工程学随笔

2021-7-19

冗余思维

先讲一个大家既熟悉而又陌生的故事,因为大家都可能听过这个故事,但具体原因及细节不太熟悉。

竞争谁成为第一个到达南极点的人--挪威的阿蒙森团队和英国的斯科特团队。

英国的斯科特团队财大气粗,钱多,人也多。团队一共17个人,装备精良,配备有摩托雪橇和健壮的纯种西伯利亚矮种马。而挪威的阿蒙森团队,一共只有5个人,唯一的运输工具只有因纽特犬。这两支队伍差不多前后脚出发,按说斯科特团队的赢面更大。但最后的结果是,阿蒙森团队抢先到达了南极点,而且不是领先一点点,而是比斯科特团队早到了一个月。

这不仅仅是一场关于荣誉的竞赛,更是一场关于生命的竞赛。阿蒙森团队到达南极点后,又毫发无损地返回了大本营;而斯科特团队在返回的途中,队员一个接一个倒下,最终一行17人没有一个活着返回营地,包括斯科特自己。

为什么会出现这样截然不同的结果呢?最直接的原因是,斯科特团队在回来的路上遇到了罕见的暴风雪,导致全军覆没。但是,如果去复盘两个团队的准备过程,你会发现,胜负早在出发时就已经定下了。其中最关键的区别,就是两支队伍对“保持冗余”的重视程度完全不同

首先是补给物资方面。阿蒙森团队只有5个人,但他们带了3吨的补给物资上路,包括食物、衣服、取暖用的煤油等等。3吨物资对5个人来说非常充裕,可以保证阿蒙森团队即使遇到意外情况,也可以支撑很长一段时间。而斯科特团队17个人,他们带了多少补给物资呢?才1吨。1吨的物资够吗?如果一切按计划进行、不出任何差错,1吨物资是够的。但是南极探险,你怎么保证一切按计划进行?这可能是斯科特团队犯的最致命的错误。他们后来被困暴风雪中,食物和煤油很快耗尽。

然后是运输工具方面。斯科特团队的摩托雪橇和西伯利亚马看着很豪华,但根本无法适应南极的极寒天气。摩托雪橇的注油系统被完全冻住,无法加油,无法维修,成了废铁。西伯利亚马也无法适应南极高原的极端天气,累得相继倒下,斯科特团队最后只能用人力拉雪橇,行进速度当然就慢了。而阿蒙森团队用因纽特犬来拉雪橇,这种狗的耐寒性和耐力都比西伯利亚马要好。更重要的是,阿蒙森团队的狗非常多,5个人带了将近100只狗!为啥要带这么多狗?狗足够多,它们就可以轮换着拉雪橇,整个狗群的体力不至于消耗过大。而且,一旦团队缺食物,就杀掉狗作为食物来源,这也是食物补给的一部分。事后证明,这样的冗余非常有必要,将近100只狗,返回营地时只剩十多只了。

最后最重要的,阿蒙森在开始南极探险之前,做了一件看似“多余”的事,就是他跑到北极圈,和当地的因纽特人共同生活了一年,向他们学习怎么用皮毛保暖、怎么训练狗拉雪橇,以及在极寒天气下的野外生存技巧。比如,阿蒙森团队学习因纽特人,用狼皮做衣服,即使温度降到零下40摄氏度,还能保持温暖干燥。而斯科特团队的衣服是棉花和羊毛材质的,极寒天气下既不保暖又不发汗,队员身上又冷又潮,冻伤非常严重。这些细节,也导致两支队伍的命运截然不同。

总结一下,在补给物资、运输工具、事前准备这三个维度上,阿蒙森团队都保持了充分的冗余,这可能是他们成功的关键因素。《反脆弱》的作者塔勒布说,保持冗余是大自然的智慧,是对抗不确定性的重要方法。

我们工程中结构设计,也强调冗余思维

结构中冗余度就是指在结构设计中超静定结构中多余的约束。

通常某个部件被损坏,就不会对整个结构造成稳定性变化的影响。所以,在结构设计中设定一个冗余度,保证了整个结构体系的安全和稳定

在《建筑抗震设计规范》中,要求结构宜有多道抗震防线。

一是整体方面,整个抗震结构体系有若干个延性较好的分体系组成,其中框架-筒体体系由延性框架和筒体二个体系组成;

二是细部方面,抗震结构体系具有最大可能数量的内部、外部赘余度。

桥梁结构设计中重点在于传力途径的冗余度和结构构建的冗余度。

例如永久性外部横向连接横隔板上述两种都有体现,保证了桥梁系统在横向传递的能力。在某种特殊情况下,对于冗余度的提高,实心横隔板要比K形连接效果更好。


2021-7-20

从茅台估值反观工程设计行业前途

投资者都觉得茅台这家公司好,但它到底好在哪?有很多人分析了很多因素,比如品牌价值、市场占有率、抗风险能力,等等。但陈凯老师说,这些分析逻辑都太复杂了。

可以用一个简单的判断方法,就是企业的估值跟它产品的销售数量与销售价格成正比,跟它的折旧、摊销、利息成反比。

如果一家公司,产品销量和产品价格都在不断上涨,同时折旧、摊销、利息在不断降低,这就是超级好的生意模式。过去20年,茅台就是这样的。

大家都知道,由于茅台受制于产量影响,销售量一致不用愁,虽然价格有所管制,但也一致随这通货膨胀在增加。它的存货不断不贬值,还一致在增值,贷款很少,还可以放贷,原材料成本较低,人工要求不高,其固定成本也相对较低。所以正比因素在增加,而反比因素变化很小,整体估值在增加。

反观工程设计行业,目前还在使用已经废止的2002年修订本《工程勘察设计收费标准》,且折扣越来越低,也就是价格越来越低,随着全国城镇化的减速,工程项目越来越少,也就是对应的正比因素都在下降。设计行业最大的固定成本是人工成本,由于设计行业对人才要求相对较高,导致固定成本增长较快。也就是反比因素在快速增加,整个行业估值呈现下降趋势。

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