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2015年第22屆聲音與振動國際研討會(ICSV22)活動報導

2015年第22屆聲音與振動國際研討會(ICSV22)

The 22nd International Congress on Sound and Vibration 

(104.07.29聯盟王栢村主席編撰)

一、 參加會議經過 
   第22屆聲音與振動國際研討會(The 22nd International Congress on Sound and Vibration, ICSV22) 於2015年7月12日至7月16日在義大利佛羅倫斯(Florence, Italy)舉行,ICSV由隸屬於國際理論與應用力學聯盟之國際聲學與振動學會(International Institute of Acoustics and Vibration, IIAV)主辦,迄今已經辦理第22屆,為振動噪音領域相當重要的會議。本次會議由義大利聲學學會(Acoustical Society of Italy, AIA)主辦,結合義大利國家研究委員會(National Research Council of Italy),以及佛羅倫斯大學(University of Florence)協辦。 

  本年度共有925篇論文正式發表,分別有17場次同步進行,共有1200餘人正式註冊,台灣這次研討會除了本人發表樂器聲學論文外,也陸續碰到多位來自台灣的學者,包括:明志科技大學、中央大學、中興大學、清華大學、台北科技大學、中央研究院等單位的教授學者。 

  ICSV22研討會開幕式在2015年7月13日上午9點舉行,由大會主席Eleonora Carletti以及Sergio Luzzi教授共同主持,除了致歡迎詞外,也報告此次研討會籌備情形,有分為peer-reviewed referee paper (R)以及沒有審查的一般論文,本人的論文係經過論文審查的(R)論文。 

  大會開幕式也不免俗,邀請多位人士致詞,首先由大會主席Eleonora Carletti宣讀義大利國會議員Senator, Rosa Maria Di Giorgi的書面致詞,其中提到:研究是驅動國家與國際發展的重要因素,這應該是每個國家都有的共同認知。 

  依序邀請當地佛羅倫斯市的代表、IIAV榮譽主席Malcolm Crocker教授、學會理事長Len Gelman、義大利聲學學會理事長Luigi Maffei、歐洲聲學學會(European Acoustics Association, EAA)代表Antonio Perez-Lopez、Joachim Scheuren, President of the International Institute of Noise Control Engineering (I-INCE),相繼致詞。其中,IIAV榮譽主席Malcolm Crocker教授還對ICSV以及IIAV這二十多年來的發展做一個回顧,並展示歷次的老照片,個人也很榮幸參與接近一半的一年一度研討會,同時也是IIAV學會的正式會員。 

 大會也精心安排六個場次的專題演講(Keynote Speech),分別如下: 
  1. Acoustics of Italian Opera Houses: A Cultural Heritage, by Roberto Pompoli 
  2. Room Acoustics Effects on Speech Comprehension of English-as-Second- Language Talkers and Listeners versus Native-English-Speaking Talkers and Listeners, by Lily Wang 
  3. Recent Developments of BEM and FEM and Their Application to Real Life Acoustic Problems, by Otto von Estorff 
  4. Porous Material Characterization via Acoustical Methods, Kirill Horoshenkov 
  5. Modeling and Monitoring the Effects of Environmental Sound in Private and Public Space, by Dick Botteldooren 
  6. Experiencing Noise-Reducing Pavements (On the Interaction of Acoustics, Road Construction, Psychology, Legislation and Policy), by Wim van Keulen 
  7. Sound Focusing and its Practical Applications, by Semyiung Wang 
  本年度研討會,依照往例也是有廠商展示,特別的是還安排有一些廠商的Workshop,相當於是給予廠商在現場和與會者互動的研討機會,可能是有不同等級的付費,除了展示攤位能和參加會議人員互動外,又多了一個實際的交流方式。 

二、 與會心得 
  ICSV研討會可以說是振動噪音領域最重要的學術研討會之一,本年度參加ICSV的與會人士打破以往的紀錄,一般都是6~700篇論文,今年一舉超過1250的摘要投稿,最後定稿達到900多篇論文,算是歷屆以來最多的一屆。 

在此次會議有許多新的體驗分述如下: 

1. 報到作業:
  這次研討會據悉有超過900多篇論文發表,共有1,100多人預先註冊,到達會場,根據個人的姓氏,不到一分鐘,就很快速即刻完成了報到作業,一開始對行政團隊服務效率,就有好感。 

2. 繳費收據證明:
  雖然大會已經在網頁上,有了很貼心的服務,電子收據(electronic invoice)都已經自動建置在每個人的專屬帳號,但是在國內的會計制度,非得要有如主辦單位的正式蓋章或簽名的正本,才能辦理經費核銷,雖然這是個人的額外需求,不過,主辦單位很貼心在告知需求後,找到個人資料,大約5分鐘內,就取得了彩色列印收據及承辦人員的簽章。過程中,看到主辦單位建置的資訊系統,似乎都已經考慮這樣的狀況需求。其實,ICSV在網頁上的資訊服務,做得相當貼心,包括接受發表論文信件、邀請出席會議的簽證信函、繳費收據等,都是個人化的客制化服務,這些看似簡單的作業,不僅可以大大減少行政人員的負擔,也對所有與會人員有很大的方便性。不過另一方面的思考,我國的會計制度凡有文件都要正本,真的有需要這樣僵化的、不便民的措施嗎?唯一理由,大概就是人性本惡的立法精神,殊不知國外都以信任原則為出發點。 

