这次要介绍的是一种台湾自行开发的工程**化软件,这种软件是CAE (Computer Aided Engineering)软件的一种。要设计一个工业产品,通常都要有一个模拟软件(simulation software),也就是说,我们要测试一下所设计的产品能否使用。比方说,我们设计了一个马达,当然要测试这个马达能不能转,这可以用模拟软件来测验。如果我们设计了一个电子电路,要知道这个电子电路是否符合要求,也可以用模拟软件来测验。
模拟软件都是根据物理现象的,比方说模拟建筑物的柱子在地震时的受力变化,或是汽车行进时的气流状态,或是积体电路芯片的散热状态。
假设工程师不仅希望自己的产品是可以用的,而且要有非常好的性能。比方说,工程师希望能调整叶片的形状使其通过的风量能够最大化,或者是改变材料参数提升散热效率,这时就需要另外一种软件,那就是**化软件(optimization software)。
走向精密工业的国家,所有的产品都希望能够有最好的表现。就以电脑里的散热马达来说,马达叶片的形状如果经过**化以后,可以使散热的效果大幅增加。值得注意的是,**化软件不是一般资讯工程师所能完成的。**化软件的理论基础仍然是物理、数学和工程实务的了解,当然同时需要很会写程式的软件工程师。
我国已经有发展**化软件的能力。在过去,核能电厂是外国人设计的,因此吊具需要非常大的车辆,但是我们也不能轻易地改变吊具的重量。这时就要依赖**化软件,可以达成减低吊具重量又确保安全。如果没有这种**化软件,而贸贸然减轻吊具重量,可能会发生灾难性的结果。
发射人造卫星时,也希望卫星的光学载具可以比较轻,这也需要**化软件的协助。我国的**化软件将这个光学载具减轻9公斤,节省了1800万台币的火箭燃料成本。**化软件也优化了导弹的进气系统和喷嘴的流量。
相信大家知道,一个国家的工业水准几乎可以从这个国家能否设计模拟软件和**化软件来判别。全世界的工程师往往都需要这些软件,但是绝大多数工业用的软件都是先进国家发展出来的。他们之所以有这种能力,乃是因为他们有很多的工程师对物理、化学、数学等等,都有相当深入的了解,也对于工程实务有兴趣。先进国家控制了这些软件,使得很多开发中国家很难与其竞争。
希望政府和学术界重视模拟软件和**化软件的开发,使我们能摆脱对先进国家的依赖。我们也应该知道,我国已经有极少数的软件公司可以提供这种相当高级的软件。我们的大学应该教导工学院学生如何使用国产的**化软件,也要让他们知道**化软件不是容易发展的,没有学问,绝对不可能有这种软件。