結構設計師到底該如何利用運算機

1、結構設計師到底該如何利用運算機運算機是知識、體會和思維的替代品。縱觀現今世界，這種超級令人不安的觀點正在結構工程師中慢慢蔓延。人們似乎愈來愈情愿相信運算機使他們能對工程作出正確的判定，而全然不去想一想，若是沒有運算機一樣的工作需要哪些必要的知識和體會。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)知識確實是如何利用運算機和運算機本身的專業(yè)知識。在結構工程界，把利用運算機的能力當做能勝任工作的證明，作為一種觀點正在象傳染病一樣處處蔓延。大量的結構工程師確實相信，他們僅僅簡單地依托運算機就能夠夠“解決”工程問題了，而沒有熟悉到高質量的工程只能是淵博的工程理論知識，大量的體會，和艱辛的腦力勞動相

2、結合的產物。問題是過度強調自動化技術是以減弱實際知識為代價的，過度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，如此過度強調運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確實是輕松地利用菜單和用運算機生成五顏六色的圖畫。在工程設計環(huán)境中利用信息自動化技術有很嚴峻的負面阻礙，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平安性，知識性和能力。在這些自動化技術實現其真正的價值以前，設計工程師必需不依托運算機，而用學識和體會去解決工程問題。超級不幸，咱們變得如此依托于運算機，以至于正在迅速喪失不依托運算機進行計算工作的技術。與那些只有依托運算機才能“解決”工程

3、問題的人討論問題時，一個稱職的結構工程師什么樣的痛楚和挫折沒有經歷過？這些人（不要把他們跟真正的工程師混為一談）已再也不有能力，或從來沒學過,不依托運算機解決工程問題。從根上他們不知道，運算機不可能記錄有關模型、分析和設計的一些技術。能夠如此以為，除具有快捷的計算速度之外，運算機程序只是一些離散的知識。這些人沒有熟悉到，知識已經遠遠超過了有限的運算機指令所能編程的界限。真正的工程知識是體會，直覺，靈感，領會力，制造力，想象力和“認知”的龐大綜合體，它超越了任何運算機程序和程序員對結構工程的“明白得”恰恰相反，這些人認定世界是一個龐大的有限元模型，而運算性能夠而且也應該自動地成立模型，進行分析，

4、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，而且迅速找到新項目。爾后，只有愈來愈少的工程師能獨立地（即不依托運算機）找出結構工程問題的正確解答，這種對運算機的依托性將會帶來龐大的麻煩。隨著對運算機的依托程度的不斷上升，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體會的程序員，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？運算機此刻不是，也永久可不能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。若是結構工程師們繼續(xù)制造如此的氣氛，在結構工程實踐中，第一靠運算機，而不是靠有學識、有創(chuàng)新和有豐碩體會的結構工程師本身，就能

5、夠夠解決大部份結構工程問題，那他們確實是自欺欺人，也欺騙了他們的效勞對象。在今天的現實生活中，結構工程師發(fā)覺了一種既超級有效又方便的方式去為顧客效勞，它不需要花費大量的時刻和金錢去學習或明白得結構工程模型，分析和設計的細節(jié)。這種“方式”確實是運算機。工程師們此刻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。此刻，愈來愈多的結構工程師對自動化技術的響應確實是讓運算機工作，同時讓自己再也不去費心細節(jié)了?，F代工程具有復雜的理論細節(jié)，依托運算機的工程不能，全然不能，讓人們學習成心義的體會?，F代運算機的運算范圍和速度，太容易使工程設計變得毫無動氣。試問，有誰能抗擊興奮和擺脫的感覺一一不用太多的艱

6、辛就能夠求解成千上萬個方程？又有誰能抗擊誘惑一一讓自動化技術來“解決”工程問題？真正的結構工程師，不用運算機就能夠工作的真正的結構工程師就有如此的抗擊力。這些真正的工程師看到了實質，運算機是一種很不完善的工具，它只能處置大量信息。以光速執(zhí)行的指令大多是沒有體會的程序員編制的，它們的靠得住性值得疑心。在計算中，關于受動力載荷的作用的曲殼結構發(fā)生非彈性變形時，不正確的結果一樣能夠在屏幕顯示，它們的等應力圖看上去也是如此這般地賞心悅目。如此下去，只要手上有運算機軟件的利用說明，就能夠夠用運算機取得結果了?；蚋奖悖恍柙趫D形用戶界面上選擇適合的菜單，就取得結果了。事實上，若是“靠彼此交談來探討如何分