3. 會議資料袋:
  雖然來會議前,已經有了議程安排,為了再次確認個人論文發表報告的場次,因此,拿到資料袋後立即檢視。除了論文摘要集,其中包括了議程、場地、時間等,可以說是很有人性化的考量,是從使用者的角度,在規劃大會手冊的內容。資料袋也貼心準備了佛羅倫斯當地的地圖、義大利人文介紹、當地藝文活動等各項資訊,都是由【使用者角度】所準備的資訊,雖然是一份會議資料袋,就可以看出主辦單位的精心規劃與安排,當然也有置入性行銷義大利風情。

4. 大會開幕儀式:
  本屆大會的場地與一般的演藝場地相似,個人覺得特別的是,舞台上有一個超大螢幕的即時影像,另外有一個小螢幕同步介紹目前進行的活動內容,如致詞人的單位姓名等,雖然流程上,有一點點隨興,不過在硬體設備以及軟體適當規劃的配合下,整個開幕儀式讓人耳目一新。 

5. 頒發榮譽會士:
  近年IIAV學會開始每年頒發一位榮譽會士,今年度頒給義大利學者Roberto Pompoli,隨後並由Roberto Pompoli來一場專題演講:Acoustics of Italian Opera Houses: A Cultural Heritage。這場演講除了在建築聲學的學術面向發展介紹,個人看到的是義大利重視其歌劇院建築,不僅由人文角度保存歌劇院的歷史傳承,更藉由科學工程技術的研究發揚出建築聲學的科技發展。 

6. 論文發表的時間控制方式:
  本屆會議的所有發表論文,大會都一律採用power point格式,並且必須在論文發表前進行上載檔案,都有專人的服務與協助。在各場次的發表論文時,該場次時間到了以後,就會出現該場次的所講員及講題與論文編號等資訊[如照片(13)]。檔案會自動開啟撥放,再由報告人自行控制換頁,螢幕上隨時有剩餘時間的提醒,報告結束前,兩分鐘也會自動發出聲響,Q&A時間一到就自動結束撥放,並切換到場次表,同時撥放更換場次的音樂,約莫2分鐘給與會者可以換場次聽演講。這樣的設計安排,確實可以實實在在地掌握各場次、各個論文發表的時間嚴密控制,讓與會者能透過機制性的做法達到互相尊重的效果。 

7. 音樂表演:
  每一屆辦理ICSV研討會的國家及其主辦單位都會費盡心思安排表演活動,今年義大利就以音樂表演為主軸,著實顯示出了義大利這個國家的特色,音樂會的演出可以說是本次大會的主要特色之一。在開幕儀式之後,就安排一場高水準的五重唱[如照片(12)],主題就是,Birth of Opera;在第一天的歡迎晚會,也有小樂團表演;在第三天的晚宴,更安排了三名男高音的演唱會,都是經典的耳熟能詳的義大利樂曲。

8. 專題演講者及主題特色:
  keynote 演講的安排,也可看出主辦單位的精心設計,每天的上下午場次,在一般口頭論文發表前,都至少一場專題演講。 

9. 樂器聲學領域:
  本報告人近年研究的重點之一,在打擊樂器的設計分析與新型打擊樂器的發展,所以特別注意樂器聲學的發展。今年度樂器相關論文有多篇,印象深刻的是一篇以葡萄牙典型的十二弦吉他振動與聲音探討,最令人驚豔,從完整的弦線非線性振動理論推衍並發展出3D動畫模擬,包括時間域分析與頻率域探討,從吉他弦、結構邊界、到音箱結構、到周邊的音場分析,所有結構的振動、聲振耦合、聲場分析都考慮到了,這也我們振動噪音實驗室的發展目標,目前已經充分掌握了各類型打擊樂器的結構振動特性以及對應的發聲機制;在分析與實驗方法上都能充分掌握,並且發展落實了結構最佳化設計方法於打擊樂器的應用;針對簡諧倍頻音的打擊樂器發展更是已有4種此類型的新穎打擊樂器,並也有獲得專利或申請專利中;目前發展中的技術,包括:結構空氣的聲振耦合分析技術,結合心理聲學領域的樂器聲音品質探討;最後,希望能夠發展出具有價值的產品化、能有市場導向的商品化打擊樂器組。 

三、 發表論文全文或摘要 

Preliminary Study of Hollow Pipe with an Undercut as Percussion Instrument 

英文摘要: 
  This work investigates the possibility of using steel hollow pipe with an undercut to make a new type of percussion instrument. From traditional bamboo percussion instruments found in Taiwan or elsewhere, the bamboo geometry is a hollow tube structure generally with the undercut. This work formulates a basic geometry model with specific dimension variables for the hollow pipe with an undercut in the middle. A stainless steel pipe is first chosen to identify its materials properties and used to manufacture the special pipe percussion instrument. A trial study on determining the dimension of the pipe and its undercut is performed to obtain the initial pipe geometry design, in particular for Note A5 with the pitch frequency 880 Hz. Both theoretical modal analysis (TMA) and experimental modal analysis (EMA) are conducted on the pipe, respectively. The obtained structural modal parameters reveal very good agreement between experiments and analysis. The percussion sound of the pipe with the undercut is also studied by spectral analysis. Results show the fundamental frequency of the pipe matches the pitch frequency of Note A5 very well. There are several overtone frequencies over the fundamental frequency having integer ratios. This is known as harmonic sound characteristic that makes the percussion sound of the pipe in harmony and pleasant-ness. The optimum design for different pitch frequencies of musical notes can be developed accordingly base on the geometry model and under investigation to design a new type of percussion instrument for the hollow pipe with undercut. 

