早期的人类历史说明，人类的需要决定了物品的设计。例如，人们发明刀子是为了保护自己免受周围危险环境的伤害，而埃及人发明轮子则有助于人们的旅行和物品运输。在这里，古老格言“需求是发明之母”的真意显露无遗。设计和开发的工作将工程和科学区别开来。回顾人类历史，工程师曾经解决过很多问题，包括水没有在人们需要它的地方，矿物离使用者太远，以及将建筑材料运送到需要它的地方。古代工程师们曾经去设计竖起巨大纪念物的方法，设计防御敌军的方法，或者在崎岖陡峭的地形甚至波涛汹涌的水面上运送人员和物品。这些努力大多都是由于外界的要求，而且通常都是通过不断的尝试和失败才实现了最终的目的。但是，直到伽利略(Galileo)和牛顿(Newton)时代，才产生了现在工程学校学生们所学的基本知识。工业革命带来了新型机械设备和制造方法的不断涌现，同时也促进了科学和商业在世界范围内的快速发展。工程历史上，到处都是从失败走向成功的故事。
在20世纪早期，在美国工业界，经常会有机械师发明了新的产品，然后，就会有绘图人将厂房里发明的产品绘制在纸上。由于在纸上修改设计比在工厂里修改产品更节省开支也更有效，所以人们很快就意识到了在纸上进行设计的好处。现在的潮流是，在适合的地方，将理论应用到机械设计的过程中去。不过，总的来说，更需要强调的是，要将所有有用的因素(比如各种各样的艺术、科学、工程、实际经验，以及设计天分)正确地应用到设计过程中去。一个成功的设计，通常遵从一个逻辑有序的过程以满足人们的特定需要。这个过程，即是所谓的设计过程，与科学上一步一步井然有序进行实验的方法是一致的。设计过程包括以下任务，它们在设计过程中都必须完成：
(1) 说明需求和设定目标
(2) 市场分析
(3) 设计规范和约束
(4) 功能分析
(5) 概念产生
(6) 方案评估
(7) 分析
(8) 实验
(9) 市场运作
通常，工程师并不是严格地按照上面的步骤来完成设计工作的。在设计过程中，包含着需要不断反复的步骤。工程师在进行设计的过程中，随时都可能会发现新的信息，也可能会添加新的设计目标，在这种情况下就需要重复一些步骤。工程师在问题定义和需求分析理解上花费越多的时间和精力，重复设计的频率就会越低。
本书为工程设计的入门教程。使用本书的学生要具有大学水平的物理和微积分知识。对于有更高水平的学生，应该把精力更多地放在设计过程的分析部分。请访问后续实验的相关网页来获取更多信息。
本书包括3个部分。第I部分针对设计过程讲述了十章的内容。第1章对设计过程进行概述，并且也是本书的入门部分。第2章介绍了设计师在开始设计过程之前，必须要掌握的一些设计工具。对设计工具的讲述也是对后续课程的介绍。第3-9章介绍了设计过程的各个步骤。根据讲课教师的习惯，也可以对这些步骤的讲解顺序进行调整，而且，对讲解材料不用作任何更改。第10章讲述了和设计成本相关的问题。第II部分讲述了作者曾经使用过的设计项目。第III部分讲述设计实验。这些实验的目的，是通过让学生切身经历设计工作，来帮助他们(特别是大学一、二年级的学生)学会如何进行团队工作。最初的一些实验主要关注团队的建立。我们预计，讲课教师可能会在他们的设计课程中加入一些新的内容。作者对此专门制作了一个网页，以供老师们提交自己的实验；网页地址是http://www.eng.fsu.edu/~haik/design。这个网页还包含了一个论坛，教师们可以在上面交流讲述设计课程的想法与经验，或者提供相关课堂活动的情况，以帮助学生进行工程设计学习。
作者在此感谢所有在本书出版过程中提供帮助的同事和学生们，以及所有会在网页上提供设计实验的设计师和设计课的老师们。我们鼓励学生们反馈他们对本书的评论和建议。还要感谢本书的评审者，谢谢他们的有益建议：Thomas R. Grimm，Michigan Technological University；Jesa Kreiner，California State University-Fullerton；Thomas R. Kurfess，Georgia Tech；以及Howard L. Reynolds，Texas Tech University。另外，还要特别感谢Namas Chandra，他对本书也作出了重要的贡献。
—— Yousef Haik

本书内容详尽，案例丰富，实用性强，全面系统地介绍了工程设计中的方方面面。全书共分3部分，第I部分针对设计过程进行了介绍；第II部给出了一些作者曾经开发过的设计项目；第III部分讲述了大量的设计实验案例，以帮助学生切身经历这些设计工作，同时还引导学生如何进行团队工作。
本书工程设计的入门教程。使用本书的学生要具备大学物理和微积分知识。对于有更高水平的学生，可把精力更多地放在设计过程的分析部分。
本书主要内容：
概述设计过程；
介绍在开始设计过程之前必须掌握的一些设计工具；
介绍设计过程的各个步骤，包括说明需求和设定目标、分析市场、设计规范和约束、分析功能、产生概念、评估方案、具体分析、进行实验和市场运作等各阶段；
提供大量的设计实验案例。
本书特色：
实用性和可操作性强。提供了大量的案例和图解，帮助学生透彻理解工程设计过程的各个步骤；
通过大量的习题、设计项目，帮助学生进一步巩固所学的内容，并将这些知识应用到实际项目中；
本书合作站点http://www.eng.fsu.edu/haik/design提供了互动式学习方案，使学生能够获得更多相关资源。

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第I部分 工程设计过程
第1章 引言
第2章 设计工具
第3章 需求和目标
第4章 市场分析和信息搜集
第5章 建立功能结构
第6章 设计规范
第7章 概念设计
第8章 概念设计的评估
第9章 详细设计
第10章 成本分析
第II部分 设计项目实例
第11章 设计项目实例
第III部分 设计实验
第12章 实验一：开始设计-团队组建
第13章 实验二：团队协作
第14章 实验三：建立自己的网页
第15章 实验四：用MS Project 2000进行项目管理
第16章 实验五：报告风格
第17章 实验六：道德
第18章 实验七：原料选择
第19章 实验八：人体工程学
第20章 实验九：定义几何尺寸和公差
第21章 实验十：逆向工程
第22章 实验十一：使用Pro/MECHANICA进行结构分析