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浅谈工程能力

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在机器人学科里面,工程能力和学术能力是同等重要的。尽管很多时候工程能力因为不能发表顶刊论文而受到教授的轻视,但对于一门工科,机械学生没有工程能力就像汽车没有汽油,火箭没有燃料。工程需要理论的指导设计,理论也同样需要在工程中得到实践应用。我想在这篇文章里面聊一下很多人没有注意到,或者有些轻视的“工程”问题。

工程能力,引知乎,大概可以如下定义:依据当前的技术水平、架构状态、人力及其他投入状况选择并建设实现路径、协作方式以及基础设施的能力。说人话,就是分析定义问题并给出解决办法的能力。而在这之中,分析定义问题是最重要的部分。曾有一种说法:当一个问题被准确定义,那么他离被解决就只差临门一脚。这里说的准确定义,需要将问题定义到每一个细节,定义到可能的选项越少越好。当同学面对实践性的project而手忙脚乱时,就是这一步没有做好。

在这里我举一个产品设计的小例子来说明:比如你现在因为受不了火龙8G1,市面上好的散热器贵的离谱,便宜的又看不上,你想要自己设计制造一个手机的半导体制冷器。拿到这个问题后,同学A搜索了淘宝上功率最大的半导体制冷片,然后买了显卡拆机的涡轮风扇,和配套的散热片,最后一接线,通电,假设这个制冷片能工作,手机内部因为温度过低产生冷凝水,主板短路,GG。

同学B则先开始分析问题:我要得到的结果是什么?制冷;是不是只有半导体一种方式可以便携持续制冷?不是,武汉大学和oppo还有一种冷凝材料但那是专利技术拿不到;那么半导体是不是面前的最优解?是;那么制冷要什么性能?取决于手机功率;手机功率多少?看评测,10w,预计5-8w制冷能力就足够;那么5-8w的散热片是什么样的?去b站搜索,去淘宝找,07104是比较好用实惠的;那07104要配什么散热系统?3030尺寸的10w散热,预计可以参考市面上风扇选4010风扇,搭配4040*5的超薄散热片;那么安装螺丝孔位是怎样的?找工程图;螺丝要沉头还是杯头还是薄头倒角?多长?看工程图设计,预计倒角螺丝;供电怎么解决:USB-Type C接口;USB接口功能?只需要供电,不需要任何传输能力,淘宝4焊盘接口就行;怎么接线?b站学焊接;怎么封装?设计一个外壳。经过这一连串的问答,最优解就自然的出现了。

那么,如何培养出这种思维方式与思考能力?事实上,机械系的实践课程对工程能力的锻炼是不够的。我认为,真正培养工程能力的过程,是trial-and-error带来的反思、迭代中,获得经验与教训的过程。机械系的课程project的时间比较紧,很多项目往往迭代一版就完工大吉,没有trial-and-error,真的很难培养工程能力。就我个人而言,竞赛带来的工程能力培养是远超课程项目的。原因有三:第一,竞赛的时间跨度往往为一年,投入精力大,时间长,队友固定,协作默契,项目工作量与成果远超64学时的课程;第二,竞赛的课题是组委会用心设计的,趣味性强,解法多样,易于调动大家的思维与探索精神;第三,竞赛的范围是全国大学生,当全国近百所大学对同一个问题进行激烈的讨论,我们就能够从中互通有无,开阔近百倍的视野。因此,我的遗憾就是机械系没能像一些大学一样,开设“竞赛实践”课程。一些高校通过6-8个学分的竞赛实践课程,整个班级共同参加竞赛,再选出最好的队伍代表学校参赛,对学生的综合能力进行了高强度的锻炼,是我们值得学习借鉴的。

大学四年,我作为一个土鳖,没有申请国际交流项目,放弃了一次受资助出国的机会。但就我个人而言,我并不后悔,在国内的竞赛中,我同样受益良多。条条大路通罗马,希望所有同学都能选择最适合自己的道路