化工工程设计概论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国石化

作者:杨基和

出品人:

页数:334

译者:

出版时间:2005-8

价格:40.00元

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isbn号码:9787801648426

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好的，这是一份关于化工工程设计概论之外，内容详实且专业的图书简介，旨在涵盖多个工程设计领域的基础知识和前沿技术，字数控制在1500字左右。 《现代工业系统集成与优化：从概念到实施》 本书简介 在当今快速发展的工业背景下，单一学科的知识已难以满足复杂系统的设计、集成与优化需求。本书《现代工业系统集成与优化：从概念到实施》正是在这一时代背景下应运而生，旨在为工程技术人员、系统设计师以及高年级本科生和研究生提供一个全面、深入且实用的指南，涵盖了从系统规划、核心技术集成到最终性能优化的全过程。 本书的撰写核心在于“集成”与“优化”，强调跨学科的知识融合，区别于传统上聚焦于单一工程领域的教科书。我们不再将制造、控制、信息技术视为孤立的模块，而是将其视为一个相互依赖、协同工作的有机整体。 第一部分：系统工程基础与需求分析 (Systems Engineering Fundamentals and Requirements Analysis) 本部分奠定了现代工业系统设计的方法论基础。传统的项目管理往往侧重于时间表和预算控制，而本书深入探讨了系统工程（SE）的思维模式，尤其是在复杂制造和自动化项目中的应用。 1.1 系统思维与生命周期管理： 详细阐述了 V 模型、迭代开发模型在工业升级项目中的适用性。重点解析了如何识别和管理系统需求的不确定性，尤其是在引入新兴技术（如工业物联网 IOT）时，需求的动态变化如何影响设计决策。 1.2 需求获取与规格定义： 本章摒弃了简单的需求列表，转而关注利益相关者的价值流分析（Value Stream Analysis, VSA）。通过案例研究，展示了如何从业务目标反向推导出技术规格，包括性能指标、可靠性标准、安全约束和可维护性要求。特别分析了如何量化“操作效率”和“用户体验”等模糊指标。 1.3 系统架构设计： 介绍了分层架构、服务导向架构（SOA）以及微服务在工业控制系统中的应用潜力。强调了模块化设计的重要性，确保系统的可扩展性和互操作性，为后续的异构系统集成打下坚实基础。 第二部分：核心技术集成与接口设计 (Core Technology Integration and Interface Design) 本部分聚焦于现代工业系统中的关键技术单元，并详细阐述了如何实现这些单元间的无缝连接和数据交互。 2.1 先进传感器技术与数据采集： 深入探讨了非接触式测量技术（如激光雷达、高光谱成像）在质量控制中的应用。与传统传感器理论不同，本章侧重于数据预处理和环境鲁棒性。讨论了如何应对工业环境中的噪声、漂移和信号衰减问题，并介绍了边缘计算（Edge Computing）在实时数据清洗中的作用。 2.2 工业控制系统（ICS）的现代化： 涵盖了从传统 PLC/DCS 架构向基于 PC/Ethernet 的分布式控制系统（DCS）演进的趋势。重点分析了实时操作系统（RTOS）的选型标准，以及如何在高安全需求的流程工业中部署确定性网络协议（如 TSN – 时间敏感网络）。 2.3 制造执行系统（MES）与企业资源规划（ERP）的深度融合： 详细解析了 ISA-95 模型在不同行业（如离散制造与流程制造）中的具体实现差异。探讨了如何设计双向数据接口，确保生产数据能实时反馈至计划层，并实现生产调度与物料流的动态匹配。 第三部分：数字化孪生与仿真建模 (Digital Twin and Simulation Modeling) 数字化是现代工程的核心驱动力。本部分将理论知识转化为可操作的仿真和验证工具。 3.1 数字化孪生（DT）的构建理论： 不仅仅停留在“虚拟模型”的概念上，本书详细剖析了 DT 的四个核心要素：物理实体、虚拟模型、连接数据流和业务洞察。重点阐述了高保真模型的构建方法，包括基于第一性原理（First Principles）的模型与基于数据驱动（Data-Driven）模型的融合策略。 3.2 多物理场耦合仿真技术： 针对复杂反应器、换热网络或结构力学问题，介绍了有限元法（FEM）、计算流体力学（CFD）的最新进展。特别关注了如何将热力学、流体力学和结构应力分析耦合，以评估系统在极端工况下的综合性能。 3.3 仿真验证与“闭环”反馈： 讨论了如何利用仿真结果来校准和验证现场设备的实际性能数据。内容包括蒙特卡洛分析在不确定性量化中的应用，以及如何设计“What-If”场景以预演系统升级对生产效率的影响。 第四部分：系统优化与智能决策 (System Optimization and Intelligent Decision Making) 本部分是本书的高级应用篇章，专注于如何利用数据和算法来驱动性能提升和成本降低。 4.1 过程优化理论与算法： 引入了经典的线性规划（LP）、非线性规划（NLP）在资源分配和调度问题中的应用。重点分析了组合优化问题（如车间作业调度 Job Shop Scheduling）的求解策略，包括启发式算法（Heuristics）和元启发式算法（Metaheuristics）。 4.2 机器学习在预测性维护中的应用： 详细介绍了故障诊断和剩余使用寿命（RUL）预测的常用模型，如 LSTM、Transformer 结构在时间序列分析中的优势。强调了特征工程在从海量传感器数据中提取有效故障信号的关键作用。 4.3 智能决策支持系统（DSS）： 探讨了如何将优化模型的结果转化为操作人员可理解的行动建议。内容包括多目标优化（Multi-Objective Optimization）的帕累托前沿分析，以及如何设计人机界面（HMI）来有效传达复杂的优化建议，实现人与智能系统的高效协同。 总结与展望 本书的特点在于其广度与深度并重，它将工程设计视为一个跨越物理世界与信息世界的集成过程。通过大量的工程案例和数学模型解析，读者将掌握一套从概念构思到系统优化的完整工具箱，为应对未来智能工厂、智慧能源网络等复杂工程挑战做好充分准备。本书不仅是理论指导，更是工程实践的路线图。

