想法153
8.6组合型技法154
8.6.1组合法154
8.6.2分解法155
8.6.3形态分析法155
8.6.4横向思考法156
8.7有序思维型创造技法157
8.7.1奥斯本检核表法157
8.7.25W1H法158
8.7.3和田十二法159
第9章流程化创新方法160
9.1流程化创新过程160
9.2创新战略161
9.2.1战略三要素161
9.2.2创新战略分析方法161
9.3市场细分164
9.3.1市场细分的意义164
9.3.2市场细分的步骤164
9.4了解客户165
9.4.1客户需求调研流程165
9.4.2关键的客户调研工具(方法)165
9.5确定机会167
9.5.1联合分析法168
9.5.2优选法168
9.6生成创意168
9.6.1创意生成方法169
9.6.2创意的管理170
9.7评估创意170
9.7.1机会计分卡与组合评估170
9.7.2优先化创新组合170
9.8实施创新171
9.9杠杆作用——建设创新文化172
9.10海尔的创新173
9.10.1海尔的全方位创新173
9.10.2海尔的全员创新174
9.10.3海尔全流程创新174
9.11华为创新案例——创新是华为发展的
不竭动力176
9.11.1创新以客户为中心176
9.11.2无处不在的创新177
9.11.3允许小部分力量去颠覆性
创新181
9.12英格索兰创新案例——创新引领科技，
远见开启未来182
9.12.1英格索兰的创新史182
9.12.2创意生成方法的演进182
9.12.3英格索兰在创意生成领域的
实践184
9.12.4创新助力英格索兰创造新的
辉煌187
第4篇知识产权与科技论文写作
第10章知识产权和专利188
10.1知识产权概述188
10.1.1知识产权的范围188
10.1.2知识产权的特点189
10.1.3知识产权的类型190
10.2如何申请专利190
10.2.1常用专利数据库190
10.2.2专利申请流程194
10.2.3发明、实用新型专利申请
文件概述196
10.2.4外观设计专利申请文件概述199
第11章科技论文的写作200
11.1科技论文的前置部分200
11.1.1题名200
11.1.2摘要和关键词201
11.2科技论文的主体部分203
11.2.1引言203
11.2.2正文204
11.2.3结论与致谢206
11.2.4参考文献与附录206
11.3学术论证的逻辑与方法209
11.3.1学术论证的基本原则209
11.3.2学术论证的逻辑方法210
11.4学位论文的写作211
11.4.1学位论文的基本要求211
11.4.2学位论文的写作要求212
11.4.3学位论文写作中常见的问题213
11.5科技论文的起草、修改与投稿214
11.5.1科技论文的起草214
11.5.2科技论文的修改与投稿215
参考文献218