(2018.07.12王栢村撰)
第25屆聲音與振動國際研討會(The 25th International Congress on Sound and Vibration, ICSV25) 於2018年7月8日至7月12日在日本廣島(Hiroshima, Japan)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25屆,為振動噪音領域相當重要的會議。本次會議由日本廣島縣立大學(Prefectural University of Hiroshima)結合廣島鄰近的多所大學共同合辦,包括廣島城市大學、近畿大學、福山大學等。
本年度共有712篇論文接受發表,其中,口頭報告605篇,107篇為海報論文發表。分別有14場次同步進行,共有820人正式註冊,台灣這次研討會除了本人口頭發表論文外,總共有10篇論文發表。
ICSV25研討會開幕式在2018年7月9日上午9點舉行,由大會主席Professor Akira Ikuta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。
大會開幕式一開始,就承襲ICSV會議的傳統,都有音樂節目的演出,由一位男高音唱義大利曲目,揭開序幕,接著兩位日本女士穿著傳統和服,以弦琴及小鼓共同演奏及演唱日本小調,然後是融合日本與義大利歌劇式的組合,演唱多首日本的傳統歌謠,最熟悉的就是:Sakura。
本屆開幕式,也不免俗,邀請多位人士致詞,包括:主辦學校廣島縣立大學校長、日本音響學會理事長、也有宣讀廣島縣首長的祝賀詞。其次,就是IIAV國際聲學與振動學會理事長Jorge P. Arenas代表學會致歡迎詞。大會主席Professor Akira Ikuta詳細的報告籌備及整體會議的統計報告。
大會也精心安排六個場次的專題演講(Keynote Speech),分別如下:
1. Community Noise – An Overview of Past, Present and Future, by Marion Burgess
2. Acoustic Metamaterial: From controlling the sound field to manipulating acoustic wave, by Jun Yang
3. Unique Vibration Phenomena in High-Speed, Lightweight, Compliant Gears, by Robert Parker
4. Step forward in higher order signal processing for vibro-acoustical structural health monitoring and NDT: novel nonlinear higher order frequency response functions, by Len Gelman
5. 35 Years History of Modern Modal Analysis, by Svend Gade
6. Elucidation of mechanisms of bone-conduction perception and its applications to welfare devices, by Nakagawa Seiji
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。甚至發現,鑽石級的贊助廠商公司的LOGO還出現在每個與會人員的名牌上,多次讓人以為是該公司的人員。
一、 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的與會人士雖然不算多,仍然有712篇論文,以及820人註冊。 在此次會議,仍有主辦單位令人讚許的作業體驗分述如下:
1. 報到作業:這次研討會到達會場,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:大會已經將列印好的正式收據,放在每個人的資料袋,這是少數的主辦國家,能夠主動放正式收據的作業。
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當地的地圖、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在地風情。
4. 大會開幕儀式:本屆大會的場地是在大型的飯店,舞台應是臨時性的搭建。在表演節目上,每個主辦國家,無不端出代表各國風情的音樂性表演節目。
5. 專題演講者及主題特色:keynote 演講的安排,也是維持傳統上的安排,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。
二、 發表論文全文或摘要
Preliminary Study of Hollow Pipe with an Undercut as Percussion Instrument
英文摘要:
Product sound quality and noise improvement have been drawn much attention for the demand of high quality products. The commercial sound measurement tools are generally available but expensive. This work aims to develop the low cost and customized sound measurement program (SMP) and apply to product sound measurement and noise evaluation. First, we discuss the theoretical background for noise evaluation and so forth conceptually layout the SMP for functional design. SMP can do signal processing on sound data and obtain corresponding evaluation index accordingly. SMP is the MATLAB base standalone graphic user interface (GUI) program including the input, spectral analysis, time-frequency analysis, decay rate analysis, and filtering modules. The input module can capture the sound signal via the built-in microphone in computer, import signal data or read wave file. Finally, by using SMP in dealing with product sound and noise evaluation, this work shows several case studies, such as musical instrument sound, dial tone sound, wiper noise, motorcycle vibration and rotary compressor noise. For the sound characteristics of percussion instrument, using SMP can clearly identify the fundamental frequencies and overtone frequencies as well as the decay rate and modal damping ratios. Spectral analysis in SMP can calibrate different dial tone button sounds properly. With the filtering feature, one can differentiate the frequency bands of wiper noise in upward and downward sweeping condition. Case studies also show vibration spectrograms for a motorcycle and the beating sound of a rotary compressor to characterize critical bands. The SMP is not only for diagnosis tools but also capable for quality inspection of products; in particular, the SMP is flexible to expand its module for post processing depending on the need of products.
