谈谈工程技术之道

晨枫

关于战争，有一句话已经为人们所熟知：外行打战术，内行打后勤。实际上，这后勤是广义的后勤，不仅仅是弹药粮草，也包括部队的运动组织和战场控制。不仅弹药粮草要到位，部队要开得动，拉得上，攻必克，守必坚。只有这样，高明的战术意图才可能实现，否则都是纸上谈兵。对于工程技术，其实也是这样，不过这句话要变成：外行谈创新，内行谈改进。
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技术创新总是令人振奋的，尤其是打破传统、抹平差距的革命性技术创新。历史上，这样的技术创新成为划分时代的里程碑，也成为人们孜孜追求的桂冠。但是，工程技术的发达之道常常在于持之以恒的不断改进，精益求精。这好比那个有名的龟兔赛跑的故事，持之以恒的乌龟看似步履蹒跚，但在跑跑停停的兔子不知不觉中，就超到了前面。在厚积薄发中，革命性的技术创新才是插在沃土里的鲜花，茁壮成长。另一方面，片面追求创新而忽视不断改进，常常容易丢失先机。在这方面，波音是一个很好的例子。
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飞机不是波音发明的，威廉·波音原本是做木材生意的；喷气式发动机也不是波音发明的，连客机都不是波音发明的。波音史就是不断改进、精益求精的历史。现在波音不仅是美国最大的飞机公司，也包揽了美国航空航天工业的半壁江山，历史上显赫的道格拉斯、麦克唐纳、北美、休斯、伏托尔现在都在波音名下。也就是说，从P-51、F-86、F-4战斗机到DC-3客机到AH-64武直到航天飞机，现在都可以算波音产品了。但波音的成功与其说是建立在突破性的技术革命上，不如说是建立在精明、稳健的不断改进上。
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以有名的波音777为例，这是很成功的双发宽体远程客机。在研发初期，这是作为波音747的补充，四发的波音747不仅载客量更大，航程也更远，适合远程航线；双发的777更加省油，适合中程航线。但随着ETOPS的发展，双发的777连美国-澳大利亚航线都能飞，载客量也直逼747，很快在各种航线上取代了747。但波音没有止步不前，而是继续改进。不是大动干戈地改进，而是从细微处入手，集腋成裘，达到很好的效果，而又避免了昂贵的全新研发和认证过程。而且波音不仅研制深度升级的777X，也在研发可以适用于现有777改装的先进技术。
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! O9 r2 W* I/ D% r  z( u! v) m+ ~6 L民航客机的减重直接导致经济效益，要么可以增加载客载货，要么可以降低油耗。波音计划在现有777-300ER的基础上减重1200磅，这主要是生产线上的改进。精密自动钻孔、精密自动铆接不仅降低容差、提高质量，也降低用料余量，带来减重效果，还降低总装时间。更轻的隔热材料也减轻重量。

" k% z% U" S5 I/ t+ W2 c3 Z很有意思的一个改进是机尾。为了防止起飞或者着陆时机尾触地，777的机尾加装特制的滑橇板，即使触地，也可以保护机尾结构不致损坏。但光有滑橇板还不够，后机身筒体要加强，这样才能把力传递到整个机体，而不至于造成折断。波音的改进来自于先进飞控，在起飞和着陆状态下，飞行员的操纵输入会“触底”，制止继续拉起。如果能做到尽量放松拉起的限制（有助于缩短起飞、着陆距离），而保证不会触地，那就可以免除滑橇板和机体加强，这是很显著的减重。当然，现有777改装是无法得益于机体加强的取消的，但减重和降低气动阻力的好处还是很显著。

$ K2 @6 S6 H, I3 X机翼是另一个改进的着手点。机翼的基本气动不能大变，但襟翼副翼的作动筒整流罩可以改。一般想法是改小，降低迎风阻力。但波音的研究结果表明，适当加宽加长，尽管表面积增大，摩擦阻力增加，但改变下翼面压力分布，使得升力分布尽量接近椭圆，最后结果是增升减阻。
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另外的改进是使得机翼、机体表面尽量平滑。787的机翼表面明显比过去的客机机翼更加平滑，襟翼、扰流片的缝隙也非常细小，777改进也将采用类似技术。另外，777的机窗玻璃增厚，使得表面与金属机体形成完整平滑的表面，也达到减阻作用。
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还有一个改进是平尾的“襟翼”，在巡航时，飞控系统自动把这个“襟翼”向上偏转，最多可达2度，这可以在降低平尾偏转的情况下增加配平力，降低巡航阻力。
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这些改进很细小，但可以增加100海里（约180公里）航程，或者增加5000磅载重。这增加的载重量可以用来增加载客。波音在不改变座位宽度和间距的情况下，通过优化厕所设计（不改变内部尺度，但减薄壁板厚度），达到增加14个座位的效果。两个相连的厕所也可以改用折叠壁板，可以拉开，把两个厕所打通，供残疾人使用。机尾段逐渐变窄，常规座位的左右都有扶手，如果部分靠窗座位的扶手直接整合到机舱壁板里，那就又可以多出一个座位，而不牺牲现有座位宽度。机舱照明改用全LED可以节电，这也反映到省油。