具底切中空圓管打擊樂器的先期研究 

中文摘要: 
  本文探討鋼製的具有底切的中空圓管,使成為一個新類型的打擊樂器的可能性。在台灣或可能在其他地方有發現傳統的竹敲擊樂器,竹幾何形狀一般是中空的管結構的挖空底切構造。本文發展一個中空圓管具有底切的幾何模型架構,首先選擇一不銹鋼管進行測試求得其材料機械性質,以能進一步據以製作管型打擊樂器。一個案例探討,特別是針對音階A5的基音頻率為880Hz,求得具底切中空圓管的具體幾何尺寸,使具有此基音頻率特性,分別由理論模態分析(TMA)以及實驗模態分析(EMA),可求得此結構的模態參數可發現分析與實驗數據有良好的對應。此具底切的中空圓管的打擊聲音也進行分析其結構的第一個模態自然頻率與A5音階的基礎頻率相吻合,而且結構糕模態的自然頻率,也具有倍頻音的泛音特性,此稱為簡諧倍頻音,可以使得打擊樂器有較和諧及愉悅的聲音感受。不同音階的最佳化設計,則可根據本文發展的方法,據以完成其設計達成一組打擊樂器的設計與製作。 

  論文發表中,由於呈現了完成設計分析的成品製作,以及對應振動模態振型動畫,可以充分了解此具底切的中空圓管之設計理念與方法,引發多位在場學者的提問討論。 
  有一學者問到,如何執行最佳化分析?事實上,我們實驗室採用ANSYS軟體內定的最佳化模組,先使用RANDOM選項,取得較佳的設計變數初始值,再以SUBP選項進行最佳化分析。 
  另外,也有人建議在模態振型的分析與實驗結果比較,可以加入MAC,比觀看振型更有效率?確實,如能引用Modal Assurance Criterion (MAC)於振型的比較,是比較好的方式,在此主要是因為圓柱形結構,需要做特殊後處理,而沒有進行。也有問到進行EMA時,如何設定實驗的量測點規劃?基本理念就是在圓周方向以及管的軸向均需要有適當的點數。 
  本文所設計製作的具底切中空圓管打擊樂器,確實有相當潛力可以發展成為商品化的打擊樂器,未來還需要克服加工誤差及形狀精度控制。 

四、 建議 
  雖然已經連續參加多年的ICSV會議,也認識許多IIAV學會成員,當然也是因為個人已經是IIAV會員。在國際研討會上,猶如在國際競爭,看得還是實力!每次參加國際會議最大的感概,就是大團隊與小團隊之別,以本人帶領的振動噪音實驗室來說,雖然多數人知道有一定的研究能量,但是,都會很訝異,我們沒有博士班,只是靠著碩士生與大學部專題生,是由老師帶領大家進行研究。 

  再者,每個國家都有熟知著名的大學,以鄰近的韓國如KAIST就是快速竄起來的新興知名大學,與韓國學者聊下來,感受的就是政府的魄力,At the right time, put the right money on the right place with the right strategy。 

  本次會議來自台灣的論文篇數,大約十來篇,都是個別而來,顯然都是單打獨鬥型,在以國家團隊上來說,就常有小巫見大巫的現象,如何將國內已有的振動噪音基礎在擴大化,也是個人常思考的問題。基於種種現象,個人提出一些看法與對應策略及作法: 

1. 人才面向:
  以台灣學術界、法人研究單位從事與振動噪音相關的人員相當多,在產業應用、技術面向卻是有相當多的領域,雖然有關振動與噪音的基礎科學相近,不過在應用面上,卻有截然上的差異。 

2. 政府各部會: 

(1) 環保署:
  掌管環保議題,由環保署管轄的環境噪音已有對應的噪音管制法及管制標準的立法,現階段國內尚未有振動管制法及管制標準的立法,不過,在環境議題中的噪音,雖然有立法也受到相當程度的重視,但是在環工領域中,噪音技術是個弱勢的領域,連帶著噪音振動人才的培育,尚有很大的改善空間。另外,也可以擴大如土木、機械人才的加入。 

(2) 勞動部:
  主要議題在維護勞工的健康安全與衛生,也有相關的勞工衛生設施規則等立法,但是在企業主還沒有落實的理念狀況下,推動的工作,還是冰山一角而已,除了可加強國人在振動噪音的科普知識外,也需要強化相關法制的落實。各個工程科系學生對有關勞工振動噪音相關的衛生議題教育,有必要由根做起。另外,職訓局以及職訓中心也需要與時俱進,有必要將振動噪音議題,加入職業訓練證照的發展。 

