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機械社區

標題: 關注：會軟件不等于會設計 [打印本頁]

作者: 寂靜天花板 時間: 2009-11-14 14:30
標題: 關注：會軟件不等于會設計
計算機是知識、經驗和思維的替代品。縱觀當今世界，這種非常令人不安的觀點正在結構工程師中逐漸蔓延。人們似乎越來越愿意相信計算機使他們能對工程作出正確的判斷，而根本不去想一想，如果沒有計算機同樣的工作需要哪些必要的知識和經驗。按百分比計迅速增加的工程師相信，解決工程問題的專業知識就是怎樣使用計算機以及計算機本身的專業知識。在結構工程界，把使用計算機的能力當成能勝任工作的證明，作為一種觀點正在象傳染病一樣到處蔓延。大量的結構工程師確實相信，他們僅僅簡單地依靠計算機就可以“解決”工程問題了，而沒有認識到高質量的工程只能是淵博的工程理論知識，大量的經驗，以及艱辛的腦力勞動相結合的產物。　　問題是過分強調自動化技術是以削弱實際知識為代價的，過分強調也演變成了不學習實際知識的借口。從教育和實踐兩方面來看，如此過分強調計算機帶給朝氣蓬勃的年輕工程師們一個錯誤的信息，工程學習和工程實踐就是輕松地使用菜單和用計算機生成五顏六色的圖畫。
　　在工程設計環境中利用信息自動化技術有很嚴重的負面影響，信息自動化技術象毒品一樣能輕易地誘使大腦相信其虛幻的安全性，知識性和能力。在這些自動化技術實現其真正的價值以前，設計工程師必須不依賴計算機，而用學識和經驗去解決工程問題。非常不幸，我們變得如此依賴于計算機，以至于正在迅速喪失不依賴計算機進行計算工作的技能。
　　與那些只有依賴計算機才能“解決”工程問題的人討論問題時，一個稱職的結構工程師什么樣的痛苦和挫折沒有經歷過?這些人(不要把他們跟真正的工程師混為一談)已不再有能力，或者從來沒學過，不依賴計算機解決工程問題。從根上他們不懂得，計算機不可能記錄有關模型、分析和設計的一些技巧。可以這樣認為，除了具有快捷的計算速度以外，計算機程序只是一些離散的知識。這些人沒有認識到，知識已經遠遠超過了有限的計算機指令所能編程的界限。真正的工程知識是經驗，直覺，靈感，領悟力，創造力，想象力和“認知”的巨大綜合體，它超越了任何計算機程序和程序員對結構工程的“理解”。恰恰相反，這些人認定世界是一個巨大的有限元模型，而計算機能夠并且也應該自動地建立模型，進行分析，完成設計，打印出最終結果。“工程師”能做的，僅僅是區分規格和需求，給顧客開發票，牟取利潤，并且迅速找到新項目。
　　今后，只有越來越少的工程師能獨立地(即不依賴計算機)找出結構工程問題的正確解答，這種對計算機的依賴性將會帶來巨大的麻煩。隨著對計算機的依賴程度的不斷上升，誰來解決工程問題?是那些沒有或只有很少的結構工程知識和實踐經驗的程序員，或是有其他專業學位而不是結構工程學位的程序員來做?計算機現在不是，也永遠不會是解決工程問題的源泉。只有合格的工程師才能正確地解決工程問題。如果結構工程師們繼續制造這樣的氛圍，在結構工程實踐中，首先靠計算機，而不是靠有學識、有創新和有豐富經驗的結構工程師本身，就能夠解決大部分結構工程問題，那他們就是自欺欺人，也欺騙了他們的服務對象。
　　在今天的現實生活中，結構工程師發現了一種既非常有效又方便的方式去為顧客服務，它不需要花費大量的時間和金錢去學習或理解結構工程模型，分析和設計的細節。這種“方式”就是計算機。工程師們現在的行為方式符合宇宙的自然規律，即用最低的能量消耗前進。現在，越來越多的結構工程師對自動化技術的響應就是讓計算機工作，同時讓自己不再去操心細節了。
