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怎樣才能使自己的“機(jī)械設(shè)計(jì)工程師”的專業(yè)能力，盡可能快地成熟起來？ 有句俗語叫“隔行如隔山”，例如我們對于某設(shè)計(jì)的思考過程，很難能夠被一個(gè)軟件工程師真正理解。機(jī)械設(shè)計(jì)的“專業(yè)知識(shí)”可不是“常識(shí)”；也不是非專業(yè)人員能夠很容易地理解和掌握的。 對于“常識(shí)”，經(jīng)過9年義務(wù)教育，以及日常生活中的積累，多數(shù)人都是能夠掌握這些科學(xué)知識(shí)。例如：水燒開的溫度大約是100度、日常交流電為220伏等。而對于“專業(yè)知識(shí)”，則必須經(jīng)過足夠的專業(yè)訓(xùn)練和實(shí)踐，才可能掌握。例如：齒輪大小用模數(shù)來說明、金屬材料有彈性變形和塑性變形的現(xiàn)象、裝配結(jié)構(gòu)有接觸剛度的概念等。 這里有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)需要強(qiáng)調(diào)：①要明白“專業(yè)知識(shí)”的細(xì)節(jié)是不可能被“常識(shí)”所取代和補(bǔ)充的；②要主動(dòng)追求自己專業(yè)知識(shí)體系的完整和充足。所以，在經(jīng)過了大學(xué)的專業(yè)訓(xùn)練之后，仍然要不斷地追求知識(shí)體系的完整和充足。這種學(xué)習(xí)和積累的過程是終身的。 作為專業(yè)知識(shí)體系的確立，必須要有個(gè)學(xué)習(xí)之后的驗(yàn)證過程，只有經(jīng)過了使用驗(yàn)證的專業(yè)知識(shí)，才能真正使用和駕馭專業(yè)知識(shí)，并成為自己的知識(shí)。這個(gè)過程的實(shí)現(xiàn)，必須熟悉現(xiàn)場，并經(jīng)過現(xiàn)場實(shí)際過程的體驗(yàn)。 最典型的過程是：到車間，看看自己設(shè)計(jì)的東西是如何被制造出來的，以反省自己設(shè)計(jì)的成與敗。 還有個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)：做筆記。 在計(jì)算機(jī)應(yīng)用很成熟的今天，做筆記是極為簡單而可靠地事情。但是許多人習(xí)慣將這些“記在”自己的腦子中，這是很不可靠的辦法，正所謂“好記性不如爛筆頭”。 著名的牛津版的《技術(shù)史》中提出了一個(gè)重要觀點(diǎn)：人類技術(shù)史的開始自有了技術(shù)交流的技術(shù)之后，而最初的幾個(gè)細(xì)節(jié)是：術(shù)語的產(chǎn)生和口傳的技藝。 這就是說：在這個(gè)星球上處于最頂層的人類，其主要特色是：先能做技術(shù)交流，然后才是制造和使用工具。而語言的首要作用還不是用來表達(dá)思想，而是更為實(shí)際的“行為控制”的作用。可見：語言、術(shù)語、技術(shù)交流和行為控制，這才是我們?nèi)祟愔杂袆e于其他物種的最明顯的特色。 作為某個(gè)具體的人，技術(shù)交流則是一門需要學(xué)習(xí)和訓(xùn)練的技術(shù)，并非可以自發(fā)地產(chǎn)生。 至于“術(shù)語”，不是“俗語”，這是一種人類語言特有的構(gòu)成，是對一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的技術(shù)現(xiàn)象、用共同的、簡短的專業(yè)詞句來表達(dá)（例如：積屑瘤、條件循環(huán)、臺(tái)風(fēng)……）。 而這個(gè)專業(yè)詞句的內(nèi)涵和外延，是在我們現(xiàn)存的專業(yè)知識(shí)體系中進(jìn)行解讀的。這是首要的大前提。 在實(shí)際工作中，現(xiàn)場所用的交流詞句，可能與書本上的術(shù)語有所不同，這是客觀存在的一種交流障礙。