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架构工程师修炼1-结构化思维能力实战训练

 yeshuheng 2023-12-15 发布于江苏

       首先说明一点,结构化思维能力并不是架构工程师所独有的一种能力,零件工程师也可以具有很强的结构化思维能力。那么问题来了,假设零件工程师也同样具有很强的结构化思维能力,为何笔者一再强调结构化思维能力对于架构工程师的重要性呢?这其中的原因就在于,架构工程师运用结构化思维能力去思考问题的全局性和广度(也可以说在汽车电气系统中所处于的层次)要高于零件工程师。这种层次上的差别不是由于零件工程师不能或者不可以将结构化思维能力应用于较高的层次,而主要是因为零件工程师的工作内容、工作职责以及每个人的精力是有限这些客观因素所决定的。举个例子,整车厂中的网络开发工程师负责整车网络信号矩阵的编制和发布,因此网络工程师必须要了解所有网络节点接收和发送的信号,并根据不同功能对于网络信号最大延迟时间的需求将信号分配到不同周期的网络报文中、确定网络报文的标识符(ID)并确认各个信号在报文中的排列方式(layout)。而对于每个负责网络节点开发的零件工程师而言,关键是要根据网络节点所实现的功能确定需要接收和发送哪些网络信号、这些信号的参数要求以及信号对于最大延迟时间的需求,而并不需要了解整车中其它无关的网络信号。零件工程师当然也可以去了解整车所有的网络信号,但毕竟每个人的精力是有限的,零件开发工作已经非常繁忙,一般不会有这么多的时间和精力。另外,所谓术业有专攻,零件工程师的核心竞争力是对其所负责零件的各项技术领域的深度,因此一般也没有欲望去了解整车所有的网络信号。通过以上这个例子,大家可以直观的理解为什么网络工程师对于整车网络信号的了解必然在全局性和广度上高于零件工程师。与之类似,架构工程师对每个电气零件所实现电气功能的软件处理逻辑和硬件原理的掌握程度肯定不如零件工程师,但架构工程师必须在对汽车电气系统的全局性了解上高于零件工程师(比如某个车型一共由多少个电气功能,每个电气功能由哪些电气零件实现,所有电气零件为了实现电气功能需要哪些网络接口和硬线连接等)。同样是运用结构化思维能力,对于架构工程师,整个汽车电气系统是思维对象,需要把整个汽车电气系统结构化分析;对于零件工程师,每个电气零件是思维对象,需要把电气零件进行结构化分析。用一句话总结就是:架构工程师运用结构化思维能力的目的是能够更加清晰地指明某个电气零件(或者几个电气零件的组合)在整个汽车电气系统中所需要实现的功能以及它与外界交互的接口(在“架构工程师应该做什么“一文中笔者已经指出这一点,即电气零件是架构工程师工作的最小粒度)。图1展示了架构工程师和零件工程师工作内容的关系。

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图1 架构工程师和零件工程师工作内容的关系

      大家在网络上经常看到所谓的“鸡汤”类文章,这类文章的最大特点就是只告诉你什么事情是对的,你应该去做什么,但不涉及究竟怎么才能去做到。最后的结果就是那句经典的话:知道那么多道理还是过不好这一生。笔者不反对“鸡汤”,但“鸡汤”必须配合“米饭”吃,这“米饭”就是在指导如何在每天的工作和生活中去实践的方法,“鸡汤”和“米饭缺一不可。大家知道了”应该培养自己结构化思维能力“这个鸡汤以后,接下来就该吃”米饭“了,即在理解了结构化思维能力的作用以后,更重要的是知道架构工程师如何在实际工作中进行结构化思维能力的训练,也就是用什么样的方法在每一天“刻意练习”结构化思维能力,不断精进这项能力,并内化为自己的思维习惯。脑科学的研究表明,每个人的思考和行为受“框架”影响很大,“框架'本质上就是一种结构化的思维套路。结构化思维能力,其实就是架构工程师的思考一个问题的套路。套路这个词当今非常流行,高手做什么事情都有相应的套路,思考问题当然也需要套路。人用语言来表达自己的思想,同时人所使用的语言也在一定程度上影响了思考过程和思考方法。架构工程师想要”刻意练习“结构化思维能力,最容易上手的是从在日常工作中所使用的语言开始,即刻意使用结构化的语言来不断修炼自己的结构化思维能力。笔者先介绍2个最常用的结构化语言套路让大家有一个感性认识。

      结构化语言套路1(适用于从整体到部分的结构化思维,使用时最好能够满足前一篇文章中提到的MECE原则,但在初级阶段不必强求,把注意力放到语言结构上):事物X一共包括1,2,3几个方面,a方面又包括1,2,3几个方面(此语言结构可以不断递归使用)。套路1的例句:汽车电子电气架构设计包括整车级电气功能需求获取和整车级电气功能技术方案设计2个方面。整车级电气功能技术方案设计包括将整车级电气功能分解成零件级电气功能、将零件级电气功能分配到各个电气零件中去实现以及确定电气零件与外界的接口3个方面。电气零件与外界的接口包括硬线接口和网络接口。硬线接口包括电源接口和信号接口。常用的网络接口包括CAN总线接口和LIN总线接口。

      结构化语言套路2(适用于从部分到整体的结构化思维):事物1,2,3的都属于事物X(此语言结构可以不断递归使用)。套路2的例句:硬件设计和软件设计都属于控制器类电气零件的设计。控制器类电气零件设计、传感器电气零件设计以及执行器电气零件设计都属于汽车电气零件设计。汽车电气零件设计、汽车非电气硬件设计都属于汽车零件设计。

      在“架构工程师应该做什么“一文中,笔者说明了架构工程师的3点工作职责,其中第1点职责说明了架构工程师需要通过某种方式将汽车电气系统进行分解,最终还需要把分解的各个组成部分高效地重新集成为汽车电气系统。第2点职责说明了架构工程师需要以一种井然有序的结构化的方式呈现出整个汽车电气系统,从而使汽车电气系统的组成结构和运行机制便于理解。架构工程师为了履行这2个职责,必须具有很强的结构化思维能力才行。

      下篇文章,笔者将讲述一个发生在架构工程师和零件工程师之间的故事。特此声明,本故事如有雷同,实属巧合。这篇文章先将故事起个头吧。话说在很久很久以前,在整车厂的电气功能开发团队中,根本就不存在什么架构工程师,那时候零件工程师在电气功能开发的团队中独霸天下,很是得意。但不知从何时起,在团队中突然冒出一个自称是架构工程师的人,并且开始对电气功能的设计方案指手画脚。他不负责电气零件的具体开发工作,却号称自己可以从整车的角度使用”全局之眼“对电气功能设计方案进行指导并提供设计约束条件。零件工程师表示不服,心里有很多疑惑:架构工程师到底是什么鬼?是做什么的?你们到底有何德何能,竟然信誓旦旦地说可以指导我们进行电气零件的设计开发,零件工程师脸上流露出无法掩饰的不屑一顾。架构工程师对零件工程师的质疑早就心知肚明,决定用自己修炼已久并内化于思维习惯的结构化思维能力与零件工程师PK一下。

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