　　現代工程具有復雜的理論細節，依靠計算機的工程不能，根本不能，讓人們學習有意義的經驗。現代計算機的運算范圍和速度，太容易使工程設計變得毫無生氣。試問，有誰能抵抗激動和解脫的感覺--不用太多的艱辛就能求解成千上萬個方程?又有誰能抵抗誘惑--讓自動化技術來“解決”工程問題?真正的結構工程師，不用計算機就能工作的真正的結構工程師就有這樣的抵抗力。這些真正的工程師看到了實質，計算機是一種很不完善的工具，它只能處理大量信息。以光速執行的指令大多是沒有經驗的程序員編制的，它們的可靠性值得懷疑。在計算中，對于受動力載荷的作用的曲殼結構發生非彈性變形時，不正確的結果一樣可以在屏幕顯示，它們的等應力圖看上去也是如此這般地賞心悅目。這樣下去，只要手上有計算機軟件的使用說明，就可以用計算機得到結果了。或者更方便，只需在圖形用戶界面上選擇合適的菜單，就得到結果了。事實上，如果“靠相互交談來探討怎樣分析梁和柱，靠雙手找出閉合解”會更有利。
　　也許有人推測，以上論調只能證明本文作者從根本上是反計算機的，或是他沒有認識到現代信息技術美好的未來，或是他對那些在神奇的創意中利用這種技術的專家不屑一顧。然而，并不僅僅是這樣。即使認識到計算機的潛力，工程師也對危險熟視無睹。結構工程是對安全性吹毛求疵的職業。在世界各地，結構的特性是由結構工程設計的質量決定的。由于在實踐中采用了計算機，越來越多的結構工程師正在制造以幻想為基礎的信仰系統，正在發展難以置信的危險期望。隨著這一趨勢的延續，工程失效的威脅也會按指數形式增長。
　　一個簡單的例子就是世界各地越來越多的工程公司都期盼CAE/CAD軟件能將結構工程設計程序完全自動化。現在，越來越多的結構工程師希望在解決問題時他們只需區分類型和條件，讓CAE/CAD程序自動生成必要的數學模型，完成復雜而重復的分析和設計過程。最后，由制圖工具完成生產圖和施工圖。在這種環境中，結構工程師唯一的責任就是明確所要解決的問題，然后評價最后的設計“結果”。這種設計方式注定是災難性的。數不清的軟件開發商為滿足市場的需求，不斷開發和推銷注明有各種用途的軟件。于是，不那么稱職的工程師就相信了廣告，即使用這種軟件只要投入很少的人力就能進行工程設計。
　　軟件開發商經常被要求改進結構分析和設計軟件，以使用戶在不詳細了解技術細節的情況下就能夠使用軟件。例如，這些用戶要求開發商創造出不用閱讀使用手冊的環境。因為高質量的結構工程軟件的用戶參考手冊包括軟件的技術細節，限制范圍，以及計算所依據的理論和假設，結構工程師們不愿意使用這樣的高質量軟件。現實是，結構工程師們不希望了解細節。他們所希望又愿意購買的是窗口界面，這種界面能讓他們處理信息見得到，然后把結果以彩色圖表形式展示。最好還有動畫功能，還可以用漂亮的圖表打印數值結果。而對于是否能可靠地檢測重特征值;或在用反映譜進行分析時是否用了足夠的模態;或非線性索單元的理論是否正確;或分析結果對網格的形狀和單元的選擇是否敏感;或部分固定端剛度是否確切等等方面，如今使用計算機的工程師表示，他們幾乎不考慮這些細節問題。
　　不少人認為他們沒有時間，或沒人付給他們費用去關心細節。越來越多的結構工程師都持這樣的看法。但是，他們確實相信，依靠計算機他們的設計能夠達到顧客要求。為什么不能如此簡單地相信???/!!!輸入數據，然后擊鍵，就有了結果。而且，這種方式幾乎沒有人力消耗。
