原标题：灯条和警报器设计说明了权衡挑战

　　当设计评审流程之外的人，或者产品评审员和专家类的人问：“为什么他们(设计师和工程师)不添加这样那样的功能，或者做改成这样?” 有时原因很明显，甚至在思考时可能会很痛苦：可能忽略了该特性或功能，或者设计规范中存在判断错误。

　　尽管如此，在许多情况下，设计现实要复杂得多和微妙得多。当您开始在系统级别确定设计范围，然后深入研究实现的细节时，设计和工程工作很快就会主要涉及管理权衡和平衡许多“需求”与包括基本因素在内的一长串因素性能、尺寸、功率、BOM 成本、占地面积、复杂性、风险、进度和可制造性等。在不了解权衡、评估方式以及与每种权衡相关的“成本”的情况下，当最终选择实际上涉及许多人时，很容易说“他们应该这样做而不是他们所做的”相互矛盾的问题。

　　进行这些比较并了解如何评估其影响既是分析性的，也是“直觉”的练习。能够做到这一点是经验丰富的设计师为聚会带来的一项关键技能和艺术，尤其是因为其中许多问题不适合硬分析。当然，您可以经常(但不总是)对特定配置的性能进行建模和分析，但是您如何判断正确的平衡是什么，以及在众多排列中“最佳位置”在哪里?

　　当然，要做到这一点要困难得多，目前一般来说算法无法做到这一点(尽管我们应该“永远不要说永远”，因为人工智能有一天可能会为我们做到这一点!)。在许多情况下，很难量化相互之间可能的权衡和妥协，因为它们及其联系是微妙的，不是恒定的，而是有些流动的。

　　这不是一个新情况。自从第一位“设计师”在创新和改进的道路上迈出一小步以来，它就一直在进行。它也以多种方式出现。最近，我正在阅读一份IEEE 时事通讯，其中“老前辈”保罗格雷厄姆简要回忆了他的第一份工作，他在一家生产警察、消防和救护车紧急警报产品的汽车制造商担任音频工程师。他的项目所面临的挑战似乎很明显：流线型穿过引擎盖的灯条以降低其风阻(图 1)，提高车辆的油耗和性能，并为扬声器/警报器(一个装有喇叭的压缩驱动程序)。

　　图 1灯条和电子警报器在空气动力学流线型与前置音频投影方面的结果相互矛盾。

　　这需要一个圆滑的空气动力学轮廓来满足前一个目标，但需要一个相当开放的、面向前的开口组，以便提供良好的声音分散。简而言之：在满足特定声压级 (SPL) 数的同时尽可能减少湍流。起初，这似乎需要相互矛盾的解决方案。Graham 在他的文章中提醒我们，在 1970 年代后期，我们所谓的“风流”基于计算机的建模不可用，因此他们在不同速度的车辆上测试了不同形状的灯条和格栅图案的模型，使用应变片安装在杆上。成功的结果包括“最佳”配对的专利(图 2)。该专利有一些气流图来说明其分析和功能(参考文献1)。

　　图 2最终的专利显示了如何以良好的性能实现这两个目标。(来源：美国专利 4,334,211)

　　请注意，将灯光和警报器组合在一个外壳中仅在 1930 年代开始。将这两种功能安装在汽车上以前是通过独立的灯(图 3)完成的，而最早的警报器是独立的非电子单元，由穿过它们的空气提供动力——这是现在流行的能量收集的预期体现(参考 2)。

　　图3在集成灯和警笛之前，应急车辆通常使用独立的旋转灯;它们在某些情况下仍在使用。

　　这种设计和工程的权衡和妥协困境并不新鲜。工程师们从“永远”开始就不得不处理它，这是大型项目以及小型组件级别的一个不可避免的问题。毕竟，为什么我们需要来自给定供应商的数十个甚至数百个有点相似的运算放大器?当然，目录中包含所有这些不同的产品线会增加生产成本，但现实情况是，每个运算放大器都有其独特的方式。

　　有些在一个规格中明显优于其他规格，但在其他规格中仅“还可以”(例如，前者的速度非常快，而后者的耗散略高)，而另一些则巧妙地融合了“一切都很好，但没有一个非常好”作为他们声名鹊起。设计者必须评估选择并决定对项目目标、约束和优先级而言什么是有意义的。

　　您曾与什么样的工程权衡和妥协作斗争?您是否难以向您的设计团队解释或为他们辩护?你的管理层呢?与最终客户的关系如何?