(3) 營建署:
  比較著重在建築法規,與振動噪音相關的是隔音隔震的建築結構,相關的大學科系包括建築與土木,但是有關振動噪音的基礎教育,卻也是冷門的一環。 

(4) 經濟部:
  個人認為與振動噪音相關至少與工業局、標準局相關,如果再以台灣外貿為導向的產品特性,又與國貿局相關。以個人熟悉的機械產品產業,簡單說哪一種機器、機構沒有振動,從天上飛的、地上走的、海上、海下等,到每個人身上都有的手機等3C產品、家庭中的家電用品,無一都和振動與聲音相關。學校的機械及電機等相關科系,在振動噪音鮮少為必修課程,更少有進階的工程實務教學。 

(5) 科技部:
  為國家基礎研究與應用技術發展的搖籃,就如同本次大會由義大利國會議員提到:研究是驅動國家與國際發展的重要因素。台灣在科技發展的規劃,其實落於所謂產業的泥沼,多以產業聚落、產業需求為發展,實際上,如ICT技術是所有產業都需要的重點技術,物流、大數據、甚至工業4.0等概念,不只是對特定產業,而是適用在所有的產業,其中,振動噪音的分析與實驗技術,則是科技產品發展的基礎之一。 

(6) 教育部:
  當然是掌管教育的最高指導單位,教育經費的偏重高教體系而輕技職,另一個效應則是重學術輕產學,其實學術發展與產學合作是可以併行與相輔相成,以振動噪音為例,絕對需要理論的學術基礎為後盾,才能開拓符合產業需求的產學合作。 

(7) 跨部會的合作:
  這是個長久以來,個人觀察到沒有確實做得很好的議題,很可能是策略面的規畫不足,常常著重在工作事務面向,另一方面,KPI的迷失,恐怕也是各部會合作中,只為了看KPI,而忘了合作初衷吧! 

3. 振動噪音技術生根,必須由教育著手:
  振動噪音的需求性幾乎是各個產業都會用到,但是由於科普教育的不足,社會大眾普遍不了解振動噪音,一般工業界的工程師、甚至技術主管在大學以及各級教育都鮮少有正規與系統化的教育薰陶,大部分來自在職訓練,如何深根振動噪音的科普教育、社會教育、專業基礎教育、工程實務教育,確實有必要由各個層級,如前述各政府部會的角度整合推動之。 

4. 由基礎技術發展自主的儀器設備:
  台灣的頂尖大學其實似乎在競爭購買頂尖設備,所做的研究也是由頂尖設備之成果,在此並不在置啄這樣的作法,但是需要省思的是,台灣的設備自主能力呢?我們能有製造頂尖設備的能力嗎?這次會議碰到了來自中國的一家儀器廠商,自創品牌在推展振動噪音量測儀器,反觀我國呢?在此面向的發展成果堪憂,不僅僅在振動噪音領域,這恐怕是整體制度面、策略面上需要深思的議題。 

5. 臺灣樂器產業之發展省思:
  由此次IIAV榮譽會士Roberto Pompoli有關義大利歌劇院的專題演講,引發了對台灣本土化音場環境的思考,例如:廟宇、夜市。又由葡萄牙12弦吉他的研究,也引發對台灣本土化之樂器調查研究,與台灣文化應能結合創造其文化面之價值。屏科大著重在打擊樂器發展,應可再將已有專利與技術,進行下一階段產業化/商品化的推動。台灣樂器產業可以有再深入的產業調查,以能盤整樂器產業產值,人力技術發展需求。從歐盟等國家的樂器研究發展,可以感受到的是,文化、產業、藝術、美學等人類生活福祉的理念,以能支持研究經費才能帶動各種樂器的研發,此點值得台灣的借鏡與省思。 

  本人自2014年2月起執行科技部小聯盟計畫,推動【振動噪音產學技術聯盟】擔任聯盟主席。另外,自2014年8月起也接任我國【振動與噪音工程學會】理事長,學會是社團法人的學術性組織,聯盟是任務導向獲得科技部補助的計畫,個人希望聯盟在科技部補助期間,能夠:(1)建立自給自足的能力,(2)發揮在振動噪音領域的影響力,(3)成為產官學研各界對於振動噪音需求的窗口。 

  擔任學會理事長而言,其實也可以有同樣的目標,只是扮演的角色與定位略有不同,畢竟推動這樣的工作,需要也期許能夠獲得各界的認同與支持: 

(1) 個人的理念在:【國家認同、社會需求、產業需要、大學支持】。 

(2) 希望能由【個人】的熱情奉獻、【振動噪音實驗室】的動員執行、【聯盟夥伴】的支持協助、【企業】的認同需求,促成【社會】的福祉及【國家】的發展。 

(3) 【教育生根】在大有,【互利共生】也是大有的精神。 

五、 攜回資料名稱及內容 

  1. 2015年第22屆聲音與振動國際研討會(ICSV 22)論文光碟。 
  2. 2015年第22屆聲音與振動國際研討會(ICSV 22)大會手冊及摘要集。 

六、 其他 
(1) ICSV22 大會的LOGO 

(2) 王栢村教授在ICSV22 會場報到區門口留影 

(3) 參加ICSV22研討會的名牌 

(4) ICSV22資料袋 

(5) ICSV22大會手冊及論文摘要集 

(6) ICSV22大會主場館,開幕式、論文發表、廠商參展 

(7) 王栢村教授於ICSV22大會開幕式會場留影 

(8) ICSV22大會開幕式會場 

(9) IIAV國際聲學與振動學會頒發榮譽會士授予Roberto Pompoli(左2),由Malcolm Crocker 榮譽主席(左1),Len Gelman, President of IIAV(右2)代表頒贈 