　　當然，計算機技術本身并不壞。然而，問題的核心是結構工程計算中計算機的使用方法，以及濫用計算機不斷增加的趨勢。在道義上資深工程師和工程管理人員有義務特別強調工程實踐中知識，專業技能，以及經驗的重要性，而非計算機使用者的“性別”。在結構工程實踐中，僅僅關心“怎樣”使用計算機是不夠的，了解“為什么”這樣設計才是關鍵。專業的結構工程師必須重視手工求解的原理，基本原則和提煉模型，識別計算結果中的錯誤，解決問題的其他方法，判斷計算結果的有效性。對計算機要又敬又畏，對計算結果應持批評態度，尊重工程實踐經驗，通過工程實踐(而不是通過“世界的有限元分析”，或是靠過分的簡化去滿足那些不合格的結構工程軟件的限制條件)學習工程。強調從那些資深的或更有經驗的結構工程師(即數量急劇減少，但仍記得不依賴計算機，怎樣解決工程問題的真正的工程師)那里學習結構工程。只有通過訓練專業工程師，而不是通過訓練技術員(即計算機操作員)，結構工程界將完全能擔負起服務大眾的責任和義務。
　　到底該不該如此擔心計算機的不當使用?擔心那種怠惰?擔心工程界默許這種危險作法?雖然計算機對人類有很大的應用價值，但如果結構工程師們繼續象現在這樣破壞性地使用計算機，這些價值就得不到實現。
　　有什么辦法才能使結構工程界改變過分依賴計算機的情況?不再濫用計算機?這些都沒有簡單的答案。然而，所有稱職的，經驗豐富的資深工程師都有機會用危險的計算機這一思想去影響年輕人。一個真正的工程師所需要的是不依賴計算機解決工程問題的能力。經常懷疑計算機;在沒有深入的論證以前決不使用計算機的結果。在被工程師證實正確之前，假設計算機提供的結果是錯誤的。在用計算機求解之前，必須先“知道”答案。不崇拜計算機，而崇尚知識和經驗;提倡全面了解工程理論和實踐中的所有細節;避免為那樣的雇主工作，他們僅有的學習機會是通過計算機學，而不是通過有實踐經驗的真正工程師的深入訓練。
　　計算機不可能，而且永遠不可能，成為人類知識，經驗，遠見，靈感，創造力，獨立思維，以及自古以來的勤奮的替代品。雖然在結構工程實踐中計算機是非常有價值的工具，但是結構工程師必須認識到對工程學的細節(即原理，方法，標準，道德等等)的全面了解，比懂得怎樣在計算機屏幕上游逛不知道要重要多少。警告實際工程師，如果沒有計算機他們的結構工程知識不足以勝任工作，他們也沒有資格使用計算機(如若不然，那不僅是不道德，而是犯罪)。
　　所有稱職的，經驗豐富的工程師都意識到，好的計算機程序造就不出稱職的結構工程師，而只有稱職的工程師才能使用好的計算機程序。可悲的是，雖然上面的結論似乎是不言而喻的，但它并不是今天計算機應用的現實。因此需要讓危險曝光，并實現和完善保護措施。
　　不幸的是，計算機時代的現實是，所有(即無一例外)商業應用的計算機和計算機軟件都受制于許多因素，這些因素在不同程度上影響了工程軟件作出結構工程問題的正確解答的能力。更值得注意的是，當不正確的結果產生時，它們通常并沒有“錯”到立即被識別出來的地步。更進一步，有時結果有重大錯誤，但如果工程師對“正確”的結果是什么直覺也沒有(無論是因為無知，還是缺乏經驗)，也就不可能意識到結果的錯誤。計算機的危險在于，很多工程師假設(并且幾乎所有的工程師確實希望)計算機總是產生“正確”的結果。這樣的假設和希望常常會使工程師對潛在的和經常的錯誤放松警惕性和敏感性!
2 V0 F: m1 N( f# z: {　　在軟件的實際應用方面，那些只有極少經驗，極少學識，最年輕的結構工程師被賦予依靠計算機軟件來解決極度復雜的結構分析和設計問題的主要責任。而那些經驗豐富的資深工程師正忙于經營和管理自己的公司。經常可以看到，缺乏經驗的年輕工程師在使用計算機時對所用的結構力學基本原理和設計規范的背景知識了解甚少。這些工程師最困難的地方在于判斷程序的算法所蘊含的假設和步驟;接下來判斷計算機運算結果的質量和其他方方面面。他們的困難還在于懷疑計算機作出的所有結果，以及用獨立的例題校驗結果。由于受到挫折或一知半解，缺乏經驗的的工程師寧愿相信計算機程序產生的任何結果都是正確的。我們令人難堪地觀察到，結構工程師多么頻繁多么容易，有意識或下意識地把自己的無知藏進計算機的黑匣子里。