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这本书的装帧设计着实吸引人，封面那种沉稳的深蓝色调，配上烫金的字体，给人一种专业而又不失厚重的历史感。我把它放在书架上，感觉整个书房的“气质”都提升了不少。初次翻开时，被它精细的排版所震撼，那种细密的文字间距，以及大量高质量的插图和流程图，简直就是艺术品。虽然我不是这个领域的专业人士，但光是看那些图表，就能感受到作者在资料收集和整理上的巨大心力。尤其是那些复杂的化学反应器的剖面图，即便是抽象的概念，也被描绘得栩栩如生，让人对书中所涉及的工业流程有了直观的想象。阅读过程中，我发现作者在叙述复杂的工程原理时，采用了非常巧妙的类比和生活化的语言，使得原本晦涩难懂的知识点变得平易近人。比如，他对“热力学平衡”的解释，竟能引申到日常生活中煮咖啡的微妙过程，这种跨学科的叙事方式，极大地降低了入门的门槛，让我这个非科班出身的读者也能在字里行间感受到那种严谨而又充满智慧的工程美学。

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令人印象深刻的是，作者在内容组织上展现出一种近乎偏执的逻辑性。从最基础的物料衡算开始，层层递进，直到复杂的工厂整体布局和环保措施的集成，每一步都像是在铺设一条坚固的栈道，确保读者能够安全、平稳地攀登到更高的认知层面。我注意到，作者并没有急于展示最前沿的技术，而是将重点放在那些经过时间检验的、工业界普遍接受的基础设计原则上，这体现了一种对“根基”的尊重。例如，在介绍反应器设计时，他花了大量的篇幅来阐述传热和传质的边界条件，这些看似基础的细节，恰恰是决定一个项目成败的关键。整本书的行文风格就像一位耐心且要求严格的导师，他不会直接给你答案，而是会引导你一步步推理，直到你自己得出那个最优解，这种学习体验，是单纯的知识灌输无法比拟的。

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这本书带给我一种强烈的“历史使命感”。在阅读过程中，我仿佛穿越了近百年的化工发展史，看到了那些先驱者们如何用智慧和汗水，将实验室里的理论转化为驱动现代工业文明的巨大机器。作者在穿插介绍历史背景时，选取的案例都极其经典且具有代表性，无论是早期合成氨的艰辛历程，还是现代石油精炼的精妙集成，都写得引人入胜，充满了人文关怀。它不仅仅是一本技术手册，更像是一部浓缩的工业文明编年史。通过阅读，我深刻体会到，每一次工艺的革新，背后都是无数工程师夜以继日的奋斗和对人类福祉的深刻承诺。这种对行业的敬畏之情，是任何冰冷的工程数据都无法传达出来的，它让这本书拥有了超越工具书的价值。

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这本书的深度和广度，远远超出了我对一本“概论”类书籍的预期。它不像市面上那些充斥着公式堆砌和标准流程背诵的教科书，更像是一部由经验丰富的老工程师口述的“行业心法”。作者似乎毫不保留地分享了自己在实际工程项目中遇到的那些“坑”和“妙招”，那些在标准教材中永远不会提及的，关于设备选型时微妙的妥协、管道布局时对空间限制的无奈，以及安全冗余设计中的哲学权衡。我尤其欣赏其中关于“经济性评估”的章节，它没有停留在简单的成本核算，而是深入剖析了不同工艺路线在长期运营中所体现出的生命周期价值差异，这简直就是一部微缩版的企业投资决策手册。读完之后，我甚至能想象出在某个炎热的午后，工程师们围着一张巨大的图纸，争论是选择A型泵还是B型泵时，那种紧张而又充满激情的讨论场面。这本书不只是教你“怎么做”，更重要的是让你理解“为什么这么做”，这种思维框架的建立，远比记住某个公式重要得多。

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这本书的阅读体验，最让我感到“物超所值”的是其对“不确定性管理”的深刻洞察。在工程设计中，总是存在大量无法完全量化的因素，如长期腐蚀、批次差异、操作人员的经验波动等。作者没有回避这些模糊地带，反而用一种非常务实和辩证的眼光去审视它们。他强调，优秀的设计不是追求理论上的完美，而是要设计出“健壮的系统”，即在面对各种“意外”时依然能稳定运行的系统。书中提供的几套风险评估模型和应急预案的制定原则，实用性极强，简直是工程实践中的“避雷针”。这种承认局限性并积极应对的成熟心态，是这本书最宝贵的财富，它教会了我，真正的专业，是从容面对复杂和不确定性，而不是沉迷于教科书上完美的理想状态。

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