例如1/100mm，在現(xiàn)場車間可能稱之為“道”或“絲”，而這不是標(biāo)準(zhǔn)的長度量綱，在傳統(tǒng)學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí)里，并沒有這個(gè)說法。這樣說的客觀原因是，在常用螺旋測微器（千分尺）的刻度上，是1/100mm一道刻度線，所以被稱為“道”或“絲”。于是，在這個(gè)簡單的事情上，我們會(huì)碰到標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)用語和現(xiàn)場習(xí)慣用語兩種表達(dá)。 作為完整的專業(yè)知識(shí)體系，必須能把這兩者聯(lián)系起來，能在不同的場合、面對不同的對象，正確地使用不完全相同的術(shù)語。 值得注意的是：術(shù)語的來源。 因?yàn)槲覈髮W(xué)教育和制造業(yè)的現(xiàn)狀所限，許多人在進(jìn)入工作崗位之前，缺少完整的專業(yè)知識(shí)體系，所以需要進(jìn)一步學(xué)習(xí)和補(bǔ)充。于是，這個(gè)術(shù)語的來源問題就值得討論了。 來自互聯(lián)網(wǎng)？如果不具有足夠的“沙里淘金”的鑒別能力，可能會(huì)被誤導(dǎo)。 來自CAD軟件？這就更不靠譜了，軟件研發(fā)者的專業(yè)知識(shí)明顯低于我們，怎么可能為我們提供確切的專業(yè)術(shù)語呢？一個(gè)有趣的例子：在solidworks的simulation中，把Pressure、量綱為MPa的工況條件“壓強(qiáng)”，翻譯成了“壓力”，而有些用戶就因此當(dāng)成是“壓向模型表面的力”來使用，分析結(jié)果當(dāng)然很奇怪。這就是使用者的專業(yè)基礎(chǔ)不好，因此“上當(dāng)”。 顯然，經(jīng)典技術(shù)專著依然是最可靠的術(shù)語和其內(nèi)涵的來源。
7 U0 [+ I5 t" P- u/ a& Q* ?. d 我國的機(jī)械設(shè)計(jì)大學(xué)教育，實(shí)在是令人扼腕，且在短期內(nèi)解決無望。想想看，一群自己不知道怎么做設(shè)計(jì)的教師，在教給也不知道機(jī)械設(shè)計(jì)為何物的學(xué)生做機(jī)械設(shè)計(jì)，會(huì)怎么樣呢？也就是“以其昏昏、使人昭昭”。就是說：目前僅憑學(xué)校的教育，不能學(xué)會(huì)機(jī)械設(shè)計(jì)。 另一方面，機(jī)械設(shè)計(jì)大學(xué)教育所用的教材、實(shí)驗(yàn)室和實(shí)習(xí)工廠，按道理應(yīng)當(dāng)是合適的。但是在實(shí)施過程中，各種管控上的回退，使得應(yīng)有的效果并沒有出現(xiàn)。最好的結(jié)果也就是學(xué)生們大概知道有些什么，而實(shí)際上屬于似是而非的狀態(tài)。 所以，一個(gè)經(jīng)過了機(jī)械專業(yè)訓(xùn)練并正常畢業(yè)的學(xué)生，在工作崗位上會(huì)經(jīng)常產(chǎn)生“兩眼一抹黑”的感覺。因此學(xué)生必須在畢業(yè)后主動(dòng)實(shí)施“自我提高”的過程，經(jīng)過足夠的積累、學(xué)習(xí)和驗(yàn)證，才有可能完成本該在學(xué)校內(nèi)完成的基本訓(xùn)練過程，達(dá)到最基本的專業(yè)能力。這是一個(gè)基于目前客觀現(xiàn)狀的、合適的分析而得出的結(jié)論。 其實(shí)一個(gè)最典型的對比：學(xué)校的畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)后第一個(gè)實(shí)際設(shè)計(jì)的差距可能是天壤之別。其中的差距，只能用自我提高來補(bǔ)齊，沒有捷徑。所以，這個(gè)自我提高的過程，是必須經(jīng)歷的、可能會(huì)延續(xù)十年以上的一個(gè)過程。