作者: samsun185 時間: 2009-11-14 16:04
支持
工程師就不一定都會玩電腦

作者: shanghau862 時間: 2009-11-14 18:34

講的很有道理
應該加強專業實踐應用和專業技能水平

作者: xtw77wh 時間: 2009-11-14 22:31
人的大腦，才是最主觀，最重要的因素，是決定事情成敗的根源

作者: 狙擊手 時間: 2009-11-15 21:04
看過不等于知道，知道不等于了解，了解不等于會，會不等于懂，懂不一定會做，做不一定精！

作者: asdcp 時間: 2009-11-15 21:32
軟件只是工具，是一種提高效率的工具

作者: 成形極限 時間: 2009-11-16 09:31
工具而已，沒必要那么悲觀和恐懼，當然在人才選用和培養上需要注意一下

作者: 鵬程萬里 時間: 2009-11-16 15:50
的確是這樣的，但有些人就認為會用軟件就是高手，郁悶

作者: 鎢錳合金 時間: 2009-11-16 17:03
軟件能力退化嚴重，工作原因

作者: 李贛 時間: 2009-11-16 17:18
有點道理不過有些偏激

作者: 駱馬湖鐵匠 時間: 2009-11-16 18:46
很多人都以為會軟件就可以設計了啊，會軟件就像會切菜，不一定炒的菜好吃啊

作者: flydog0811 時間: 2009-11-16 21:01
為什么要談這個問題呢，地球人都知道。

作者: 06張偉 時間: 2009-11-16 21:05
電腦只是一種方法而已

作者: 貝氏弧線 時間: 2009-11-16 23:37
計算機就是一高級算盤！

作者: 槍手a 時間: 2009-11-17 14:23
軟件只是一門工具，熟練程度的快慢會直接影響到設計

作者: 見習生小王 時間: 2009-11-18 09:17
計算機軟件說到底只是一種工具，人類的特長就是善于創造工具來幫助自己。過度依賴工具則是走到另一極端。

作者: 漂飛 時間: 2009-11-18 15:43
寫的好長，沒看完。使用軟件和水平應該是相互輔助的，不要把割裂開。

作者: 悅耳 時間: 2009-11-18 20:39
時代進步了

作者: krin 時間: 2009-11-18 20:49
看著標題進來的，內容粗略的看了一下，的確，要在軟件的學習過程中融會設計思想才是硬道理

作者: huyoubin 時間: 2009-11-18 22:21
與時俱進，優秀的傳統要傳承，新科技也要跟上！

作者: 陽光果凍 時間: 2009-11-24 12:50
絕對支持，軟件只不過是代替我們的手工勞動，提高效率~~~

作者: zhouyang 時間: 2009-11-24 19:32
呵呵
我也這樣認為
我們的設計都是模糊設計憑自己的感覺
根本不會用到強度和彎曲就是隨意的

作者: wjl724 時間: 2009-11-24 19:53
實踐出真知

作者: wwhhpp123 時間: 2009-11-26 12:44
計算機只能解決重復勞動，它永遠落后于人的大腦

作者: wuql02 時間: 2009-11-27 07:49
這個確實是事實，但也不可否認計算機作為表達工程師意識的工具能夠更好的表現，把思維具體化，并且可以儲存人腦所無法達到的程度。。。

作者: 堯滾龍83 時間: 2009-11-27 20:34
沒辦法，為了生產效率，有好東西部用，沒人傻到這種地步吧

作者: 奕樊居士 時間: 2009-11-28 10:55
軟件應該是一個好的工具

但主要還是設計人員的創造

當然使用軟件可以提高效率

作者: 桃花島 時間: 2009-11-28 13:03
設計是工程師的大腦思維的結果，但是軟件是不可缺少的好工具，要把思維變成圖紙需要計算和制圖軟件，要把圖紙變成機器，需要加工軟件和加工機床。
如果放著現代化的工具不用，非要刀耕火種？工欲善其事，必先利其器
時間是金錢，效率是生命

作者: wwy123 時間: 2009-11-28 21:59
同意樓主的觀點，不過設計離不開軟件的支持，現在產品更新換代如此日新月異，那么，軟件與設計的結合必然會大大提高設計效率。現在的軟件已經不僅僅是一種工具，可以說它在某種程度上可以延伸設計員的思維，為設計員提供更優化的設計思路，為設計員進行大量的數據計算，當然設計員的思維仍是第一位的。

作者: sjgsbgs 時間: 2009-11-29 14:56
專業知識那是相當重要的，計算機只是輔助設計。

作者: 詩人-旅行者 時間: 2016-10-5 14:52
軟件確實能增強設計能力，方便工作

作者: 天戈愛 時間: 2016-11-17 18:43
呵呵

作者: 武當問道 時間: 2016-11-18 10:31
這個不用探討吧，本來就是，軟件只是工具，設計還要用人腦，工具不過是提高速度、提升準確性、可靠性、提高直觀度、節省人力計算

作者: 武當問道 時間: 2016-11-18 10:36
不過話說回來，文章中可能指的有限元，我學過一點，發現想把有限元軟件學好，沒有扎實的基礎理論是不行的，不像繪圖軟件。看來，使用軟件的高手不可等閑視之

作者: bjcsky 時間: 2016-11-18 10:39
軟件只是工具，提高工作效率。關鍵還要靠經驗積累。

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