電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)廠商MentorGraphics近日發(fā)布一份《讓你的工程師自由創(chuàng)新》的研究報(bào)告。中文版的報(bào)告全文可在MentorGraphics的官方網(wǎng)站閱讀和下載：

今天是你的最后期限，不完成設(shè)計(jì)是不能回家了。已經(jīng)是晚上10點(diǎn)，孩子已經(jīng)入睡，晚飯已經(jīng)冷掉，配偶也因此不悅。你剛剛完成你的設(shè)計(jì)，但是卻不知道是否理想。你原計(jì)劃利用去年創(chuàng)建的一個(gè)花哨的電子表格運(yùn)行它，因?yàn)槟阏J(rèn)為你應(yīng)該可以通過(guò)執(zhí)行今早在上班路上想到的一個(gè)變更來(lái)減少一些重量。但是這就要多花一小時(shí)，而且如果變更更好，則需要多花兩小時(shí)來(lái)更改設(shè)計(jì)。你怎么做？

多數(shù)有一定經(jīng)驗(yàn)的工程師都能分享類似的個(gè)人經(jīng)歷。雖然這個(gè)例子有點(diǎn)極端，但它卻說(shuō)明了很多工程師所面臨的壓力。這不是一種有利于創(chuàng)造性或創(chuàng)意思維的環(huán)境。那么，我們問(wèn)問(wèn)自己創(chuàng)新是不是真的重要，如果是，我們?cè)鯓优囵B(yǎng)創(chuàng)新。

據(jù)哈佛商業(yè)評(píng)論(HarvardBusinessReview)1稱，有四種類型的創(chuàng)新：常規(guī)式、增量式、基本式和突破式。后兩種具有高度破壞性和高風(fēng)險(xiǎn)性，就像我們看到的谷歌和蘋(píng)果的創(chuàng)新。你可能并不是希望你的工程師發(fā)明創(chuàng)造下一個(gè)iPod。

每一項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新都伴隨著技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。風(fēng)險(xiǎn)越大，創(chuàng)新越大膽，就越有可能得到突破性的產(chǎn)品。圖1的曲線可用來(lái)評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)。

圖1：評(píng)估創(chuàng)新創(chuàng)意時(shí)，幾個(gè)熟悉概念的人可在該曲線圖進(jìn)行技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，它可以打開(kāi)新思路。

常規(guī)式創(chuàng)新只涉及很小的創(chuàng)造力，工程師可以在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)按照日常的節(jié)奏進(jìn)行。這得益于好的決策，設(shè)計(jì)變更最小。增量式變更幅度要稍微大一些。今早你在上班路上想到的減重想法就是個(gè)增量式創(chuàng)新的例子。

在利潤(rùn)率緊縮的汽車(chē)電氣系統(tǒng)和線束環(huán)境中，企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)將由這些常規(guī)和增量式創(chuàng)新決出高下。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，能夠更有效擠壓設(shè)計(jì)成本同時(shí)保持或提升質(zhì)量和性能的企業(yè)將成為領(lǐng)導(dǎo)者。顯然，創(chuàng)新確實(shí)重要；我們?nèi)绾卧谄髽I(yè)內(nèi)部培養(yǎng)創(chuàng)新？

缺乏聚焦將阻礙創(chuàng)新

你可能會(huì)擔(dān)心你的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手有更好的工程師?？赡懿⒎侨绱恕Ｊ聦?shí)上，你的工程師可能比你想象的更有能力。讓我們假設(shè)一個(gè)就工程師素質(zhì)而言公平的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境。

我們先來(lái)說(shuō)說(shuō)什么是聚焦。在游戲行業(yè)，它指的是一種概念，叫“沉浸式”。心理學(xué)家稱之為“存在”。它指的是人處于一種精神狀態(tài)，他們從周?chē)默F(xiàn)實(shí)脫離，取而代之的是另一種有著新目標(biāo)和條件的狀態(tài)2。我們特別感興趣的一種類型叫“戰(zhàn)略沉浸”。這是一種精神狀態(tài)，此時(shí)你的思想集中于觀察、計(jì)算、規(guī)劃和優(yōu)化你的選擇。象棋大師就是在這種狀態(tài)下下棋。我們都經(jīng)歷過(guò)，雖然我們可能沒(méi)有意識(shí)到。如果你玩過(guò)純邏輯的游戲，比如魔方或九宮格，你會(huì)發(fā)現(xiàn)自己完全忽略了周?chē)氖澜?，這就是體驗(yàn)。這種戰(zhàn)略沉浸是一名工程師專心從事設(shè)計(jì)規(guī)劃和優(yōu)化任務(wù)的理想精神狀態(tài)。

