目前分類:工程、設計與人性 (13)

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前內政部長李鴻源的這篇文章,可以參考。從防災型都更的概念,到政治執行的難處,點出了一點努力的方向。

 

「防颱準備有一個禮拜時間,但地震只有三十秒,希望大家痛定思痛,政府不要只說檢討,卻被動等待每年意料之外的災害。南台大震當然是天災,但也是某種程度的人禍,因為從頭到尾沒有人面對問題。」

 

「台南的災民,不是人救出來了就沒事,救災作業也包括心裡輔導,災民短時間無法工作、房貸誰來付這些問題都需要配套。」

 

 僵住的台灣 李鴻源:我們沒有「防災的頭腦」

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台中捷運的工程意外事故,令人痛心…..

 

曲型的鋼箱梁,不裝支撐架支撐;該鎖的螺絲幾乎都沒鎖;吊掛力不足,導致鋼索斷裂;該淨空車道沒淨空…….追根究柢,時程、成本的壓力,讓工程專案的最底層人員因而喪命!

 

台灣的專案管理,是做假的?台灣的企業經營,也是做假的?

 

說起來我們台灣人真的是膽大包天,同一個膽,讓三十年來勇敢的台灣商人走遍天下用外貿創造了台灣奇蹟;現在的膽,讓許多企業鋌而走險,做做黑心食品試試,改改有效期間試試…..省一下,凹一下,凹員工多加點班。很感慨台灣的東西都是凹出來的?真的不能在正常標準下獲得一定的利潤嗎?非得如此做假?

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  話說人類歷史上,總是在失敗當中求進步。雖然諷刺的是,上次的重大失敗不過是去年七, 八月的事----澎湖空難、高雄氣爆。

 

雖然如此,工程師、設計師、管理者(風險管理者)都要謹記教訓,不能因為行業不同(不是飛航業)而掉以輕心。

 

工程設計者往往連覺都睡不好,會在半夜驚醒,懷疑自己的設計是否已預想到所有會導致結構失效的因素。這是一種負責的態度,因為工程、建築、機械結構等等,就是在「與天為敵」,他們會領會成功的喜悅,但也應該暗暗計算著結構年限,並希望在結構年限到來之前能夠平安除役。

 

管理者(風險管理者)則應該負責在現有的工程結構之上,綜合外界物理環境、使用狀況、維修保養狀況,做出最適當的安全措施。

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QB1115  

2014 科管智財百大 TOP10

類別 書目 作者 出版社
創新管理 專注的力量:不再分心的自我鍛鍊,讓你掌握APP世代的卓越關鍵
Focus: The Hidden Driver of Excellence
丹尼爾.高曼(Daniel Goleman) 時報文化
事業經營 什麼都能賣!貝佐斯如何締造亞馬遜傳奇
The Everything Store: Jeff Bezos and the Age of Amazon
布萊德.史東(Brad Stone)

天下遠見

科技創意 把「吃什麼」的權力要回來:掰掰孟山都,世界公民的糧食覺醒運動
Fighting for the Future of Food: Activists versus Agribusiness in the Struggle over Biotechnology
瑞秋.舒曼, 威廉.孟若(Rachel Schurman, William A. Munro) 城邦臉譜
創新管理 正義,不沉默:如何為對的事情站出來,既不違背良心也不怕砸掉飯碗
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台南發生疏洪道護岸崩塌的工程事故, 當局說, 疏洪道工程是25年防洪標準.....這個不管怎麼說, 都是工程設計不當.

當局說這是25年防洪標準, 表示疏洪道的產品壽命是25年, 至少25年內它可以發揮應有的功能. 結果19天就破功了.

以下引用《工程、設計與人性》(To Engineer Is Human) 第九章"安全係數"的觀念.

