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比赛输给四岁小孩?工程师的反思

上网日期: 2014年10月08日 ?? 作者: Dave Palmer ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:工程师故事? 工程设计? 工程师思维?

为什么儿童能比成人更轻松解决第二个问题?根据研究人员表示,这是因为儿童在看待对象关系时较少有先入为主的偏见。在学习建立因果关系的过程中,儿童比成人更具有开放的思想。成人则习惯用过去的经验来解决问题。然而,在面对新问题时,过去的经验有时反而会误导我们。

这对于工程师又意味着什么?它至少表示我们应该注意统计学家所说的“互动效应”(interaction effects)。一般来说,如果两项参数分别以某种方式影响系统性能,那么同时改变两项参数的结果将只是两种效应的总和。成人们已经习惯以这种方式存在的系统,而且往往认为这种行为就是标准。然而,在某些情况下,同时改变两项参数的结果,并不一定等于分别改变两项参数的结果。在此情况下,互动效应就出现了。

例如,几年前,我曾经进行一项降低热处理组件翘曲量的工作。经热处理的组件从热炉淬火后必须进行硬化程序。在此过程中可增加组件的硬度,但也使其扭曲变形。为了让组件恢复原来的形状,必须放在液压机中拉直。然而,由于组件的硬度高,硬要拉直弯曲部分的话,往往只会导致破裂。因此,限制热处理过程所导致的翘曲量是必要的。

当时的情况十分紧急。整个过程中已经经生产约20%的废料了。龟裂部分越来越多,每一家参与厂商已经开始争辨由谁来负担损失了。我知道自已必须尽快展开应急措施。

首先,我试着降低热炉温度。但可惜这没什么效果,废品率基本上维持不变。接下来,我试着提高油温。但同样的,这对于废品率也没什么明显的效果。最后,我只好同时降低炉温以及提高油温。这一次,效果就很明显了──废品率降低至零。事实上,大多数的组件都不需要再拉直了。

这是一个良性互动效应的例子。然而,互动效应也可能是负面的──两件事情本身各自表现不错,但结合在一起却造成负面效果。例如,黑色氧化物涂层可为钢提供有限的抗腐蚀性,而不?钢本身则具有优良的抗腐蚀性,所以在不?钢上施加黑色氧化物应该能再进一步提高抗腐蚀性,对吧?答案是错的。黑色氧化物实际上只会减少不?钢的抗腐蚀性能。原因在于为了施加黑色氧化物涂层(它其实是一层氧化铁),必须要先移除铬氧化物层,但这却是使得不?钢得以抗腐蚀的关键。

这篇文章的目的并不是说工程部门应该要开始雇用更多4岁的儿童。首先,这将会违反童工保护法。相反地,我们在此学到的一课是:先入为主的偏见可能会妨碍我们找到问题的解决之道。不过,由于工程师在试图解决设计问题时,经常承受的压力是必须立即改变许多事情。然而,进行多次设计变更而不考虑可能的互动效应,可能会导致意想不到的结果。这时,像四岁儿童那样地思考,可能有助于避免问题的发生。

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翻译:Susan Hong

本文授权翻译自EE TIMES,谢绝转载


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