新空間維度

經(jīng)過90分鐘的車程，游客抵達圣保羅東部地區(qū)，首先映入眼簾的是寬闊的林蔭大道，與之相連的是圣若澤杜斯坎普斯工業(yè)中心。這里是眾多公司總部的所在地，其中重要的一家是巴西航空工業(yè)公司，它是世界第三大商用飛機制造商。巴西航空工業(yè)公司坐落于工業(yè)中心的中央位置，這使這個擁有12000名員工的公司深感自豪。進入巴西航空工業(yè)公司的“虛擬現(xiàn)實”實驗室，游客戴上特制的眼鏡后可以通過巨大的顯示屏欣賞“虛擬飛機”內(nèi)部及外部的三維景觀。工程師們在此實驗室內(nèi)模擬新部件或組件如何改變尚處于設計階段的飛機的形狀或性能。

法維奧·卡佩拉是巴西航空工業(yè)公司的一名研發(fā)工程師。他說，如果沒有這樣的模擬設備，設計并制造一架現(xiàn)代化飛機幾乎是不可能的。一架飛機由20多萬個獨特部件組裝而成，其中還不包括鉚釘、螺絲釘之類的組裝零件，只包括發(fā)動機（一臺發(fā)動機由15000個零件組成）等大型部件的內(nèi)部零件?？ㄅ謇€解釋說：“我們的模擬系統(tǒng)能用一行計算機代碼表示每個部件，這樣我們就可以通過大量實驗確定每個部件的最佳安裝位置。與通過繪圖進行設計相比，通過模擬設備優(yōu)化設計要方便得多?！痹撥浖€可以預測飛機投入使用后各部件將發(fā)生的變化（如熱量如何在機身各部件或發(fā)動機的渦輪中流動），從而有助于制訂維護計劃。

巴西航空工業(yè)公司的虛擬現(xiàn)實設備是一個將計算機輔助分析應用于制造業(yè)的典型案例。*在制造產(chǎn)品前，設計工程師可以通過計算機輔助分析，將產(chǎn)品圖形或圖片以物質(zhì)世界的三維形式呈現(xiàn)在計算機顯示屏上進行描述。通過安裝能預測產(chǎn)品運行的其他軟件，工程師們還可以進入第四維空間--時間。

2010年，全球制造商投入了大約1.2萬億美元進行新產(chǎn)品開發(fā)，開發(fā)新產(chǎn)品的過程包括使用智能軟件進行數(shù)據(jù)處理。同年，計算機輔助分析軟件的銷售收入約達200億美元，不及開發(fā)總成本的2%。*然而，如果沒有這些軟件，再高額的開發(fā)成本很大程度上也會失去意義。英國計算機科學家查爾斯·朗是20世紀70年代將計算機輔助設計與分析理念引入商業(yè)領域的先鋒人物，他總結道：“以前一直被認為是深奧的技術現(xiàn)已成為主流。這意味著各類制成品，無論是烤箱還是導彈，其制造過程可以更可靠、更高效，開發(fā)時間可以更短，功能可以更強大?！?

*　計算機輔助分析是對制造業(yè)多種軟件技術進行全方位描述。計算機輔助設計是人們熟知的術語，用于描述計算機輔助分析的主要內(nèi)容，是一種對產(chǎn)品進行三維設計的方法。

*　產(chǎn)品開發(fā)與計算機輔助分析軟件的資金投入是筆者的估算。2012年1月27日對美國計算機輔助設計軟件生產(chǎn)商歐特克公司首席執(zhí)行官進行的電話采訪對筆者的估算有很大幫助。