第一次开课就翻了车
去年开机械创新设计选修课，要加一块前沿内容，我直接把工业界那套能耗数字化管理的框架搬上了PPT。讲了十分钟平台架构、数据中台，台下一片安静。没人抬头。下课铃刚响，大半人抱着电脑就走了。
只有一个女生磨磨蹭蹭留到最后，凑过来问：老师，我毕设做一台小型分拣输送机，我怎么给我的设计做能耗数字化啊？总不能买一套工业级采集模块装上去吧，毕设经费都不够买个表头。
我当场噎住。原来我站在自己的经验里想当然，把给工厂工程师讲的内容，直接塞给了还在做课程设计、毕设的学生。他们要的不是管一个厂区的能耗系统，是给自己画的那一堆零件，做能耗的量化和优化。
回去就删了三分之二的PPT。这课得重新磨。
把大概念拆成学生能摸得到的三步
说实话，改的时候才想通，学生学这个，不是为了出去就能做企业的能耗经理，是要给自己的设计思维加一个维度。原来做设计只会卡强度、卡重量、卡成本，现在要加一根能耗的弦。那怎么教才能落地？我把原来的大概念拆成了三步，全是学生能自己动手做的。
第一步，先搞清楚你的能耗数据从哪来。很多学生的惯性思维是：查电机样本，额定功率乘运行时间就是总能耗。那负载变了呢？启动冲击呢？有个学生做送餐机器人底盘，一开始就是这么算的，算出来续航能跑四个小时，实际搭了样机跑，过两次坡就没电了，差了快三分之一。
其实根本不用贵的设备。几十块钱的电压电流采集模块，串进电机回路，连个学生都在玩的Arduino，就能存动态数据。走一米测多少，过一个坡测多少，数据真实了，才谈得上数字化。原来我一开口就讲工业互联网，纯属好高骛远。
第二步，拿到数据要拆到每个设计部件上。不是把所有数据堆在Excel表里就完了，能耗数字化管理的核心，是让你知道你的钱（电）花在哪了。还是那个送餐机器人的例子，学生把数据拆完发现，八成的额外能耗都耗在减速器回差带来的电机抖动上，爬坡的时候抖一下，电机空耗好多电。改了一款回差小一点的减速器，体积没加，总成本只涨了二十多，续航直接提了两成多。
第三步，把数据和设计绑定，就是管理。很多学生改完设计，就把旧能耗数据扔了，下次迭代重新算，很容易错。其实现在常用的三维建模软件都能挂自定义参数，把你测出来的每个部件的能耗系数挂进去，改完零件尺寸，能耗自动更新，下次优化直接调参。这对学生的小设计来说，就是够用的能耗数字化管理了。
磨完课才懂的道理
不过话说回来，现在还是有很多学生觉得，能耗是企业要考虑的事，我一个做课程设计的，管这个干嘛？交作业能动就行。
上次留作业，让大家把自己大一下做的简单机构设计，拿出来补做能耗数字化分析，收上来的作业里，快七成的学生都写了同一句话：原来我之前的设计，居然还有这么大的优化空间，早知道一开始就考虑能耗了。
你看，这就是我们教这个内容的意义。不是为了凑一个前沿知识点的学分，是让学生从一开始做设计，就养成量化能耗、优化能耗的习惯。未来他们出去做产品，哪怕是做一个小型的消费电子结构，这点意识也能帮他们做出更好的东西。
我之前也犯过机械设计教育的通病，喜欢追热点，把行业里的大原封不动搬去课堂，觉得这样才够前沿，够专业。磨完这节课才明白，再好的概念，不能落到学生的手上，不能让他们自己动手做一遍，摸到问题，得到优化的结果，那就是空的。
这次开课，我还留了半周的实操时间，让学生自己焊采集模块，测自己样机的能耗。目前看，卡壳的地方还是有，比如不少人不会处理采集到的噪声数据，下次还要再补一点小技巧的内容。慢慢来。好课都是磨出来的，对吧。
