对我来说,听一场音乐会是一种享受,看一场过瘾的足球赛是一种享受,听郑景雯博士的报告更是一种美的享受。
郑景雯,现为美国结构研究与分析公司(Structural Research & Analysis Corporation)应用工程师。昨天(1993年5月15日)上午她应邀在上海科学会堂作了有关“美国计算机辅助工程设计与研究近况”的专题报告。并当场作了操作演示。
在介绍新工程设计概念前,郑博士先分析了传统的(至今仍在广泛应用的)产品设计过程:从开始的总体概念设计,进入到各类功能分析,其中包括结构、流体、热力、电力诸方面的功能;再次是模型试验。在不同的程度上,以上的每一个设计阶段都已实现了计算机自动化,但各个设计步骤之间往往是互相独立,各不相干的。如果第一轮设计未能达到预定的设计指标,则又回到起始整体概念设计。重复上述各步骤,往往要通过多次循环,一项设计才告完成。
以上这种产品设计过程相信是国内绝大多数设计部门都十分熟悉的。其实在美国,80年代中期以前大体也是如此。
郑女士举例说,美国有一家制造各类飞机零件的公司,公司内有若干自动化程度很高的部门。每一部门的自动化水准都是相当好的,但公司的总体效益却不理想。郑女士风趣地说,我们将这些彼此不相干,但自动化程度很高的分支部分称为一个个“自动化小岛”(Island of automation),岛内尽管自动化很好了,但岛间的接合性差、关照性差,造成了整个公司的效益下降。美国工业部门的这种“自动化小岛”现象在一定程度上削弱了美国工业的竞争力。每一次“小岛”之间的交换都花去很多人力、财力和时任何无吻合的部分均导致重复劳动。每一个设计循环都涉及到许多次的“小岛”之间的交换。随着世界经济竞争的日益加剧,不少产品的数量只有几个,甚至一个。任何设计只有一次、二次,一个设计可以重复多次的时代已经一去不复返了。为了加强工业竞争性,我们必须消除这类“小岛”间的繁复交换。
郑女士说,他们SRAC公司在对以上情况作了广泛调查分析后提出了这样的思想:对一个产品、工程设计部门来说,仅有自动化是不够的,还必须考虑产品设计的全过程。由此,一种新的工程设计思想在则年代后期产生了。
关于新工程设计的特点,郑女士强调了同步性、集成性。新一代的上述产品设计的四个部分全是一个整体,不再是孤立的部分。整套设计过程全部在计算机上完成。80年代中期计算机硬件的发展为这新一代的计算机辅助工程软件提供了可能。
郑博士以SRAC公司设计推出的COSMOS/M软件系统为例介绍说,美国有一家造船公司(NNS公司)。承接用于参加两年一度的“美国杯”赛艇比赛用艇的建造任务。该公司使用了COSMOS/M的图示用户交面和线性统计分析模型软件,首先对整个船体作分析,然后逐个分析不同的船形,最终确定最佳构形。在对赛艇的复合船体材料作结构、力学分析时,是逐层逐层进行,以使用户能分析并知道各个层面上的压力效应和最佳合层模式。NNS使用了COSMOS/M后大大减少了重复劳动,缩短了设计周期,节省了试验开支。NNS设计组往往在一天之间便能完成对一个新设计的功能分析和计算机模型试验。
那天,科学会堂1107室里,听众反应热烈。与会人士多为与计算机应用有关领域的科技人员,其中不乏专家学者。郑博士的报告线条清晰、言简意明,信息包容量大,特别是她结合讲课所作的现场操作演示,其纯熟、从容之态,令人击节称叹。据主持会议的上海市科协宣传联络部副部长薛福田先生回忆,本次报告会的听众出席率之高,报告人与听者的交融度是近年来不多见的。
郑女士1983年获上海交通大学工程力学专业学士学位,后在上海交大船舶与海洋工程系攻读硕士_1985年赴美,主修机械航空工程,专长于计算机工程模拟,于1990年获得美国西凯斯大学(Case Western Reserve University)Ph. D学位,并在SRAC公司任职。SRAC公司是一家综合性的计算机工程设计软件公司,公司员工中约半数为博士、硕士,公司顺应世界工业设计的新变化,及时研制相应的软件,始终把用户的需要放在第一位,这就使得SRAC公司在强手如林的美国计算机软件市场中不断拓展。现已成为一家有一定影响的专业公司(该公司详情请参见本期封二)。
据郑博士介绍,美国现今的设计研究全部面向社会,面向商业化需求,完全为商业性需求服务,而不再是局限于高校、科研所的科研项目。
为适应国际工程设计新潮,新一代的计算机设计软件须作相应改变,其特点是:1. 广融集成性,不再是一个个专业化的部件,各个部分都由一个系统完成。这种软件系统可用于各种不同功能,适应不同需求。2. 易于应用。现在的应用者大多数并非是计算机专家,可能只是一个大专、高中生。所以一定要强调系统的易于操作,易于应用性。为此,新一代的软件全部是图像操作、互相交应的。
郑女士这次来沪逗留时间很短,本来纯为探望自己的亲人,但却硬挤出好几天时间向国内同行介绍、报告美国同行的工作。除了此次在市科协的报告外,还去了自己的母校交大等处与同行作了交流,我个人很感高兴的是,先于此次报告会两天,在薛福田先生的热情引荐下,我得以与郑博士作了两个多小时的交谈。由于我对计算机基本上是外行,所以很难把郑博士对此的很多精彩介绍用内行恰当的语句加以表述出来,但令我深深触动的是,郑女士在介绍中处处传达出的美国科研与产业、与商业化的密不可分的联系。郑女士在交谈中多次使用了Seamless(无缝的)一词,意指新工程设计中,各个部分间的联系是一体的,部分之间应保持最佳的联系。这一思想以上已有介绍,但我觉得这个词也完全可用于技术扩散中科研设计成果的产业化、商业化过程中。郑女士的介绍十分清楚地传达出这样一个信息:美国的工业设计部门及为工业服务的科研部门已彻底地与商业性融合在一起。用户的需求,哪怕再苛刻,哪怕自身的能力不能做到,也要千方百计想办法满足用户的需求。有时SRAC公司为了满足用户的某种要求,甚至不惜花大钱,重新调整自己的工艺。这样做既扩大了自己的影响,也扩大了自己为用户服务的范围。短期内的投资可引来累累的硕果。同时商业竞争也向学术界提出挑战,促成了许多新的理论和算法。
当代世界经济竞争与其说是科技竞争,还不如说是科技产业化能力的竞争。正是从这个意义上,国内外不少专家提出技术扩散比技术创新更重要。国内科技界对这一问题已有深刻的认识。现在的问题是如何更好地扩散科技成果。相信郑博士以上所介绍的信息、情况会对国内各方面人士有一定的参考作用。
郑女士在报告中讲到,以上这些工作虽不能算是世界性的杰出贡献,但却对工业化应用有十分实际的商业意义,美国近年来倾全力于此,综合最杰出的人才来攻克计算机程序的优化(包括软硬件)工作。我在听了郑博士的介绍后感到,这些信息对于当今中国的意义绝不低于介绍一位诺贝尔奖得主的工作的意义,因为这是我们目前最为需要的。
谢谢您,郑博士!
(本刊记者江世亮)