工程設(shè)計中的解決問題——程不時

1、工程設(shè)計中的解決問題——程不時通常說的“問題”，指人的主觀與客觀現(xiàn)實之間的差距。從大的方面有兩種類型：從認(rèn)識上說，當(dāng)人對客觀認(rèn)識不足，而有進(jìn)一步了解的意圖時，便會產(chǎn)生“疑問”。疑問要求的是認(rèn)識上的“解答”。從行動上說，當(dāng)人對客觀現(xiàn)實覺得不如人意，有意圖加以改變時，便形成需要解決的“問題”。問題要求的是行動上的“解決”。這里主要談第二類要求解決的問題。問題和意圖問題的產(chǎn)生和解決，是和人的意圖緊密相關(guān)的。有人會奇怪為什么不說“問題”是一種純

2、客觀存在的現(xiàn)象，而要與主觀意圖拉上關(guān)系。與人的認(rèn)識完全隔離的純客觀存在，如荒島上某一角落上不為人知的一團(tuán)海草，深海底部的某一石塊，無數(shù)光年以外一個尚未被發(fā)現(xiàn)的天體，人們可能產(chǎn)生某種“疑問”，但不會存在什么“問題”。一臺廢棄了的機(jī)床躺在廢料堆里不工作，一般不會認(rèn)為有問題。但是一臺在生產(chǎn)線上的機(jī)床發(fā)生了故障，就產(chǎn)生了“排故”的問題需要解決。同樣是機(jī)床不工作，一臺不是問題，另一臺卻是問題，主經(jīng)差別在人對它們的“期望”不一樣。如果人們希望那臺廢

3、棄的機(jī)床重新投入生產(chǎn)，那么也會出現(xiàn)一個“修復(fù)”的問題。解決問題的全過程，是從“不滿意”的心理狀態(tài)開始的。對某種現(xiàn)狀不滿意，就產(chǎn)生了“問題”。經(jīng)過一系列“解決”的操作之后，對現(xiàn)狀作了改進(jìn)，使原有的“不滿意”消失，達(dá)到“滿意”的心理狀態(tài)，該問題就得以解決。對同一個現(xiàn)象，有的人認(rèn)為有問題，有的人認(rèn)為沒有問題，某原因除了對事物的了解深度不一樣之外，也可能是有關(guān)的人存在的“意圖”不一樣。沒有推進(jìn)現(xiàn)實前進(jìn)的愿望的人往往發(fā)現(xiàn)不了問題。他們覺得一切良好

4、，不存在任何問題。大型工程設(shè)計中，需要解決的問題有不同層次。進(jìn)行一項新工程項目設(shè)計，本身就是用一個新產(chǎn)品去滿足市場需要的問題。在設(shè)計過程中，還會出現(xiàn)許多滿足各種性能、強(qiáng)度、壽命、成本等多種要求的設(shè)計問題，以及多種要求之間的矛盾的協(xié)調(diào)問題、權(quán)衡取舍問題、直至細(xì)節(jié)上的實現(xiàn)問題，最終使所設(shè)計的產(chǎn)品確能實現(xiàn)最初的意圖。目標(biāo)的制定為了改善現(xiàn)狀，需要制定目標(biāo)。同樣的處境下不同的人處理不同，很大的原因是當(dāng)事人心目中要達(dá)到的“目標(biāo)”不同。因此解決問題應(yīng)

5、該清楚地定義目標(biāo)，并以是否達(dá)到原定目標(biāo)來檢驗解決問題的程度。如果對一個問題本身定義不清，目標(biāo)含糊，那么常見號稱為解決某一問題而采取的措施實際卻是為達(dá)到問題以外的目的，措施采取了，原有的問題卻并沒有解決。能夠正確地制定目標(biāo)并能夠達(dá)到目標(biāo)，是檢驗解決問題能力的最重要標(biāo)準(zhǔn)。其他如知識豐富、反應(yīng)敏捷、靈活機(jī)動、沉著堅定、點子多、出手快等等品質(zhì)，都只是有助于解決問題的因素，但并不是解決問題的最終檢驗。試想如果一個人具有以上的所有優(yōu)良品質(zhì)，卻總不能