7、析梁和柱，靠雙手找出閉合解”會更有利?；蛟S有人推測，以上論調只能證明本文作者從全然上是反運算機的，或是他沒有熟悉到現代信息技術美好的以后，或是他對那些在神奇的創(chuàng)意中利用這種技術的專家嗤之以鼻。但是，并非僅僅是如此。即便熟悉到運算機的潛力，工程師也對危險熟視無睹。結構工程是對平安性吹毛求疵的職業(yè)?；钪绺鞯?，結構的特性是由結構工程設計的質量決定的。由于在實踐中采納了運算機，愈來愈多的結構工程師正在制造以空想為基礎的信仰系統(tǒng)，正在進展難以置信的危險期望。隨著這一趨勢的延續(xù)，工程失效的要挾也會按指數形式增加。一個簡單的例子確實是世界各地愈來愈多的工程公司都期盼CAE/CACa件能將結構工程設計程序完

8、全自動化。此刻，愈來愈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進程。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確實是明確所要解決的問題，然后評判最后的設計“結果”。這種設計方式注定是災難性的。數不清的軟件開發(fā)商為知足市場的需求，不斷開發(fā)和推銷注明有各類用途的軟件。于是，不那么稱職的工程師就相信了廣告，即利用這種軟件只要投入很少的人力就能夠進行工程設計。軟件開發(fā)商常常被要求改良結構分析和設計軟件，以利用戶在不詳細了解技術細節(jié)的情形下就能夠夠利用軟件。例如，這些用戶要求開發(fā)商制造出不用閱

9、讀利用手冊的環(huán)境。因為高質量的結構工程軟件的用戶參考手冊包括軟件的技術細節(jié)，限制范圍，和計算所依據的理論和假設，結構工程師們不肯意利用如此的高質量軟件?，F實是，結構工程師們不希望了解細節(jié)。他們所希望又情愿購買的是窗口界面，這種界面能讓他們處置信息見取得，然后把結果以彩色圖表形式展現。最好還有動畫功能，還能夠用漂亮的圖表打印數值結果。而關于是不是能靠得住地檢測重特點值；或在用反映譜進行分析時是不是用了足夠的模態(tài)；或非線性索單元的理論是不是正確；或分析結果對網格的形狀和單元的選擇是不是靈敏；或部份固定端剛度是不是確切等等方面，現在利用運算機的工程師表示，他們幾乎不考慮這些細節(jié)問題。很多人以為他們沒

10、有時刻，或沒人付給他們費用去關切細節(jié)。愈來愈多的結構工程師都持如此的觀點?？墒?，他們確實相信，依托運算機他們的設計能夠達到顧客要求。什么緣故不能如此簡單地相信？/！輸入數據，然后擊鍵，就有了結果。而且，這種方式幾乎沒有人力消耗。固然，運算機技術本身并非壞。但是，問題的核心是結構工程計算中運算機的利用方式，和濫用運算機不斷增加的趨勢。在道義上資深工程師和工程治理人員有義務專門強調工程實踐中知識，專業(yè)技術，和體會的重要性，而非運算機利用者的“性別”。在結構工程實踐中，僅僅關切“如何”利用運算機是不夠的，了解“什么緣故”如此設計才是關鍵。專業(yè)的結構工程師必需重視手工求解的原理，大體原那么和提煉模型，

11、識別計算結果中的錯誤，解決問題的其他方式，判定計算結果的有效性。對運算機要又敬又畏，對計算結果應持批評態(tài)度，尊重工程實踐體會，通過工程實踐（而不是通過“世界的有限元分析”，或是靠過度的簡化去知足那些不合格的結構工程軟件的限制條件）學習工程。強調從那些資深的或更有體會的結構工程師（即數量急劇減少，但仍記得不依托運算機，如何解決工程問題的真正的工程師）那里學習結構工程。只有通過訓練專業(yè)工程師，而不是通過訓練技術員（即運算機操作員），結構工程界將完全能擔負起效勞公共的責任和義務。到底該不該如此擔憂運算機的不妥利用？擔憂那種怠惰？擔憂工程界默許這種危險作法？盡管運算機對人類有專門大的應用價值，但如果是