安全係數(factor of safety)又稱為factor of ignorance,而之所以有這個稱呼,是因為其作用在於提供誤差邊際,讓許多由莫非定律推論出的結果相加成之後,仍然不影響工程規劃的成功率。安全係數就是要讓以最差鋼鐵打造的橋梁,即便遭受暴風雨侵襲,仍然經得起最笨重的卡車疾馳過最大的坑洞,一路顛簸地行經橋面而不會失效。當然,關於要用什麼數字來表達這些「最差情況」,還是得經過判斷,但設計師的目標是要使結構體堅固,而非脆弱。由於強度過大可能缺乏吸引力、不經濟,也沒有必要,因此工程師必須藉由考量建築、財務、政策,還有結構等因素,來決定多堅固才算夠堅固。

  安全係數的計算方法是:以導致失效所需的負載量,除以結構預期會承受的最大負載量。

也就是說, 分母是該工程預期會承受到的最大負載量, 諸如遭受風力, 水力等等衝擊, 該工程結構可能會經驗到的最大負載量. 而分子是你所設計的工程結構要失效, 所需承受的負載量.

因此, 這個疏洪道工程會崩塌, 顯然安全係數的設定上有問題. 看來這個安全係數根本不到1.

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這是上週的新聞了, 這篇把箱涵和管線的可能連接方式說得蠻清楚的, 圖也很好. 記錄下來, 謝謝蘋果. 

http://www.appledaily.com.tw/appledaily/article/headline/20140808/36009366/

要命箱涵 揪是高市府蓋的

當年驗收通過 連日都稱不知情

2014年08月08日
 
抽水救急
昨天大雨讓高市凱旋路氣爆現場儼然成為「凱旋河」,無法開挖勘驗管線,只能趕緊安排抽水。林聰勝攝

【綜合報導】雄檢偵辦氣爆案,因第一氣爆點潮濕箱涵,暗藏榮化鏽蝕洩氣的4吋丙烯管,有違設管原則,但高市府卻遲遲弄不清楚施工單位,檢方火大下令「絕對要找出來」,官員昨交出23年前設計原圖,證實是水利局前身下水道工程處設計,但原圖卻顯示管線未在箱涵內,檢方將開挖箱涵覆土比對管路接點,釐清先有管還是先有箱涵,徹查責任歸屬,最快今傳喚水利官員、施工業者。



專案小組與環保局人員經連串測試,昨早確定第一氣爆點的凱旋、二聖路口下方箱涵,榮化的4吋管線破洞,就是唯一漏氣點,專案小組認為,石化管若埋在路基下泥土,就算破裂漏氣,也不至於太嚴重,但卻附掛於下水道箱涵,導致洩漏的丙烯隨下水道瀰漫,引發這起大災難。但連日來高市府、中油都表示不知道該處有此「幽靈箱涵」,管線圖上也未顯示。


 
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  高雄氣爆事件,以及飛機空難,這類工程事故或許可以歸結到一些最常見的工程問題, 也就是失效(failure),以及疲勞(fatigue)。

 

原本,工程設計的首要目標,就是避免「失效」: 希望結構體可以依預期而運作,直到結構壽命終了為止。然而,如果管線因為金屬疲勞等原因,而產生裂縫,裂縫不斷擴大,到結構難以支撐,最嚴重的會造成斷裂,這就是工程的失敗或失效,也是工程設計上竭力要避免的情況。

 

高雄氣爆,應是和管線洩漏有關,而裂縫(crack)的產生,通常是工程意外的開始。

 

還有,環境也是決定結構安全的重要因素。你無法建一座和以往成功經驗一模一樣的橋,在同一個地方,因為即使地點不變,時間、土質、天候都會不同。因此即使是最保守的設計師,完全師法過去安全的設計,也難以完全避免意外發生。這說明了為什麼工程意外的機率要降到0是如此困難的原因。

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        澎湖723空難已發生了幾天,想著一句老話「事情總會出錯」、「凡是人必會出錯」、To err is human。或許我真的是烏鴉嘴,但是在一年後、兩年後,除了傷亡者的家屬之外,這類事件會淡出所有人的記憶。或許只剩下工程師們(或加上航空公司的人)會記得,也希望他們真的能記取教訓,無論天候如何,因為天氣、材質、結構本來就是工程師、設計師要考慮的環節,無從逃避。

 

這就是《工程、設計與人性:為什麼成功的設計,都是從失敗開始?》一書的主題,工程總是在製造一些以前不曾存在的東西,無論是一架飛機、一座橋、一棟建築。謹慎的設計師可以只模仿之前成功的設計,但是挑戰自我、挑戰限制的天性,會促使人們努力設計出更創新的東西……這是走在鋼索上的考驗,在風險與創新之間的掙扎。

 