一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，工程師花大約一半時(shí)間在設(shè)計(jì)上，一半時(shí)間在尋找或了解信息上3。搜索信息純粹是導(dǎo)向錯(cuò)誤的努力，不能提供任何價(jià)值。試圖解釋和理解信息不僅是浪費(fèi)時(shí)間，還消耗了工程師寶貴的認(rèn)知能力資源。最后，每當(dāng)工程師必須停下設(shè)計(jì)去尋找或了解信息的時(shí)候，戰(zhàn)略沉浸就會(huì)被打斷，從而中止聚焦并限制創(chuàng)新。

還有更糟糕的。工程師實(shí)際用來(lái)設(shè)計(jì)的一半時(shí)間也并不是總能增值。為了完成設(shè)計(jì)，工程師不得不做很多枯燥重復(fù)的工作。當(dāng)任務(wù)變得尤其單調(diào)時(shí)，工程師會(huì)進(jìn)入“戰(zhàn)術(shù)沉浸”狀態(tài)，他們可能更多考慮的是購(gòu)物清單，而不是眼前的任務(wù)。你有沒(méi)有在復(fù)印的時(shí)候發(fā)現(xiàn)自己心不在焉？工程師也會(huì)如此。因此，他們不僅無(wú)法達(dá)到我們想要的戰(zhàn)略沉浸，我們還鼓勵(lì)他們達(dá)到其實(shí)我們并不愿見(jiàn)到的戰(zhàn)術(shù)沉浸。我們希望他們把精力集中在優(yōu)化他們的設(shè)計(jì)，而不是他們的牛奶是不是沒(méi)了。

無(wú)干擾的設(shè)計(jì)環(huán)境

那么，我們?nèi)绾尾拍転楣こ處熖峁┮粋€(gè)注意力不受干擾的設(shè)計(jì)環(huán)境，幫助他們進(jìn)入重要的“戰(zhàn)略沉浸”狀態(tài)呢？這個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)境最好作為一種軟件工具，既有助于集中精力，又能自動(dòng)完成一些較為單調(diào)且耗時(shí)的工作。這個(gè)環(huán)境必須最大限度地減少對(duì)工程師腦力勞動(dòng)的干擾以及運(yùn)行工具所需的認(rèn)知負(fù)荷。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，它必須具備以下特點(diǎn)：

1.在設(shè)計(jì)環(huán)境中即時(shí)獲得簡(jiǎn)單易懂的信息反饋

2.自動(dòng)完成盡可能多的枯燥的非增值工作

MentorGraphicsCapital套件就是這樣一種用于汽車(chē)布線的環(huán)境。

設(shè)計(jì)環(huán)境中會(huì)提供反饋指標(biāo)（成本、重量、利潤(rùn)以及任何對(duì)您來(lái)說(shuō)重要的信息），通常出現(xiàn)在設(shè)計(jì)的旁邊。當(dāng)設(shè)計(jì)做出調(diào)整時(shí)，無(wú)論變化有多小，指標(biāo)數(shù)據(jù)都會(huì)立即更新，提供最好的因果關(guān)系。這還意味著無(wú)需分散精力尋找信息。指標(biāo)的顯示方式有很多種，表格和圖形都可以。這是一種理想的常規(guī)創(chuàng)新方法，工程師所做的每一個(gè)決定隨即都會(huì)在關(guān)鍵指標(biāo)中得到反映。

圖2：MentorGraphicsCapital的這個(gè)例子顯示了如何運(yùn)用自動(dòng)化在擬定設(shè)計(jì)中迅速評(píng)估成本。