(10) Len Gelman, President of IIAV開幕式致詞 

(11) ICSV22共同主席,Co-chair, Sergio Luzzi,介紹大會會場 

(12) ICSV22開幕式中的五重唱表演,Birth of Opera 

(13) ICSV22論文發表場次的螢幕時間表,此為自動撥放系統,依照場次時間自動撥放論文發表者的簡報檔案。王栢村教授發表論文再本場次第四篇 

(14) 王栢村教授發表論文後,Q&A時間 

(15) 論文發表結束後的論文發表證明,作者:Wang Bor-Tsuen & Chang Chia-Hao,完成peer-reviewed 編號:709,題目:Preliminary Study of Hollow Pipe with an Undercut as Percussion Instrument 【具底切中空圓管打擊樂器的初期研究】 

【振動噪音產學技術聯盟】8/7 COMSOL在振動與聲場分析與模擬,歡迎報名~

凡對課程有興趣之人士及學生均可免費報名參加~ 需自行帶筆電

一、課程名稱:COMSOL 在振動與聲場分析與模擬

二、日期:104年8月7日

三、地點:國立台北科技大學(綜合科館C120)

四、對象:業界人士、學校教師或學生

五、報名及付款方式:

  • 費用(免費參加)
敬請於7月31日前繳交報名回函

    六、課程內容:
    本次上機課程內容,以 COMSOL Multiphysics 多重物理 CAE 分析軟體來讓大家熟悉如何利用 COMSOL 模擬結構振動、聲學、以及相互耦合的議題,舉凡水中懸臂樑模態、薄膜振動聲場分析以及汽車引擎消音器的聲場和壓電振動陀螺儀的 模擬等等。



    如有問題,請與聯盟專員連繫,謝謝。
    聯絡人:王鴻文 聯盟北部據點助理 (sop90347@yahoo.com.tw)
                    曾麗淑 聯盟秘書 (tammy1395@mail.npust.edu.tw)
    聯絡電話:(02) 2771-2171 # 4811 ( 北部據點)
                        (08) 770-3202 # 7036 ( 聯盟總部)

    【山衛科技】SAMCEFMECANO 被 歐空局(ESA)、賽峰集團與義大利宇航局所選用的結構/機構耦合分析軟體

    感謝山衛科技同意轉載「山衛科技電子報」系列專題文章,本篇文章原始連結為http://www.samwells.com/bc/news-tw/news-tech-news-tw/521-samcefmecano


     SAMCEFMECANO是用以解決非線性結構與機構動力學問題的分析軟件。可用於各種線性及非線性的結構強度計算、熱傳學計算以及運動學問題分析。SAMCEF MECANO由以下求解器構成,能夠求解下列專業領域的具體分析:
    • Mecano Structure:
    求解結構非線性靜態和動態分析問題(大位移和大轉角)。
    • Mecano Motion:
    求解柔性體靜力學、運動學和動力學分析問題。
    • Mecano Thermal:
    求解非線性穩態和瞬態熱分析問題。
     線性及非線性的結構強度計算、熱傳學計算以及運動學問題分析
      

    SAMCEF Mecano技術優勢

        目前,再機械系統的動力學和運動學的強度和剛度仿真分析方面主要有兩類分析軟件,一類是以結構為主要分析對象的有限元分析軟件,另一類是以機構運動為主要研究對象的運動學仿真分析軟件。這些軟件的侷限性是在處理剛柔耦合問題時不易使用且無法處理非線性的效益。
        SAMCEF Mecano則在這一領域提供了領先的解決方案,其獨特的 Motion in FEA 方法,將機構的運動仿真與結構的有限元分析無縫集成,可以很有效地處理剛柔耦合問題並考慮可能的非線性效益。這一領先技術已經在航空、航天、汽車、通用機械與電力設備等多個領域發揮了重要作用。
    SAMCEF Mecano技術優勢

    SAMCEF Mecano行業案例

    1.賽峰集團用SAMCEF MECANO設計飛機發動機葉片系統
       飛機發動機包含柔性做動環的多體動力學模型
    飛機發動機包含柔性做動環的多體動力學模型
    2.歐空局(ESA)應用SAMCEF MECANO模擬衛星展開機構
       非線性展開機構
    非線性展開機構
    3.義大利宇航局選用SAMCEF MECANO成功模擬充氣式再返回裝置
       充氣結構分析
    充氣結構分析

    【山衛科技】可靠度的經濟考量-可靠度的價值

    感謝山衛科技同意轉載「山衛科技電子報」系列專題文章,本篇文章原始連結為http://www.samwells.com/bc/news-tw/news-tech-news-tw/524-news-tech-news-tw-2015-07-17-reliability