推广到更大范围，技术创新分门槛低和门槛高两大类。高门槛的有“阿波罗”宇宙飞船、舰船核动力等，特点是风险高、投资大、需要集国家的力量才能推动。低门槛的好比智能手机、DVD/蓝光放像机、笔记本电脑等，特点是一层纸一捅就破，只要有一般工业基础的地方都能干，最极端的例子有乔布斯一伙人在车库里攒最早的苹果电脑。高门槛的技术创新通常不是一蹴而就的，而是众多技术创新和不断改进累积的结果。一个“阿波罗”计划带动了巨量的创造发明和新产品、新技术，阿波罗的成功正是这些成果累积起来的，没有灵机一动的事情。核动力也是一样。另一方面，低门槛的技术创新常有鲜明的灵机一动的特征，iPhone在技术上没有高不可攀的地方，eBay和PayPal也是一样。问题也出在低门槛，只要有榜样，别人也很容易跨越。专利也保护不了，因为总是有足够的机动空间绕过专利的限制。到后来，还是要靠不断改进，始终领先竞争对手一步，才能保持不败之地。
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7 {% X0 {' S7 k# y7 j技术进步就是这样一点一点抠出来的。江山也是这样一点一点打出来的。

五月

难道是沙发？

呵呵

小老虎爹

誉行

对，工程技术其实就是就不停的改进改进再改进的过程，改进多了新的创新就出来了。那些妄想一拍脑袋就搞出个什么全新系统全新设计的九成九都是扯淡，剩下那些本质上还是在改进。
问题是外行领导内行，工程技术人员最恨的是什么，领导追着你问“100%保证么？”，然后一副你不能保证就是你能力不足的面孔。

xlan1976

誉行 发表于 2015-3-10 12:17
/ |- Q  s. [3 f对，工程技术其实就是就不停的改进改进再改进的过程，改进多了新的创新就出来了。那些妄想一拍脑袋就搞出个 ...

: n' ^$ b7 W7 n1 h8 W同意。
& _1 [" S. g$ F我以前为了练听力曾经看过一段斯坦福以为航空专业教授讲飞机的发明的视频课。他不是讲莱特兄弟，而是从空气动力学之父乔治凯利开始到此后百余年里几位像李林塔尔这样的航空先驱，最后到莱特兄弟。他反复强调飞机的出现，不是一个或几个天才的脑袋瓜儿灵光一闪的结果，而是一个逐渐积累的过程，是这百余年来人们对空气动力学研究的不断深入，工程技术的不断发展，新材料和新工艺的广泛应用以及人们在诸如滑翔飞行这样的航空实践中不断积累的经验的结果。
对此我深以为然。

李根

在民用商品上面，老毛子是不是特别不擅长干这种一点一点抠的事情？

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不爱吱声

工程技术靠随便拍脑袋创新会S人的。工程技术的发展不能忽视安全问题，而安全问题多是靠以前的经验积累。
一项工程技术的发展是综合了经济效益，相关行业科技发展水平，这些是需要个积累的过程。

料理鼠王

巨人的肩膀，才是王道。换句话说就是如何迈过门槛，否则连竞争的机会都没有。

akboz

记得以前用Honeywell的DCS，他们就特别强调对以前的系统的继承发展和支持，除了技术的连续性因素，也是保护客户的投资。

橡树村

工程技术在具体细节上面都是逐步积累的。

$ y" x  J* y' T' d% x1 |: }7 \9 {不过这也导致对于定型工艺守得过死，受到大的工艺框架的限制，技术更新都无法突破原有框架，而原有框架用了几十年以后，不一定适应新的情况，对于一些新的发展缺乏灵活性。一些传统生产型企业都非常保守，吸收新的技术发展缓慢，不如化学工程行业，和发展较快的电子工程领域相比，慢了几十倍都不止。特别是大公司，接受新概念是非常难的。
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所以一些突破框架性的新工艺很多是从小公司开始的。当然这种突破不是凭空来的，背后同样是各种细致扎实的工作。

不爱吱声

橡树村 发表于 2015-3-10 10:39
工程技术在具体细节上面都是逐步积累的。

8 y1 g) u/ d) B% g不过这也导致对于定型工艺守得过死，受到大的工艺框架的限制，技 ...

这个确实要区分行业。其实在我的概念中电子之类的的不算工程，现在一想好像普遍也算啊。那原文需要限定下范围。毕竟不同行业创新失败的代价不同，机会成本不同无法一概而论。

泡沫

有限元分析软件的背后到底是数学建模还是经验的累计？

晨枫

泡沫 发表于 2015-5-10 05:46
有限元分析软件的背后到底是数学建模还是经验的累计？

两者的因素都有，不可能分开。没有数学建模，根本没法有限元；没有足够的经验，要做到收敛就靠运气。经验还对判断有限元结果的可靠性有用，计算出来了，是不是当它就是正确答案，这是一门艺术。

longcheng

很多场合都是把东西整出来再改进呗。