" C/ t1 Y1 v7 b# e% k 理論與實(shí)踐，這是一個(gè)古老的話題。多次聽到“學(xué)校學(xué)習(xí)的東西沒啥用，到了實(shí)踐中都用不上”的說法。 理論是什么？是前人實(shí)踐的總結(jié)和提煉。憑空的、不能指導(dǎo)實(shí)踐的理論是存留不下來的。可見，大學(xué)期間所學(xué)的理論，從根本上說，是一種對前人的實(shí)踐結(jié)果和經(jīng)驗(yàn)的“速成學(xué)習(xí)”過程，這將能大幅度減少我們重新實(shí)踐驗(yàn)證的過程——所謂“站在巨人肩上”。 理論不能指導(dǎo)實(shí)踐的感覺，其根源有以下兩種。 第一種，學(xué)生對理論所述并沒有真正理解其基本概念。例如，認(rèn)為對結(jié)構(gòu)加載的工況中，力可以用MPa來描述，并以為這是“應(yīng)力”。其實(shí)，相關(guān)學(xué)科的大學(xué)生應(yīng)該在大學(xué)期間學(xué)過“應(yīng)力”和“外力”的概念，如果確實(shí)理解了兩者的不同，那么用MPa來描述外力，并稱之為“應(yīng)力”的現(xiàn)象是不會(huì)出現(xiàn)的。 第二種，學(xué)生對理論所述并沒有真正理解其內(nèi)涵。例如，對一個(gè)單獨(dú)設(shè)計(jì)的零件怎樣確定尺寸的公差提出疑問。其實(shí)，公差來自配合，這是一個(gè)基本的理論；而配合不可能在單個(gè)零件上產(chǎn)生，至少有個(gè)虛擬的“另一件”；正因?yàn)楫?dāng)初學(xué)習(xí)的時(shí)候并沒能理解其內(nèi)涵，到再用到的時(shí)候就糊涂了。 只有一個(gè)辦法能解決用理論指導(dǎo)實(shí)踐的思維和方法，那就是“去實(shí)踐”。而去實(shí)踐的過程，在設(shè)計(jì)室內(nèi)面對著CAD軟件，是不能完成的。于是，下車間就成為解決這個(gè)問題唯一可行、唯一能行的辦法。當(dāng)然，在下車間的過程中，鬧笑話、露怯和搞錯(cuò)等現(xiàn)象是不可避免的，這是理論與實(shí)踐結(jié)合過程中的必然。 經(jīng)歷了這個(gè)過程之后，理論指導(dǎo)實(shí)踐的現(xiàn)象就會(huì)出現(xiàn)。工人與工程師的區(qū)別僅在于：工人說不會(huì)做從未做過的操作，可以理解；工程師的存在價(jià)值則是正確做出從未做過的設(shè)計(jì)。 這就是理論的價(jià)值。7 \8 r* D+ [( e
說起設(shè)計(jì)與制造，這可是一個(gè)相當(dāng)麻煩的事情。能明白“設(shè)計(jì)不僅僅是造型”的人，已經(jīng)不是全部的在職工程師了；而能明白“設(shè)計(jì)的成敗在于制造”的人，就又要少一些；至于明白“設(shè)計(jì)必須完整地考慮制造”的人，就更少了。 問題的癥結(jié)在于，設(shè)計(jì)的完成并不是整個(gè)過程的終點(diǎn)：制造的情況怎樣，對設(shè)計(jì)具有否決權(quán)。其實(shí)，設(shè)計(jì)是怎樣的，完全無法保密，只要產(chǎn)品賣出去，全部設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)也就公開了；而制造的過程則是可能完全保密的，這才是關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。 一則趣聞，說的是一戰(zhàn)時(shí)期沙俄是怎樣學(xué)會(huì)制造光學(xué)玻璃的，一切的關(guān)鍵僅在于玻璃熔煉過程中的“攪拌”工藝。這個(gè)過程據(jù)說沙俄用了25年才真正“學(xué)會(huì)”。制造工藝可用于建立自己技術(shù)實(shí)力的環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)則只能由專利和法律來保護(hù)，而且設(shè)計(jì)之所以可能成為產(chǎn)品，必須有合適的工藝來支持。 一個(gè)明確的現(xiàn)狀是：我國的機(jī)械專業(yè)大學(xué)生，奇缺基本的制造知識(shí)和工藝概念，這個(gè)靠學(xué)校來解決是沒有希望的，只能在畢業(yè)后自我完善。而這個(gè)過程只有一條路：進(jìn)入車間。首先是熟悉，甚至包括車間的味道，車間里各行的老師傅、設(shè)備和制造基本過程。