     大部份產業對可靠度的重要大多停留在客戶指定測試要求,對於各項的試驗往往考量的是測試的成本,卻忽略了可靠度真正的價值深為可惜。在產品開發的過程中,可靠度併入設計考量看似會與產品設計、研發時程及成本有所衝突,若研發人員與管理人員不能與可靠度人員配合,就成為產品開發過程,甚或成為產業發展的限制。在此我們對於可靠度的價值及成本提出探討,與各位先進分享。
    《可靠度工程與管理手冊》
        經濟學在產業發展中首要的工作,就是要找出適當分配有限資源於多數計畫案的方法。價格取決於產品的價值,代表著購買者與銷售者對產品的信賴、個人喜好、購買意願等概念,這需要經過長時間的觀察與經驗累積,以求得大量有關顧客行為、價值觀、信念及心態的資訊,這些顯示他們認定可靠度是產品品質因素中最重要的屬性。然一般消費性產品發生失效時,所造成的影響相對於軍工、航太的影響小,在保固期保障及銷售積極服務下,往往造成售價凌駕於可靠度之上,產業的經營者就容易忽略選擇忽略了可靠度的權重,這樣的決策對於產業長期的經營會有其負面的影響。
        若將可靠度做為一項投資項目評估效益,依據美國W. Grant Ireson與 Clyde F. Coombs的著作《Hand Book of Reliability Engineer and Management》一書 Economics of Reliability一章所述:以一項可靠度提升計畫為例,如果預期投入成本C1元,預估L年使用壽命期內,每年可相較原產品減少失效N次,每次失效所造成的修護,甚至賠償費用平均為K元,則在不考慮幣值變動的情況下,估算「投資收益率(Return on Investment,ROI)」、「回收期(Payback Period,PP)」及「效益成本比率(Benfit-cost ratio,B/C)」為:
    投資收益率ROI、回收期PP 及 效益成本比率B/C
    式中
    a為管理工作分攤費率(%),b為利潤率(%)。
    據此可估算「淨收益(Net Return,NR)」為:

    NR=(B/C×C1)-C1

    倘若進一步考慮現值折扣,L折減為D,則折減後之NR為:

    DNR=(B/C×D×C1)-C1

    範例:
    假設某產品之可靠度改善計畫,預計投入經費為200萬元,預估在產品的使用壽期4年內,合計可減少其失效次數200次,估算每次發生失效的處理費用平均為1萬元。
    若管理工作分攤費率a=30%,利潤率b=10%,則依據評估計算式可得:
    投資收益率投資收益率
    投入改善回收期投入改善回收期
    效益成本比率B/C=ROI×L=2.797
    淨收益NR=(B/C×C1)-C1=3594000 (元)

    如此的結果可在決策過程中提供量化比較的分析基礎,獲得可靠度投資的正確判斷。就現代產品而言,產品資訊的傳達及對於可靠度水準的認知,具相當程度影響顧客對產品整體認可的價值與售價;產品資訊的傳達也取決於產品可靠度在顧客心中的地位。產品可靠度高也可獲得高利潤價位的行銷手法。

    以上資料參考中華民國品質學會 張起明、謝財源、曹志毅、吳孝三等21專家學者著作《可靠度工程與管理手冊》一書: 可靠度組織與可靠度作業功能之經營 一章。

    2015年7月 山衛科技電子報

    山衛科技電子報 2015V07 從代工到品牌之路

    系列專題

      從代工到品牌之路

    • item 從代工到品牌之路 山衛科技全方位的服務 
        全球產業環境越來越競爭的趨勢,各家企業都希望能推出具有競爭力的新產品,不只擴大市場的占有率,並維持企業的生存空間及發展。只是產品在公司內部開發時,常被拱成下一代的明日之星,但是 ..

      從代工到品牌之路 山衛科技全方位的服務
    • item 可靠度的經濟考量-可靠度的價值 
        大部份產業對可靠度的重要大多停留在客戶指定測試要求,對於各項的試驗往往考量的是測試的成本,卻忽略了可靠度真正的價值深為可惜。在產品開發的過程中,可靠度併入設計考量看似會與產品設計、研發時程及成本有所衝突,若研發人員與管理人員不能與可靠度人員配合,就成為產品開發過程,甚或成為產業發展的限制 ..

      可靠度的經濟考量-可靠度的價值
    • item 無損檢測-元素界的無形殺手(汞Hg) 
        汞是一種天然存在的元素,俗稱水銀,是種密度大、銀白色、室溫下為液態的過度金屬,常用來製作溫度計;在所有的石油及天然氣產品中,汞元素的含量變化較大,從濃度較低的ppb(十億分之一)等級至ppm(百萬分之一) 等級,皆可以發現汞元素的存在,在日常生活中,我們最常見到的汞則是以元素或化合物的存在,如硃砂 ..

      無損檢測-元素界的無形殺手(汞Hg)
    • item SAMCEFMecano 被 歐空局(ESA)、賽峰集團與義大利宇航局所選用的結構/機構耦合分析軟體
        SAMCEFMECANO是用以解決非線性結構與機構動力學問題的分析軟件。可用於各種線性及非線性的結構強度計算、熱傳學計算以及運動學問題分析。SAMCEF MECANO由以下求解器構成,能夠求解下列專業領域的具體分析 ..