12、結構工程師們繼續(xù)象此刻如此破壞性地利用運算機，這些價值就得不到實現。有什么方法才能使結構工程界改變過度依托運算機的情形？再也不濫用運算機？這些都沒有簡單的答案。但是，所有稱職的，體會豐碩的資深工程師都有機遇用危險的運算機這一思想去阻礙年輕人。一個真正的工程師所需要的是不依托運算機解決工程問題的能力。常常疑心運算機；在沒有深切的論證以前決不利用運算機的結果。在被工程師證明正確之前，假設運算機提供的結果是錯誤的。在用運算機求解之前，必需先“明白”答案。不崇拜運算機，而崇尚知識和體會；提倡全面了解工程理論和實踐中的所有細節(jié)；幸免為那樣的雇主工作,他們僅有的學習機遇是通過運算機學，而不是通過有實踐體會

13、的真正工程師的深切訓練。運算機不可能，而且永久不可能，成為人類知識，體會，遠見，靈感，制造力，獨立思維，和自古以來的勤奮的替代品。盡管在結構工程實踐中運算機是超級有價值的工具，可是結構工程師必需熟悉到對工程學的細節(jié)（即原理，方式，標準，道德等等）的全面了解，比知道如何在運算機屏幕上游逛不明白要重要多少。警告實際工程師，若是沒有運算機他們的結構工程知識不足以勝任工作，他們也沒有資格利用運算機（如假設不然，那不僅是不道德，而是犯法）。所有稱職的，體會豐碩的工程師都意識到，好的運算機程序造就不出稱職的結構工程師，而只有稱職的工程師才能利用好的運算機程序?？杀氖?，盡管上面的結論似乎是不言而喻的，但它

14、并非是今天運算機應用的現實。因此需要讓危險曝光，并實現和完善愛惜方法。不幸的是，運算機時期的現實是，所有（即無一例外）商業(yè)應用的運算機和運算機軟件都受制于許多因素，這些因素在不同程度上阻礙了工程軟件作出結構工程問題的正確解答的能力。更值得注意的是，當不正確的結果產生時，它們通常并無“錯”到當即被識別出來的境界。更進一步，有時結果有重大錯誤，但如果是工程師對“正確”的結果是什么直覺也沒有（不管是因為無知，仍是缺乏體會），也就不可能意識到結果的錯誤。運算機的危險在于，很多工程師假設（而且?guī)缀跛械墓こ處煷_實希望）運算機老是產生“正確”的結果。如此的假設和希望常常會使工程師對潛在的和常常的錯誤放松警

15、戒性和靈敏性！盡管對軟件的質量和靠得住性存在著嚴峻的憂慮，但你會吃驚地發(fā)覺很多結構工程師對這些憂慮表現得何等天真、無知或不負責任。這些天真、無知或不負責任在許多結構工程師購買和利用軟件時表現得最突出。例如，選擇結構工程軟件的最大體標準包括：軟件廣告顯現的頻率；肆意宣揚超凡技術能力的大幅精美廣告；低售價；用引人注目的可視性窗口菜單和生動的界面形式來衡量的易用性；用結構系統(tǒng)自動建模的簡單性來衡量的易用性；只需很少或全然不用學習；簡單的利用說明和手冊（一兩本利用說明就夠了，而9本10本利用說明簡直是糟糕透頂?。?；五彩繽紛的包裝。而下面的標準卻鮮見。例如，軟件開發(fā)者和其技術支持者的技術資質證明；軟件質量的保證；軟件開發(fā)商的質量保證（QA,質量操縱（Q。QA/QCS程的嚴格評判；軟件中所用技術的理論依據的嚴格評判；簡單和復雜例題測試結果的嚴格評判及其與其他獨立求解結果的比較；通過專職技術核查員和體會豐碩的結構工程師的一系列獨立和標準性核查制訂工程軟件國際標準，并按一個或多個工程軟件國際標準按期地對軟件進行校核。在軟件的實際應用方面，那些只有極少體會，極少學識，最年輕的結構工程師被給予依托運算機軟件來解決極度復雜的結構分析和設計問題的要緊責任。而那些體會豐碩的