其次是對應(yīng)，把自己的設(shè)計(jì)結(jié)果在車間的加工和裝配過程看清楚、問明白，總結(jié)設(shè)計(jì)中不適合順利制造的問題，積累下設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)的提高和經(jīng)驗(yàn)。最后是交友，幾個(gè)主要的大工匠應(yīng)當(dāng)是你的好友，以便必要的時(shí)候能給出解決問題的方法。 做到了上述三點(diǎn)，設(shè)計(jì)與制造之間的“橋”就會(huì)被建立起來。這座橋會(huì)使工程師受益終生。不去主動(dòng)建立這座橋，我們自身的設(shè)計(jì)能力就始終沒有明顯的提高。
! j" g5 e8 [% j4 j 每個(gè)工程師都想做創(chuàng)新設(shè)計(jì)，其成就感是最高的。但是，創(chuàng)新設(shè)計(jì)的工藝風(fēng)險(xiǎn)也是最高的。因此，設(shè)計(jì)者的現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)就成為設(shè)計(jì)成敗的主要因素之一。也就是：在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)能夠預(yù)估可能在現(xiàn)場發(fā)生的問題，其準(zhǔn)確度和符合度要很好，并在設(shè)計(jì)中準(zhǔn)備好對策。為此，在實(shí)在想不清楚的時(shí)候，就只好“試制”。當(dāng)然，這種試制的成本和失敗的風(fēng)險(xiǎn)都很高，沒人愿意走這條路。 盡量少走試制的過程也能實(shí)現(xiàn)正確的設(shè)計(jì)決策，其基礎(chǔ)就是足夠豐富的現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)。什么是經(jīng)驗(yàn)？經(jīng)驗(yàn)是犯了足夠多的錯(cuò)誤之后的醒悟。經(jīng)驗(yàn)從何而來？主要的來源不是自己親自去犯錯(cuò)誤才能醒悟，這樣的話人類就不會(huì)有進(jìn)步。經(jīng)驗(yàn)的來源，首先是前人經(jīng)驗(yàn)之精華的專業(yè)書籍。其次，是別人的經(jīng)驗(yàn)介紹和我們的理解。最后，才是我們自己的經(jīng)驗(yàn)。 而現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)尤其是這樣：快速地積累來自現(xiàn)場的理念和方法。無論怎樣，不去現(xiàn)場是不可能得到現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)，去現(xiàn)場的過程必須經(jīng)歷挫折，甚至善意的嘲笑。誰讓我們沒經(jīng)驗(yàn)、很幼稚呢？學(xué)會(huì)走路的過程就一定有摔跟頭伴隨。下現(xiàn)場，要積極主動(dòng)，要養(yǎng)成習(xí)慣。而善于動(dòng)手，則是成熟的機(jī)械設(shè)計(jì)工程師的主要標(biāo)志之一，這也是老一代工程師給我們樹立的好榜樣。 中國制造業(yè)的進(jìn)步，必定要走“自主創(chuàng)新”的道路，為洋人打工絕非長久之計(jì)。在眾多的方面，中國機(jī)械設(shè)計(jì)工程師自身的能力、素質(zhì)和專業(yè)水平，是至關(guān)重要的一環(huán)。
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' z+ Z4 T6 k5 @# U$ y點(diǎn)評：1 U: Q( G- t" ~# M& B! X
用電腦干活，只是你從車間學(xué)到實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，及至提升到理性認(rèn)識(shí)的最終結(jié)果，而不是相反。 | 
發(fā)表于 2014-8-4 15:07:17
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