下面引一段內文,摘自這本書的第16章:

 

推陳出新是工程師永遠要面對的挑戰,因此他們總是會為他們超越一切運算的大膽構想而焦慮不已,並迫使他們總是要思考未來,以避免昔日的失敗。早在電腦出現前,錯誤便已入侵工程計算中,而絞盡腦汁,想知道自己是否想到了每個可能的失效模式,則令許多工程師輾轉難眠。曾任美國總統的赫伯特.胡佛(Herbert Hoover),在追憶進入政界之前仍擔任採礦工程師的回憶錄中,便明顯表露出在感受到工程魅力的同時,也承受到它所帶來的焦慮:

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2

失敗為成功之母

 

由於我們骨骼裏都有結構與機械構造,因此我們每個人都可以稱得上是工程師。我們學會以身體抗拒自然力,猶如學會走路般篤定。我們靠著腦中的電腦,來推算手臂和腿的動線,而我們接住棒球和橄欖球的可靠性,要比最先進的飛彈攔截系統還要好。或許我們會懷疑,人類進化究竟是不是空前的工程偉業。儘管很多人也許忘了,自己曾經對工程原理與實務有多麼了解,但童年時的兒歌及童話,卻保存了我們知之甚多的證據。

  我們生在一個充滿信任與風險的世界,從呱呱墜地的那一刻起,就已習慣了這世界可能會有致命性的結構失效發生。接生的醫生和抱著我們在產房裏四處走的護士,便猶如勤快的人體起重機與堆高機,將無數小嬰兒從接生,到頭下腳上地提起、抱給產婦看、清洗、按腳印、戴手環、頭上腳下地抱好、秀給父親看,再抱回育嬰室。當醫護人員這麼移動,並重新安置我家的寶貝時,我真是看得心都要跳出來了。想必在某個時間、某個地點,總會有個小寶寶被失手摔落;想必會有位醫生笨手笨腳,或是某個護士一時失神。可是當我們身為嬰兒,還有為人父母時,卻不能、不會,也不該老想著那些幾乎不可能發生並且駭人聽聞的情節,否則可能會讓人在產房裏動彈不得。我們不妨平靜地透過一些童謠,來想像一下這些事情:

 

  寶寶搖搖,  Rock-a-bye baby

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        COVER FA-2  

8頁附圖-2

 8頁附圖-3

 8頁附圖-4                

 8頁附圖-6   

 

 

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身為人

 

1981年,堪薩斯城(Kansas City)的凱悅飯店(Hyatt Regency Hotel)天橋坍塌事件發生之後不久,有位鄰居問我,怎麼可能發生這種事?他很訝異,工程師對於如何建造天橋這麼簡單的建築,難道了解得還不夠多嗎?此外,他還列舉了塔科馬海峽吊橋(Tacoma Narrows Bridge)坍塌、美國航空公司(American AirlinesDC-10客機在芝加哥墜毀,以及其他人們耳熟能詳的失敗例子,同時還加上他聽說的,假如核電廠發生意外事故,想必會比三哩島(Three Mile Island)輻射外洩還嚴重──彷彿是要說,工程師對於他們所創造出來的世界似乎無法掌控,這是再明顯不過的事。

  雖然我告訴這位鄰居,要預測工程結構的強度與性能,並不是乍看之下那麼簡單、明確,但我覺得,以我抽象的歸納與含糊的道歉,根本無法說服對方。當他回頭繼續整理菜園,而我走回家時,心裏暗自承認,由於我並未跟他說明工程究竟是什麼,因此根本沒有解答對方的疑問。既然我沒能做到這點,就不能奢望對方理解,工程產物可能會出什麼差錯。自從凱悅飯店事故發生以來,我一直在揣摩,下一次面對愛追根究柢的外行人時,要如何解釋種種令人難堪的技術問題,同時我也不斷在深奧的專業領域,以及日常事物中尋找實例。不過,我從中了解到,無論這些例子有多生動,都比不上利用成堆的桁梁造一座橋,能夠說明一切。

