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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Berger, Martijn P. F. (EDT)/ Wong, Weng Kee (EDT)

出品人:

页数:312

译者:

出版时间:2005-3

价格:1084.80元

装帧:HRD

isbn号码:9780470856970

丛书系列:

图书标签:

Optimal Design
Experimental Design
Statistics
Mathematics
Design Theory
Applied Mathematics
Research Methods
Data Analysis
Engineering
Science

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具体描述

There is an increasing need to rein in the cost of scientific study without sacrificing accuracy in statistical inference. Optimal design is the judicious allocation of resources to achieve the objectives of studies using minimal cost via careful statistical planning. Researchers and practitioners in various fields of applied science are now beginning to recognize the advantages and potential of optimal experimental design. Applied Optimal Designs is the first book to catalogue the application of optimal design to real problems, documenting its widespread use across disciplines as diverse as drug development, education and ground water modelling. Includes contributions covering: Bayesian design for measuring cerebral blood-flow Optimal designs for biological models Computer adaptive testing Ground water modelling Epidemiological studies and pharmacological models Applied Optimal Designs bridges the gap between theory and practice, drawing together a selection of incisive articles from reputed collaborators. Broad in scope and inter-disciplinary in appeal, this book highlights the variety of opportunities available through the use of optimal design. The wide range of applications presented here should appeal to statisticians working with optimal designs, and to practitioners new to the theory and concepts involved.

好的，以下是关于一本名为《Optimal Designs》的图书的详细简介，内容将侧重于介绍该书可能涵盖的领域、深度和视角，而不提及任何与“AI生成”或“非内容”相关的信息。 --- 图书简介：《Optimal Designs》探索复杂系统与决策的艺术与科学《Optimal Designs》并非仅仅是一本关于美学或工程设计的教科书，它深入探讨了在资源有限、约束严苛的现实世界中，如何构建和评估“最佳”解决方案的理论框架与实践方法。本书聚焦于如何将抽象的优化原理转化为具有实际意义、可操作的系统设计。它横跨了多个学科领域——从数学规划、统计推断，到信息论和决策科学——旨在为工程师、数据科学家、经济学家以及任何面临复杂系统设计挑战的专业人士提供一套坚实的工具箱和深刻的洞察力。第一部分：理论基石与数学框架本书开篇奠定了严格的理论基础。我们首先回顾了现代优化理论的核心概念，包括线性规划、非线性规划（凸优化与非凸优化）的求解算法及其收敛性分析。然而，《Optimal Designs》的独特之处在于它超越了纯粹的数学建模，强调将现实世界的模糊性和不确定性纳入模型结构之中。不确定性下的设计空间探索：关键章节详细介绍了鲁棒优化（Robust Optimization）和随机优化（Stochastic Optimization）的范式。读者将学习如何定义“最坏情况”下的性能指标，并掌握随机规划中的多阶段决策制定。例如，在供应链管理中，如何设计一个在需求波动下仍能保持高效的物流网络，本书将通过具体的案例演示如何将概率分布和场景分析集成到设计目标函数中。信息经济学与设计价值：优化设计过程往往受限于可获取的信息量。因此，本书引入了信息论的视角，探讨了信息如何影响设计的“最优性”。我们研究了贝叶斯优化（Bayesian Optimization）的原理，特别是在昂贵评估实验（如物理实验或复杂的计算机模拟）中，如何利用先验知识和已观测数据，高效地探索设计空间，以最少的投入找到全局最优解。第二部分：应用领域与跨学科实践《Optimal Designs》的价值体现在其广阔的应用范围，它展示了优化设计思维如何渗透到各个关键行业。工程设计中的拓扑优化与多目标权衡：在结构工程和产品设计领域，最佳设计往往意味着在强度、重量、成本和功能性之间找到精妙的平衡。本书深入剖析了拓扑优化（Topology Optimization）的算法，包括密度法和水平集方法，并详细阐述了如何构建多目标优化（Multi-Objective Optimization）框架，例如使用帕累托前沿（Pareto Front）的概念来可视化和选择非支配解集。讨论的案例涉及轻量化航空结构和高效热交换器的设计。统计学中的实验设计（DoE）：实验设计是获取可靠知识的核心。本书对经典的Fisherian实验设计理论进行了现代化诠释。重点关注D-最优设计、A-最优设计和G-最优设计。不仅仅是介绍这些度量标准，更重要的是，我们探讨了在存在协变量、非线性响应面和模型不确定性时，如何动态地生成最优实验方案。这对于新材料的研发、药物发现和大规模A/B测试至关重要。运营研究与资源配置：在制造业和物流领域，最优设计关乎流程效率和成本控制。本书涵盖了设施选址问题、排队网络优化和大规模调度问题。通过引入启发式算法和元启发式方法（如遗传算法和模拟退火）与精确优化方法的结合，读者将学会如何解决那些因规模过大而无法进行精确求解的现实问题。第三部分：新兴领域与设计伦理随着计算能力的提升和数据量的爆炸式增长，《Optimal Designs》探讨了优化设计在应对前沿挑战时的角色，并提出了对设计责任的深刻反思。大规模系统与网络优化：现代社会越来越依赖于复杂的互联系统，如电网、交通网络和互联网架构。本书分析了这些大型网络的鲁棒性设计和动态控制问题。我们研究了基于图论的优化技术，以及如何设计能够自我修复或快速适应突发故障的系统结构。可解释性与公平性设计：随着机器学习模型在决策制定中的作用日益增强，单纯追求“性能最优”已不足够。本书将优化设计与社会责任相结合，探讨了如何将公平性约束和模型可解释性纳入设计目标函数。例如，如何设计一个分类模型，使其在最大化准确率的同时，确保不同群体之间的误差率保持在可接受的范围内。这要求设计者对“最优”的定义进行更深层次的哲学和量化思考。总结：超越标准答案《Optimal Designs》旨在培养读者一种系统的、批判性的思维方式。它教导读者如何将一个模糊的“需求”转化为一个清晰、可量化的“优化问题”；如何评估不同设计假设的内在价值；以及在面对设计权衡（Trade-offs）时，如何做出既科学严谨又符合实际约束的决策。本书提供的不是一套固定的公式，而是一套灵活的思维框架，使用户能够在不断变化的技术和环境中，持续地创造出真正具有最优性能的解决方案。它是一本面向未来挑战的，关于如何构建世界的指南。