      SAMCEFMecano 被歐空局(ESA)、賽峰集團與義大利宇航局所選用的結構/機構耦合分析軟體

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    【活動報導】中華民國振動與噪音工程學會第11屆第2次會員大會暨第23屆學術研討會

    (曾麗淑撰稿)
    中華民國振動與噪音工程學會】於2015年6月27日假新北市泰山區明志科技大學辦理「中華民國振動與噪音工程學會第11屆第2次會員大會暨第23屆學術研討會」,首先由主辦單位工程學院院長梁晶煒教授代表劉祖華校長致歡迎詞,本研討會邀請美國密西根州立大學機械系教授、美國機械工程學會會士(ASME Fellow) Brian F. Feeny 教授前來發表演說,同時亦邀請多家專業廠商,展示前瞻新穎之振動與噪音工程量測與檢驗技術設備,會中進行產學論壇,主題為「振動噪音技術與我國產業發展的面面觀」,專家學者齊聚一堂,共同研討人才培育、實驗與檢驗環境認證、產學合作推動與政府對振動噪音技術的發展願景等多項議題。下午時段則安排多場論文發表與研討,提供與會人士針對研發成果之分享與交流平台。【中華民國振動與噪音工程學會】目前也是【振動噪音產學技術聯盟】R類法人會員。

    本聯盟主席同時為中華民國振動與噪音工程學會理事長王栢村教授在開幕致詞中,首先感謝明志科技大學承擔辦理學會的年度盛會,同時舉生活常見之振動噪音議題,如陸海空的交通工具,或是行動電話等3C產品,在現今環保意識抬頭與勞工安全衛生的覺醒,及民眾居家生活品質要求的提升下,使得振動噪音已成為產官學研單位共同認知非常重要的議題。

    會中,【中華民國振動與噪音工程學會(CSSV)】與【財團法人全國認證基金會(TAF)】為共同致力於提升振動與噪音工程試驗技術水準與推廣合作,TAF董事長陳介山博士與CSSV理事長王栢村教授共同正式簽訂合作備忘錄並互贈禮品,期許雙方合作圓滿如意。兩單位皆為【振動噪音產學技術聯盟】R類法人會員,是聯盟法人會員首次合作之案例,聯盟亦期待雙方可共同發展振動與噪音工程相關認證技術、互相推廣行銷雙方機構,以增進在振動噪音領域的學術與技術交流。

    隨後進行優良理論論文獎以及優良應用論文獎的頒發,其中聯盟北部據點召集人國立台北科技大學機械系李春穎教授的學生及聯盟主席國立屏東科技大學機械系王栢村教授的學生皆獲得優良應用論文獎各1篇。得獎論文分別為:【以調控形狀記憶合金線軸向力之可調式振動吸振器設計及結構減振應用】、【運轉下迴轉式壓縮機之噪音特性與各部位振動聯性探討】,其中,【運轉下迴轉式壓縮機之噪音特性與各部位振動聯性探討】為王栢村教授與聯盟應用端廠商會員【A03瑞智精密股份有限公司】的產學合作成果。

    學會的會務工作報告時,王栢村教授表示自接任理事長以來,持續推動學會以【人錢法軌】思考的理念,建立各項作業的SOP,以【承繼創新】承襲歷任理事長已經建立之基礎及既有的運作模式,以【公開、透明、明確】為原則,建立學會業務之傳承,以學會【永續經營】為目標。

    本年度會員大會專題演講特別邀請美國密西根州立大學機械系教授、美國機械工程學會會士(ASME Fellow) Brian F. Feeny 教授,由明志科技大學黃世欽特聘教授擔任主持人,Feeny教授以Modal Decomposition in Vibrations為主題,將複雜艱深的proper orthogonal decomposition (POD) 、smooth orthogonal decomposition (SOD)、state-variable modal decomposition (SVMD)以及complex orthogonal decomposition (COD),以簡要系統化的介紹modal decomposition模態分解,並佐以實務應用案例,包括:風力發電機葉片的動態響應解構,以及在生物力學上的應用。解讀了只有1mm身長線蟲(nematode)的擺動行為,以模態分解技術能區別出線蟲的擺動動態效應,線蟲身軀擺動的前三個模態,分別對應了線蟲的前進、方向控制與後退的動態行為。另外,也以模態分解技術探討鱈魚(whiting)的行進動態特性。Feeny教授的演講透過精心安排設計的動畫淺顯易懂,也引發多位與會專家學者的提問與互動。

    專題演講後接著舉辦產學論壇,主題為「振動噪音技術與我國產業發展的面面觀」,由【山衛科技股份有限公司】吳孝三董事長擔任主持人,邀請四位引言人以及次主題的報告,包括:

    1. 引言人:財團法人全國認證基金會 石兆平副執行長
    題目:TAF 認證發展成果及對我國產業的貢獻

    2. 引言人:國立台灣大學 洪振發教授
    題目:大學校院工程系所的振動噪音技術扎根與基礎教育

    3. 引言人:金頓科技股份有限公司 李昆達董事長
    題目:產品技術研發與振動噪音專業發展的產學合作推動策略

    4. 引言人:勞動部勞動及職業安全衛生研究所 林桂儀博士
    題目:勞動部對振動噪音技術的發展願景

    下午時段同步舉行論文口頭報告與經驗分享討論,各場次主題包括:A. 機器振動與噪音監測、診斷與防治B. 結構聲學與振動C. 實驗與量測技術D. 理論與模擬分析E. 社區與環境之振動與噪音F. 振動與噪音控制G. 振動噪音與工業安全衛生H. 隔震與消能技術I. 微機電設計與振動J. 其它與振動噪音相關研究。

