【i前沿】Q19：这样的设计，不要！丨Peter A.深度解读2015（上）

设计？设计？设计？这样设计不好么？...

创造力是人类珍贵礼物之一。对于我们自身引起的问题，它常常能够找到新出路和新的解决方案。为了找到新的解决方案，创造力需要与技巧、知识和一定的才能相结合。这个组合被称为技术。最终，设计师追求的不仅仅是找出你能随机处理的创造力的解决方案，而是找到真正的解决方案。

有没有一脸萌的赶脚？

那该如何发掘好的设计及解决方案呢？且看Peter A. 在2015年的会议报告中是如何阐述的。

文稿翻译丨液压创新社

编辑校对丨李春光   编辑排版丨马艳双

女士们、先生们：

今天，我将给大家讲一个故事。一个关于优美技术和某些聪明人的故事，一个会让你迷路的迷宫故事，同时也是一个关于成功创新秘诀的故事。

创造力是人类珍贵礼物之一。对于我们自身引起的问题，它常常能够找到新出路和新的解决方案。为了找到新的解决方案，创造力需要与技巧、知识和一定的才能相结合。这个组合被称为技术。最终，设计师追求的不仅仅是找出你能随机处理的创造力的解决方案，而是找到真正的解决方案。

但怎样做呢？好设计在成千上万的错误想法中，怎样去找到正确的解决方案呢？

好的，有一个方法，它就是……否定方法（via negativa），也被翻译成“negative way”。但是，我更喜欢称它为“the method of avoiding problems”。

我给你们举一些少数哲人的“否定方法”的普通例子。根据亚里士多德所说，你的生活不应该致力于得到快乐，而是应该避免痛苦。

否定方法：只有避免痛苦和不行，你才能拥有好的生活。另一个例子是来自于两个最成功的商人，Charlie Munger 和Warren Buffett.

“我们从没有学习过如何去解决困难的商业问题。”他们曾经说过“我们所学习的是应该怎样避免它们。”



最后，引用Steve Jobs的话:“实际上，就像对我们所做过的事情一样，我为我们所没有做过的事情感到骄傲……”

“创新就是向1000件事情说NO”“否定方法”设计，仅仅是规避问题的手段。暗含的想法是,不可能或者至少很难,找到一些还不存在的事情。但是，我们应该知道，或者至少应该知道目前设计的问题和劣势。“否定方法”的哲理可以通过迷宫得到最好的解释。如果你知道转向规避，那么你将被自动导向正确的解决方案：新的更加好的解决方案会自己呈现出来。我来给你展示一下怎么去做这个工作。就拿当前的静液压传动元件为例。

重载型元件，准确的说，兼有常量和变量。

今天，我只讨论柱塞泵原理，同时只把工作效率作为设计参数。

因此我们的需求可以被定义为寻找一个新的、高效的静液压传动结构。当前结构原理的泵的设计工程师没有傻瓜。作为今天的工程师，他们是娴熟而又富有创造性的，而且也许更甚。

那么，我们为什么要寻找新的原理呢？答案很简单：他们是在他们所处的时代背景下创造设计了他们的泵，但是现在，已经不是他们的时代了。

很有可能，如果相同的工程师生活在现在，了解当今的生产与设计技术、材料属性和市场需求，他们宁愿提出不同的解决方案和与众不同的设计。

因此，我们的泵的起源是什么？柱塞泵的原理有多久了？还有，设计他们的英雄是谁呢？1909年，英国工程师Henry Selby Hele-Shaw收到了关于径向柱塞泵的专利。在这个设计中，每一个柱塞都是由曲面滑靴支撑的。当前Moog的径向柱塞泵的基本设计和1909年的设计几乎一样。同年，来自威斯敏斯特区的Francis Hector Clergue 收到关于弯轴泵/马达的专利。

而现在的Parker F1型弯轴泵/马达设计的相似之处显而易见。



最后是1923年的一个专利。这个专利批准给另一个工作于Vickers公司，名叫Maurice Kerr Ingoldby的英国人。

这个专利被认为是现代滑靴式斜盘柱塞泵的雏形，它也具有一个低压补油泵……

……非常相似的现代滑靴式斜盘泵来自于博世力士乐。简而言之：液压泵/马达行业的根源正是英国。

最早的轴向和径向柱塞泵/马达的雏形要追溯到1900年左右，那是维多利亚女王和乔治国王七世时期。

尽管技术在不断进步，我们所拥有的知识也在不断增长，但是这些一百多年前的原理结构在当今依然没有任何改变。那么，从那时以来，关于泵和马达我们都了解了什么？在过去百年里，关于我们所制造的泵和马达的工作效率有什么进展？让我从一个经常听到的高效液压机械设计的基本规则开始：

“你应该设计更大摆角的泵/马达”

至今为止，这个论断不亚于一条戒律，被深深的雕刻在石头上。



只有更大倾角的泵/马达，类似Parker的F12，才被认为是具有较高的工作效率。

然而，这条定律已经被我们证明是完全错误的。浮杯泵可达到97%的工作效率，然而倾角仅有8°.

如果我们想在寻求进步获得成功，避开这些错误的想法是非常重要的…………否则，我们最终将走进迷宫一般的死胡同当然，我们也的确在某些领域取得了实际的进展，如：

• 弹性流体动力学和润滑
• 气穴现象
• 整流

但是，我们取得的这些进展，不是因为设计人员变得更聪明或者更好，而是我们计算机的处理能力更强大了而已。这是我从我父亲那里继承的机器，我估计它每秒可进行2次浮点运算。现在，我们拥有了前所未有的计算能力。每隔十年，计算机都会变强大100倍。

1975年，我开始上大学的时候，计算机已经能执行每秒2亿次浮点运算。

现在，世界上最强的计算机每秒能做3亿亿次浮点运算。超级计算机不久能达到百亿亿次的计算能力。(注意：纵轴是对数比例)这张图是采用线性坐标形式，你可以清楚的看到计算机能力的爆炸式增长。计算机的这种超强能力，对于工程师们在寻找新的和更好的解决方案时，是一个具有相当诱惑力的武器。让我来给你介绍几个我们已取得进展的例子：

普渡大学已经在将热效应引入摩擦副的数值计算模型中。计算模型包括了结构形变分析、流场分析、热传递模型和热膨胀变形等方面的综合。

所有这些子模型以不同的方式相互关联。

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现代计算机可以让我们更好的理解气穴现象，就像这里显示的亚琛大学的这个动画。或者这些来自德累斯顿大学的数值仿真。无论怎样，这一切都只是知识，详尽而又非常科学的知识。这些非常适合论文的需要。但是，它不一定使我们更接近新的设计。

在我看来，我们都忘记了计算机仿真本身并不是目的，它仅仅是为了得到更好的理解的一种方式、一种技术手段。

仿真甚至可以成为不开始设计的借口，因为总有一个更深入、更详细、更先进的层次让我们深入研究。仿真使你更沉迷于数字并且目光短浅。

因此，沉迷于数字和痴迷于仿真的工程师们：走出你深黑的世界，步入光明灿烂的现实。我会帮你，带领你穿过迷茫。

未完待续... ...

参考文献

【1】How （not）to design pumps and motors ? . Presentation_Peter_Achten_INNAS_SICFP15_Tampere_May_21_2015

#2015 Peter A. #将分2期连载在【i前沿】栏目中：这样的设计，不要！丨Peter A.深度解读2015（上）这样的设计，不要！丨Peter A.深度解读2015（下）

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