6、正確制定目標(biāo)，制定了目標(biāo)又總達(dá)不到，就不能認(rèn)為解決問題很有能力。解決一個問題的目標(biāo)可以是多重的。既然“問題”本身就是與主觀“意圖”密切相關(guān)的觀念，因此在制定目標(biāo)時理清思路，明確闡明意圖并對多重目標(biāo)按重要性排序，至所必要。需要確定哪些是“必?！钡淖钇鸫a要求，那些是附帶的爭取達(dá)到的、必要時可以舍棄的要求。然后按目標(biāo)的排序來選擇解決的措施。對于那些只能達(dá)到附帶的次要性目標(biāo)、而符合使用要求的配件等等。不論有多少次要的理由，不能達(dá)到主要目標(biāo)的選擇

7、就是錯誤的選擇。有時解決問題的有效途徑很難找到。愛迪生在發(fā)明白熾電燈的時候，為了尋找合適的燈絲材料（當(dāng)時他認(rèn)定應(yīng)是炭），曾經(jīng)試驗過六千種植物燒制的炭絲，前六千次都是失敗的。美國飛機(jī)設(shè)計師約翰遜在設(shè)計超音速三倍的“黑鳥”SR71飛機(jī)時，為了設(shè)計出抗高溫的機(jī)體結(jié)構(gòu)，曾試驗過不同的材料和結(jié)構(gòu)型式。早期的結(jié)構(gòu)試件從高溫箱中取出后竟縐得像抹布一樣。在工程設(shè)計中為了解決設(shè)計過程中出現(xiàn)的特定問題，有時可以在現(xiàn)成的技術(shù)措施中選擇合用者，但有時卻需要特別

8、為之開發(fā)研究。這是很正常的，工程設(shè)計并不是永遠(yuǎn)從現(xiàn)成的手段之間組裝湊配。因此國外稱之為“研究與發(fā)展”。Δ收斂性原則為解決一個問題采取的措施，往往造成新的問題。比如發(fā)明了火車解決交通問題，但是為此帶來必須修建鐵路，建立機(jī)車工業(yè)、組建營運體制。原來的問題，連同附帶產(chǎn)生的相關(guān)問題構(gòu)成的全局，應(yīng)收斂在可接受的范圍，在總體上應(yīng)是有利的。如果為了解決一個局部問題采取的措施卻對總體產(chǎn)生不可接受的后果，那么這種解決辦法不可取。從日常經(jīng)驗，“用高射炮打蚊

9、子”、“殺雞取卵”等方法之不可取，在于其負(fù)面效應(yīng)比正面效應(yīng)大得多，所得不能彌補所失，不符合“收斂性”原則?！巴跂|墻補西墻”之不可取，是因為問題雖未擴(kuò)大但也沒有縮小，仍然有一面墻是壞的。在工程設(shè)計中，有時會被復(fù)雜的專業(yè)性思維掩蓋而犯常識性錯誤，這是因為過份強(qiáng)調(diào)演繹邏輯而忽視了系統(tǒng)工程思維所致?！笆諗啃浴钡牧硪粚雍x，是措施的效果應(yīng)收斂在預(yù)定的“三座標(biāo)”框架之內(nèi)，即不僅應(yīng)考慮技術(shù)因素，還應(yīng)考慮到解決問題的成本和周期。前蘇聯(lián)曾有一個飛機(jī)設(shè)計局

10、，一般都承認(rèn)其技術(shù)水平相當(dāng)高，但每次研制飛機(jī)型號都晚一拍不能達(dá)到需要的進(jìn)度要求，用它“解決問題”的實績來考核時，這個設(shè)計局曾一度被解散。找出問題關(guān)鍵的“診斷”“診斷”是從醫(yī)學(xué)借用的名詞，特別適用于尋找“故障”的原因，廣義地說，也適用于找出各種問題的癥結(jié)。診斷方法之需要討論，在于一個原因所造成的后果有多重性，在已知一個原因之后，人們根據(jù)對這種現(xiàn)象的了解往往可以知道它有哪些后果，但僅知道一種后果，由于不同的原因都可能有同樣的后果，有時很難直

11、接找到它的原因。比如人的體溫升高、汽車拋錨、電視機(jī)不出影，都可能是許多不同原因造成的。診斷一般需要豐富的經(jīng)驗，但從方法上去概括，大抵有以下幾種：Δ“排除法”。對可能造成同一后果的原因，逐個排除，從中找到真正的原因。內(nèi)科醫(yī)生常用一系列的檢驗來排除一些可能的病因、修理電器時人們也常測試可能出問題的線路來證明某些部分不是故障原因。然后集中精力在不能排除的因素上進(jìn)一步查找。Δ“求證法”。根據(jù)判斷確定了可能的原因之后，按照對這種現(xiàn)象的認(rèn)識，對它應(yīng)