    聯盟主席王栢村教授指導的學生,兩位碩士生及三組大學部專題生分別發表了五篇論文,(1)運轉下迴轉式壓縮機之噪音特性與各部位振動聯性探討,(2)浮式樓板緩衝材之動態剛性測定與分析、(3)民俗童玩木製青蛙之聲音特性探討、(4)不同橡膠墊支剛性與阻尼係數測定及變更設計分析、(5)竹製打擊樂器之聲音特性探討。

    聯盟中部據點召集人國立彰化師範大學黃宜正教授指導學生發表【建置氣動牙科手機氣壓控制閥模組之先期研究】、【牙科手機氣動噪音源之分析研究】等2篇論文,聯盟會員國立台北科技大學機械系蕭俊祥教授指導學生發表【貨櫃輪機艙結構振動與噪音耦合之研究】論文1篇。

    本研討會除了學術交流外,特別邀請振動噪音領域之儀器設備廠商參展,【振動噪音產學技術聯盟】亦共襄盛舉,在會場採電腦簡報與專員口頭介紹聯盟經營運作,搭配展示聯盟現有T類學術會員及R類法人會員研發能量,並現場實際操作聯盟可技轉技術【客製化振動噪音量測系統(SVM)】,吸引多位教師及廠商貴賓駐足聆聽,聯盟期盼透過參展,能向各界先進介紹推廣聯盟,招募更多振動噪音領域的ARET會員加入,整合產官學界在振動噪音技術的資源和經驗,協助產業界解決產品振動噪音問題,最終提升我國產品品質及國際競爭力。

    振動噪音產學技術聯盟林谷樺專員與曾麗淑專員,並於會場內拜訪聯盟會員包括:【E02山衛科技股份有限公司】、【E03基太克國際股份有限公司】、【E06台灣思百吉股份有限公司】等,交流振動噪音領域之儀器設備新知與技術。亦與在場的【譜威科技顧問股份有限公司】、【妙點企業股份有限公司】、【合立儀器股份有限公司】等介紹聯盟經營運作,並邀請加入聯盟,共同以協助業界解決產品相關之振動噪音問題為己任。

    在明志科技大學會場的場外場內學術、經驗交流不斷,中華民國振動與噪音工程學會第11屆第2次會員大會暨第23屆學術研討會亦順利圓滿閉幕。

    活動花絮:
    1.明志科大工程學院院長梁晶煒教授代表劉祖華校長致歡迎詞

    2.中華民國振動與噪音工程學會理事長王栢村教授開幕致詞

    3.【財團法人全國認證基金會(TAF)】陳介山董事長致詞

    4.【財團法人全國認證基金會(TAF)】陳介山董事長與【中華民國振動與噪音工程學會(CSSV)】王栢村理事長簽訂合作備忘錄

    5.頒發優良論文獎

    6.美國密西根州立大學機械系教授、美國機械工程學會會士(ASME Fellow) Brian F. Feeny 教授專題演講

    7.產學論壇「振動噪音技術與我國產業發展的面面觀」【山衛科技股份有限公司】吳孝三董事長擔任主持人

    8.TAF石兆平副執行長:TAF 認證發展成果及對我國產業的貢獻

    9.國立台灣大學 洪振發教授:大學校院工程系所的振動噪音技術扎根與基礎教育

    10.金頓科技股份有限公司 李昆達董事長:產品技術研發與振動噪音專業發展的產學合作推動策略

    11.勞動部勞動及職業安全衛生研究所 林桂儀博士:勞動部對振動噪音技術的發展願景

    12.振動噪音產學技術聯盟專員與謙達科技江明輝技術長進行交流


























    【活動報導】崴昊科技有限公司SmartDO最佳化分析軟體應用教育訓練

     (林谷樺撰稿)
    崴昊科技有限公司2015年6月16日於工業研究院台中分院舉辦6小時的SmartDO教育訓練,現場邀請來自崴昊科技有限公司黃彥智 資深工程師講解SmartDO最佳化分析軟體的應用與其他分析軟體的鏈結,並提供了SmartDo與ANSYS Workbench的範例進行操作,幫助學員在學習上能達到夠好的學習效果,未來可依照現有的範例,自行建構實驗室所需的教材。

    黃彥智工程師在課堂中提到,SmartDO在最佳化設計上具有客制化GUI介面,且採用開放式架構,方便二次開發,可以與ANSYS Workbench的設計變數作鏈結,也將最佳化設計所需的理念、觀念與背景知識一一闡述,讓學員在操作上更能上手。崴昊科技為「振動噪音產學技術聯盟」的會員,現場聯盟的學員也準備了ANSYS APDL教學範例與鐵磬樂器與黃工程師討論,打算在ANSYS的最佳化設計,導入SmartDo的最佳化,並於教學中加入ANSYS Workbench的範例,建立起訓練教材。

    經過整日精彩解說課程,讓學員了解到SmartDo最佳化分析軟體的應用,課程規劃有條有理,從最佳化起源到未來發展,對於「SmartDo教育訓練」這門課程,清楚了解到最佳化分析真正內涵。未來「振動噪音產學技術聯盟」主席王栢村教授的實驗室將在樂器設計上導入SmartDo的設計。

    活動花絮:
    1.SmartDO教育訓練上課現場

     2.黃工程師講解最佳化過程


    3.指導學員操作SmartDo串聯APDL