具底切中空圓管打擊樂器的先期研究
中文摘要:
產品的音質和噪音改善已引起高品質產品需求的關注。一般聲音測量工具可以是通用型但昂貴。本文旨在開發低成本和客制化的聲音測量程式(SMP),並應用於產品聲音測量和噪音評估。首先,討論噪音評估的理論背景等,也從概念上將SMP程式規劃佈局做功能設計。 SMP可以對聲音量測數據進行信號處理,並獲得相對應的評估指標。 SMP是以MATLAB為基礎撰寫的獨立程式,並以圖形使用者介面(GUI)呈現,包括輸入,頻譜分析,時頻分析,衰減率分析和濾波分析模組。輸入模組可以通過電腦內建麥克風取得量測的聲音信號、或讀入信號數據、或讀取WAV檔案。最後,透過使用SMP可以處理產品聲音和噪音之評估。本文展示了幾個案例研究,如樂器聲音,撥號音,雨刷噪聲,摩托車振動和旋轉壓縮機噪音。對於打擊樂器的聲音特性,使用SMP可以清楚地識別基音頻率和泛音頻率以及衰減率和模態阻尼比。 SMP中的頻譜分析可以正確校準不同的撥號音按鍵聲音。通過濾波功能,可以在雨刷向上和向下刷拭運動條件下,區分雨刷的噪音頻帶。案例研究還顯示了摩托車的振動頻譜圖和旋轉式壓縮機的跳動聲,可以得到關鍵的噪音頻帶。 SMP不僅適用於診斷工具,還可用於產品的質量檢驗;特別是,SMP可靈活擴展其模組以進行後處理,並可取決於產品的具體需求。
在這次會議中,除了發表論文的交流討論,有幾個交流值得後續再追蹤。
1. Milan Rusko, Institute of Informatics of the Slovak Academy of Sciences, Bratislava, Slovakia, email: milan.rusko@savba.sk,來自Slovakia,1960年次,系主任,養羊頸部有鐘鈴,是焊接的,有特殊聲音,可以深入。有同仁參與了台斯的交流研究計畫。相談之後,有共同的研究興趣,做過當地的特殊樂器研究,後續會傳送研究報告,希望能夠發展樂器研究的跨國合作交流計畫。台灣與斯洛伐克是有國際交流合作計畫。介紹了振動噪音產學技術聯盟,我們的樂器研究成果影片。
2. Ricardo Faustino Teles, Brasilia Federal Institute of Education, Science and Technology - IFB, Samambaia Campus, Brasília, Brazil, email: ricardo.teles@ifb.edu.br,發表的論文是:ACOUSTICAL PROPERTIES OF 10 AMAZONIAN HARDWOODS。在木材科學系,與龍暐老師專長相近,若能夠加入EMA技術,對木材特性解析,很有幫助;以當地木材製作4弦的樂器,不確定是否是烏克立立?介紹我們小提琴團隊,以及振動噪音產學技術聯盟。或許可以有合作機會,也可轉介龍暐進行國際合作案。
3. Alessandro Del Pizzo, University of Pisa, Physics Department, Pisa, Italy, email: alessandro.delpizzo@df.unipi.it,PhD學生,會中文,算是相當流利,論文發表:A NEW APPROACH FOR THE EVALUATION OF THE RELATIONSHIP BETWEEN ROAD TEXTURE AND ROLLING NOISE。從輪胎噪音談起,最後才知道,最後是以路面改善為主軸。母語是英文,義大利人,喜歡中文,學習資源豐富來自大學。介紹了振動噪音產學技術聯盟。
4. Ronald Dela Cruz Barro, Mokpo National Maritime University, Department of Training Ships, Mokpo, South Korea, email: rbarro@mmu.ac.kr,菲律賓人,也是菲律賓大學的教師,長期交換學者待在韓國,有船power train 系統的第三方認證,很可能對國艦國造有用。介紹了振動噪音產學技術聯盟,算是詳細,邀請加入成為T類學術單位會員。
5. Jorge P. Arenas, Institute of Acoustics, Univ. Austral of Chile, PO Box 567, Valdivia, Chile, email: jparenas@uach.cl,認識已經可能超過10年了,目前是IIAV學會理事長。最近從事交通噪音研究,發展APP,任何人都可上傳噪音量測樹數據,讓大家幫忙量測與上傳數據,very good idea。寄照片給Jorge!
6. Qibo Mao毛崎波, School of Aircraft Engineering, Nanchang HangKong University, Nanchang, 330063, china, e-mail: qibo_mao@yahoo.com,第一次見面在波蘭、或立陶宛,當時,在瑞士擔任博後,1974年,讀過我的JSV paper,follow我們實驗室的paper。有來聽我的paper發表。介紹了AITA/NVH,取得Mobius認證的ATC&AEC。
7. Ling Zheng鄭玲, State Key Laboratory of Mechanical Transmission College of Automotive Engineering, Chongqing University, Chongqing 400044, P. R. China, email: zling@cqu.edu.cn,從副教授時開始認識,研究人員多,一年學生抵過我們實驗室全部的學生
其他值得一提的事項:
1. 本次論文發表數量,前10 名:中國(376篇)、日本(128篇)、英國(34篇)、義大利(29)、韓國(26),俄羅斯(21)、美國(20)、德國(19)、法國(18)、印度(18)。台灣(10)排在第17名。
l 中國發表論文篇數邀遙領先,當然有可能因為在日本亞洲地區的地利之便因素。
l 中國發表論文篇數,遠遠超過其他第2名,就是日本,大約3倍之多。
l 韓國在第6名
2. 中國的團隊,成群結隊。台灣,看不出來有團隊,開幕式&晚宴看不到其他來自台灣的人員,顯然都是個體戶的獨立作戰。
3. 據稱,日本的聲學學會,每年度辦理的研討會,多達1000篇paper左右。韓國一年有兩次研討會,都是接近1000篇論文。反觀,台灣在國內有兩個性質相近的學會:振動與噪音工程學會、台灣聲學學會,通常也都是40到50篇左右。看來台灣,還有很大的努力空間。
三、 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。
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. 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。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。
6. 畢竟推動聯盟這樣的工作,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。
四、其他
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