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静态思维和动态思维

3年前浏览1599

很多年前的电视机会有一个长长的显像管,电视机后面会凸起一块,又占位置又不好看,这几年平板电视的崛起,电视机可以做的很薄,而发光是依靠LED灯条。这个LED一般是几颗串联以后成为一组,然后再把这几组并联起来,满足电视机亮度的要求。LED的总能量一部分转化成热能,导致LED的温度升高,这就会影响LED灯条的寿命。

白色家电厂商为LED灯条设计一个散热的结构,以保证LED工作时温度不会过高。这种散热结构设计首先需要保证LED结温不能超过一个极限值,然后在这个基础上再进行优化,不断减低相应的成本。几年前,我们就做过一个这样的项目。

大概是因为4K电视能耗相对较高,厂商在散热结构设计上遇到了问题,希望我们通过仿真,能够帮他们找到满足设计要求的结构。

然而项目的进展并不顺利,一开始,仿真的结果和实验结果有很大的差异,项目组检验了温度的检测方式,并对材料的参数做了修改和标定,一通折腾后,仿真和测试的误差大概相差2度。当用这个仿真流程去优化结构的时候,尝试了多种结构,各种优化手段也用上了,还是找不到可行的结构方案,最优方案的结温大概比极限温度还超过4度左右。

项目似乎进入死胡同,客户开始找LED模组供应商询问低功耗LED的价格,发觉如果用满足要求的芯片,在LED模组上成本要上升很多(几乎翻一倍)。我方建议成立三方项目组,对LED的散热路径做了仔细分析后,并对设备散热路径进行了精确的测试和仿真。最终没有改动LED芯片,只是改进了LED模组的装配方式,最后的方案满足项目要求,通过。

该项目之所以能够柳暗花明,我认为最主要是改变了思维方式。回顾一下整个项目,客户的目标是设计一个散热结构,但是机器设计紧凑,可改变的空间很小,如果一直在结构设计上打转转,这就是典型的静态思维。所谓静态思维,简单的说从固定的概念出发,循着固定的思维程序,达到固定的思维成果的思维过程。静态思维可以提高思考的效率,但是也限制了思考的范围。

客户的主业是家电设计,掌握的知识也是和家电设计有关,自然地在自己的认知范围和能感受的认知范围内思考,而我们是仿真软件供应商,所擅长的也是从软件的方向出发去寻找答案。

在探索解决方案时,客户通常考虑的因子是材料,供应商信息,成本约束,方案的可加工性,样机周期,从方案到设计之间的其他可能的约束因素等等,而仿真软件供应商通常考虑的是客户仿真需求,模型和边界条件,物理现象的可仿真性,仿真流程的复杂性和合理性,仿真结果的可靠性和可信性,以及该项任务的投入产出比等等。

而且,双方在同一件事情上的认识也有差异,还以这个案例来说,一开始我们的仿真结果和客户的实验数据有一些差异,客户立刻就提出了质疑,觉得软件仿真存在很多问题。起初,客户把仿真软件当初一个转换器,输入目标,按一下按钮,软件自动可以得到满意的结果。我们只能耐心的解释仿真软件的工作原理:软件只是工具,除了工具可靠性以外,对使用工具的人也是有一定要求的,而如果仿真的目标不同,仿真的流程也会不同。客户也逐步明白仿真结果和实验结果有差异是正常的,并和我们一起配合,多次尝试,才把仿真的误差控制一定的范围之内。

如果合作双方都是静态思维,解决方案只能在双方的交集中寻找。如下图所示:

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图一 静态思维的解决方案空间

 

这里面通常还可能存在一个认知误区,客户觉得既然已经为这个项目付了一定的费用,当然要求咨询方在这个项目上的能力完全大于等于客户方,咨询方应该独立完成这个项目,并且交付相应结果。

动态思维根据不断变化的环境、条件来改变思维程序、思维方向,对事物进行调整控制,从而达到优化的思维目标。当我们多次尝试,依然不能解决问题,我们就应该思考,是不是我们的思维方向出现了问题。

分析问题靠系统,解决问题靠资源,俗话说“巧妇难为无米之炊”,静态思维把解决问题的资源限制在一个狭小的范围内,找不到可行的方案也是情理之中的事情。

动态思维可以全面系统的分析问题,寻找可用的资源。LED发光模组是一个整体模块,有相应的供应商。对于家电企业,模组就是一个黑匣子,如果LED模组的供应商不提供相关的信息和知识,家电厂商能够想到的就是减低LED芯片的功耗,同时还受到成本的约束,似乎这也是一条走不通的路。当我们组成项目组,对散热路径做了研究和分析,相当于打开了这个黑匣子,结果是可以利用的资源成倍增长,突然多了许多解决问题的可行方向,解放方案也就跟着几何级数的增长。

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图二 动态思维下的解决方案空间


我们用动态思维重新审视一下客户方和咨询方的关系,咨询方和客户方的双方能力应该产生化学变化,双方就问题进行充分的探讨,信息和知识会叠加,流转,相互作用,从而创新性的产生新的知识,而基于创新性的知识的解决方案会更有活力和生命力。

反过来想,如果咨询方的能力完全大于客户方,咨询方给客户方提供方案的同时,也会给客户方的竞争对手提供相应的方案,所以这种合作不会帮助客户方建立自己核心竞争力。

老子说:不自见故明。工程师在本行业从事多年工作,经验丰富,能够难住工程师的问题,从另外一个角度来说,应该是现有经验和知识不能完全覆盖的问题,是“人择难题”,要想很好的解决这些问题,必须运用更具开放性的动态思维。



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首次发布时间:2021-06-28
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今昔CAE随笔
本科 | 销售总监 allenchousf
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