指標(biāo)還可以用于研究，并對(duì)不同情景進(jìn)行對(duì)比。您將發(fā)布的設(shè)計(jì)是一種情景，而您之前的減重想法是另一種情景。從蛛網(wǎng)圖（就在設(shè)計(jì)環(huán)境中）可以明顯看出哪種更好。您無(wú)需再花時(shí)間將這個(gè)導(dǎo)出到花哨的電子表格中，因?yàn)榻Y(jié)果就在您眼前。

迅速獲得反饋確實(shí)很棒，但這只是解決方案的一部分。在進(jìn)行比較之前，實(shí)際執(zhí)行您的減重解決方案還需花費(fèi)兩小時(shí)，我們要想辦法省下這個(gè)時(shí)間。如此一來(lái)，自動(dòng)化便有了用武之地。讓我們來(lái)討論一些例子。

最值得一提的是布線設(shè)計(jì)的自動(dòng)化合成可代替布線設(shè)計(jì)的手動(dòng)創(chuàng)建和更新。無(wú)需在每次線束設(shè)計(jì)時(shí)手動(dòng)交互設(shè)計(jì)每根電線，而是按照一套預(yù)先定義的規(guī)則為工程師自動(dòng)完成布線。當(dāng)邏輯連接性、規(guī)則、市場(chǎng)計(jì)劃、物理參數(shù)等進(jìn)行更新時(shí)，會(huì)自動(dòng)更新那些受到影響的電線。換言之，執(zhí)行您的減重想法，按下合成按鈕，您就會(huì)獲得更新后的設(shè)計(jì)。

選擇導(dǎo)線截面積等元件尺寸常常是一項(xiàng)單調(diào)乏味的任務(wù)。它是基于現(xiàn)有的原則，并且在很多情況下，需要對(duì)軟件仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。由于它基于數(shù)學(xué)模型和規(guī)則，它可以被自動(dòng)化。運(yùn)算法則可以設(shè)置，并且通過(guò)數(shù)百萬(wàn)次軟件仿真來(lái)測(cè)試所有可能性的開(kāi)關(guān)設(shè)置和失敗模式，從而確保導(dǎo)線截面積足夠大但又不會(huì)出現(xiàn)過(guò)大的情況。

當(dāng)今大部分汽車(chē)都有數(shù)百個(gè)選項(xiàng)供用戶選擇，這意味著汽車(chē)會(huì)有萬(wàn)億甚至更多個(gè)選項(xiàng)組合，并且每個(gè)選項(xiàng)組合都必須有支持所有變型的方法。線束選項(xiàng)組合尤為復(fù)雜，因?yàn)樗鼈円С痔嗟碾姎膺x項(xiàng)。這意味著對(duì)于任何一個(gè)既定的線束，會(huì)需要支持?jǐn)?shù)十億個(gè)可訂購(gòu)的配置。

沒(méi)有人可以對(duì)同一個(gè)線束進(jìn)行數(shù)十億個(gè)配置，因此汽車(chē)上有些不需要的內(nèi)容就被放棄了。例如，將每個(gè)配置的加熱后視鏡線束納入其中，大量減少可能出現(xiàn)的配置數(shù)量，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看可能會(huì)降低成本。

這種工程任務(wù)會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)不同的線束配置，每個(gè)配置都支持一些選項(xiàng)。開(kāi)發(fā)這種復(fù)雜的任務(wù)不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，也很容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。

由于這是一種基于規(guī)則和計(jì)算的高度重復(fù)的任務(wù)，因此最好的方法就是自動(dòng)化。通過(guò)將市場(chǎng)信息與現(xiàn)有的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)（包括哪些選項(xiàng)可以被捐贈(zèng)的一些參數(shù)）相結(jié)合，運(yùn)算法則不僅可以更快地給出解決方案，并且比人類給出的解決方案更好。

自由創(chuàng)新

讓你的工程師自由創(chuàng)新意味著你必須移除干擾，讓他們專注于設(shè)計(jì)，這樣他們才能進(jìn)入戰(zhàn)略沉浸，并充分進(jìn)行創(chuàng)新。這不僅意味著在他們做決定時(shí)，為他們提供即時(shí)、有效的反饋，并且還需盡可能去掉眾多單調(diào)乏味的任務(wù)。在本文的開(kāi)頭，我問(wèn)你怎么做？如果您處在我剛才描述的環(huán)境中，您是否會(huì)嘗試那個(gè)減重的想法？

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