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。”
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。”
法则 9
“缺少全部信息从来不是不开始分析的理由。”
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。”
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。
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。”
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。”
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。”
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
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。”
