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2006-01-24 23:37 |
結構設計師到底該如何利用計算機
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(yè)知識就是怎樣使用計算機以及計算機本身的專業(yè)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。 a& Ti44a[
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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。 9: bC{n
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在工程設計環(huán)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(xiàn)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。 Xi'y-cV
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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�？梢赃@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(chuàng)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�！肮こ處煛蹦茏龅�，僅僅是區(qū)分規(guī)格和需求，給顧客開發(fā)票，牟取利潤，并且迅速找到新項目。 b7It 8
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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(yè)學位而不是結構工程學位的程序員來做？計算機現(xiàn)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(xù)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(chuàng)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。 BzqM$F(
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在今天的現(xiàn)實生活中，結構工程師發(fā)現(xiàn)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(jié)。這種“方式”就是計算機。工程師們現(xiàn)在的行為方式符合宇宙的自然規(guī)律，即用最低的能量消耗前進�，F(xiàn)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(jié)了。 g/b_\__A
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現(xiàn)代工程具有復雜的理論細節(jié)，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�，F(xiàn)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(zhí)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(fā)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�；蛘吒奖�，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。 /q4<ZS#
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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(xiàn)代信息技術美好的未來，或是他對那些在神奇的創(chuàng)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(yè)。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(tǒng)，正在發(fā)展難以置信的危險期望。隨著這一趨勢的延續(xù)，工程失效的威脅也會按指數形式增長。 ;Cdr jx
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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�，F(xiàn)在，越來越多的結構工程師希望在解決問題時他們只需區(qū)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(huán)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(fā)商為滿足市場的需求，不斷開發(fā)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。 We#u-#k_O
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