Akin 的航天器设计法则
https://www.ece.uvic.ca/~elec399/201409/Akin's Laws of Spacecraft Design.pdf
法则 1
“工程是用数字完成的。没有数字的分析只是观点。”
- 这就是为什么工程学生要花大量时间学数学。
- 工程的成功通常必须是可量化的。
- 我的系统更快 → 快多少？
- 我的系统更便宜 → 便宜多少？
- 我的系统更简单 → 如何衡量简单？
法则 2
“要把航天器设计好需要无限的努力。这就是为什么要让它在部分出错时仍能工作。”
- 不要设计一个要求 100% 可靠性的系统。
- 失败案例：深水地平线、福岛核电站。
- 飞机控制：三重逻辑校验。
法则 3
“设计是一个迭代过程。所需的迭代次数永远比你当前已经做的多一次。”
- 好的设计永远不会真正完成。
法则 4
“你最好的设计努力最终很可能在最终设计中毫无用处。学会接受这种失望。”
- Bhargava 定律：10 个研究想法只有 1 个能进入工业界。
- 商业成功最大的产品往往不是技术最好的。
- 例：Nokia N95 vs 第一代 iPhone。
法则 5（Miller 定律）
“三点决定一条曲线。”
- 你总能在任何数据中找到模式。
- 但要确保模式来自真实现象，而不是测量噪声。
- 学术界尤其容易忽略这一点。
法则 6（Mar 定律）
“如果用对数–对数坐标并用粗记号笔画，一切都是线性的。”
- Bigg 定律：不要爱上你的数学工具，它们不会爱你。
- 不要过度拟合数据。
法则 7
“在任何设计开始时，最想当组长的人往往最不适合当组长。”
- Dilbert 漫画来源于真实工程经历。
- 领导力部分天生，但大部分需要学习。
- 有些管理者不尊重业务本身。
法则 8
“自然界中的最优点几乎总在中间位置。不要相信最优点在极端。”
- 例：最佳功率传输点。
- 例：最佳传感器电阻。
法则 9
“缺少全部信息从来不是不开始分析的理由。”
- 但要知道哪些值需要之后补全。
法则 10
“拿不准就估算，紧急时就猜。但要在真实数据到来后清理烂摊子。”
- 工程师需要高质量思考，而不是快速思考。
法则 11
“有时最快的方式是把所有东西扔掉重新开始。”
- 学会什么时候该重来需要多年经验。
- 很多行业都有应该重做却没重做的案例。
- 例：苏联载人侦察空间站 Almaz。
法则 12
“从来没有唯一正确的解决方案，但总有很多错误的。”
- 保持开放心态。
- 工程不是宗教。
- 技术“叛教”完全可以接受。
- 例：机械自动计算 → 二战主流 → 直到 1960s 才被数字硬件取代。
法则 13
“设计基于需求。没有理由设计得比需求好哪怕一点点。”
- 客户不喜欢为不需要的能力付钱。
- 找到所需可靠性并按此设计。
法则 14（爱迪生定律）
“更好是好的敌人。”
- 引自伏尔泰。
- 你必须知道什么时候系统已经“够好”。
- 完美需要无限资源。
法则 15（Shea 定律）
“改进设计的能力主要在接口处，而接口也是最容易搞砸的地方。”
- 很多人只懂一个系统。
- 很少有人能同时精通两个系统。
- 复杂软硬件系统常在接口处出问题。
法则 16
“之前做类似分析的人并没有通往智慧之源的直通管道。没有理由相信他们比你更对。”
法则 17
“分析出现在出版物中与其正确性毫无关系。”
- 例：1970 年的观点：“1200 波特可能是电话调制解调器的极限。”
- 后来通过编译码调制达到 50 kbps。
法则 18
“过去经验是现实检查的好工具，但过多现实会扼杀本来有价值的设计。”
法则 19
“你比整个领域所有人聪明很多的概率极低。如果你的分析说终端速度超过光速，你可能发明了曲速引擎，但更可能是你算错了。”
法则 20
“坏设计配好展示最终会失败；好设计配坏展示会立刻失败。”
法则 21
“课堂上你听到的一半是废话。教育就是找出哪一半。”
- 教授不是故意浪费你时间。
- 我们只能猜未来你需要哪些技术。
- 例：量子计算。
法则 22
“拿不准就写文档。（文档需求会在项目结束后达到最大值。）”
- 不要隐藏你的无知。
- 记录问题所在，也许别人能解决。
法则 23
“你制定的进度表在你被客户因延期解雇前看起来都像小说。”
法则 24
“之所以叫工作分解结构，是因为如果你不强制结构，剩余工作会增长到让你崩溃。”
法则 25（Bowden 定律）
“测试失败后，总能通过重新分析证明你本来就有负裕度。”
- 失败常因缺乏想象力。
- 工程师可以犯错，但不能隐瞒错误。
法则 26（Montemerlo 定律）
“别做蠢事。”
- 实际上非常难做到。
- 不要忘记基本原则。
- 保持优先级清晰。
法则 27（Varsi 定律）
“进度表只会往一个方向走：延后。”
- 给自己留余量。
- 别忘了别人也可能延迟交付。
法则 28（Ranger 定律）
“天下没有免费的发射。”
法则 29（von Tiesenhausen 项目管理定律）
“要准确估计最终需求，把初始时间估计乘以 π，把成本估计小数点右移一位。”
法则 30（von Tiesenhausen 工程设计定律）
“想最大影响新系统设计，就学会画图。工程师最终会把系统设计成最初的艺术概念图那样。”
法则 31（Mo 演化开发定律）
“你不能通过爬更高的树到达月球。”
- 要理解技术的根本限制。
法则 32（Atkin 演示定律）
“当硬件完美工作时，重要访客永远不会出现。”
法则 33（Patton 计划定律）
“现在猛烈执行的好计划胜过下周的完美计划。”
- 等“完美技术”会让你输给竞争对手。
法则 34（Roosevelt 任务规划定律）
“在你所在之处，用你所拥有的，做你能做的。”
法则 35（圣埃克苏佩里设计定律）
“当没有东西可以删去时，设计才达到完美。”
法则 36
“普通工程师能设计优雅系统；好工程师设计高效系统；伟大工程师设计有效系统。”
- 优雅：普通城市供水系统
- 高效：纽约供水系统
- 有效：美洲原住民灌溉系统（千年仍在运行）
法则 37（Henshaw 定律）
“任务成功的关键之一是建立清晰的责任链。”
法则 38
“能力驱动需求，而不是系统工程教材说的那样。”
- 关键是识别新能力：
- 1950s：晶体管
- 1960s：集成电路
- 1970s：微处理器
- 1980s：家用电脑
- 1990s：互联网
- 2000s：无线/移动计算
法则 39
载人航天计划保持可负担与按期的三大关键：
- 不要开发新火箭
- 不要开发新火箭
- 无论如何不要开发新火箭
- 新产品不一定比旧产品演化版更好。
法则 40
“太空是完全无情的环境。如果你搞砸工程，有人会死（分析大部分正确也没用）。”
- 工程灾难例：
- 福岛、切尔诺贝利
- 德哈维兰彗星客机（为什么飞机窗户是圆角）
- Eastern Airline 401
- Therac-25
- 费曼：“自然不会被愚弄。”