  工程(設計)所著眼的,主要是工程師親手創造的世界,而不是已知的世界。但由於人類社會的結構涉及瞬息萬變的演化,因此那個世界並不像歷經無數代蜜蜂卻始終如一的蜂巢設計那般一成不變。儘管有人會說,人們就是喜歡改變啊,光是這個理由就夠了。但事情並不那麼單純,原因在於,人的品味、資源,還有野心都會變。人類喜歡建築像藝術一般時髦,當我們富裕時喜歡奢侈,當時機不太好時,就會節省一點。此外,我們喜歡更大、更高、更長的東西,而蜜蜂既不會,也不能這樣。這一切額外的設計考量,都使得工程師的工作比昆蟲來得更刺激,當然也比較不那麼死板。可是這種經常的變化,也為工程結構設計與分析帶來比樸拙大自然結構更多的面向,而瞬息萬變所意味的,則是更可能出現種種差錯。

  工程是一種人為的產物,因此很容易出錯。有些工程錯誤只是很惱人,例如,當一棟混凝土新建築蓋好時,卻出現有損其完美的裂痕;有些則是不可原諒的人為錯誤,例如,當一座橋梁坍塌,使得完全相信它是安全的人因而喪命。每個年代都有技術上的困擾與結構災難,你也許會以為,如今工程師大概已經從錯誤中學到了教訓,並知道要如何避免錯誤。但是,就人命、不幸與焦慮而言,近年來我們目睹了一些代價最慘重的結構事故,以致令人對於科技進步感到十分困惑,有些人會質疑:「這樣能算是進步嗎?」

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  前言

 

雖然我們身處高科技時代,但是工程的本質,還有工程師究竟在做什麼,卻並非一般人都具備的常識。即使是大橋、巨型噴射機,或是超級電腦所賴以建造的最基本原理,對許多人來說都還是很陌生的東西。而之所以如此,部分原因在於工程做為一種人類努力的結果與經驗,還未能融入文化與思想的傳統中。此外,儘管教育工作者目前想盡辦法,要在傳統的學校課程中介紹科技的主題,好讓學生能有更好的準備,以迎接在日益科技化世界中的生活,但是要怎麼做,才最能培育科技素養,至今仍沒有共識。

  而我不僅認為,也在這裏主張,其實設計的概念不但存在我們骨子裡,也是人類天性與經驗的一部分。而且,我認為,即使沒有受過工程或科技的訓練,也能對於工程師和工程有所了解與欣賞。因此我希望,缺乏科技背景的讀者能夠來讀一讀我所寫的介紹科技的書。沒錯,這本書正是我對於「設計是什麼?」,還有「工程師究竟在做什麼?」這兩個問題的回答。

  而設計(design),也就是創造出以前沒有的東西(從無到有),正是工程(engineering)的核心,而且在整本書中都可以看到,我把設計和工程視為同義詞。本書中最顯著的例子,便是與機械和土木工程師息息相關的結構設計,因為我就是從這些領域汲取經驗的;不過,其中的基本原理,也同樣適用於其他工程學科。

  我認為,失敗或失效(failure)的概念是了解工程的關鍵(本書所談的主要是機械與結構失效),因為工程設計的首要目標,就是避免失敗。因此,那些真正發生的大災難,終究都是設計的失敗,但是從那些災難中可以學到的教訓,要比世上一切成功的機械與結構,還更能提升工程知識。的確,在一段長時間的成功後,就會有降低安全係數的壓力,因此不可避免地導致失敗。而失敗所帶來的,則是更高的安全度,以及新一輪的成功。要了解什麼是設計,還有工程師究竟在做什麼,就要了解失敗可能如何發生,以及它們如何比成功更能促進技術的提升。

  而本書中可能出現的任何錯誤,無疑都是我自己造成的,但我必須感謝那些給予我啟發和幫助的人與著作。杜克大學(Duke University)的氣氛向來有如育才搖籃,而我則盡情享受它所提供的機會,在工程學院(School of Engineering)以及三一文理學院(Trinity College of Arts and Sciences)雙方同仁攜手合作下,我投入「科學、技術與人類價值計畫」(Program in Science, Technology, and Human Values),從事工程學研究與跨學科計畫。而這些廣泛的互動,使我視野大開。

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            3D FRONT  

工程、設計與人性:為什麼成功的設計,都是從失敗開始?

To Engineer Is Human: The Role of Failure in Successful Design

 

亨利.波卓斯基(Henry Petroski◎著

楊幼蘭◎譯

2014年6月25日出版

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