精密工程(Precision Engineering) – 慶祝台灣精密工程學會正式成立 (撰文:陽毅平)

張貼者:2015年2月8日 下午8:14台灣精密工程學會   [ 已更新 2015年3月9日 下午10:29 ]

   

    台灣精密工程學會(Taiwan Society for Precision Engineering, TSPE )經過一年多的籌備於104年1月30日正式成立,大會推選李家同教授為第一任理事長教授提到日本精密工學會(Japan Society for Precision Engineering, JSPE)早於80年前成立,經作者詳查是在1933年成立,四年後,1937年中日戰爭就因盧溝橋事變正式爆發。曾任亞洲精密工程與奈米技術學會(Asia Society for Precision Engineering and Nanotechnology, ASPEN)理事長的范光照教授也發表演說,提到美國、德國、韓國、歐洲都已經有精密工程學會,台灣精密工程學會的成立雖然較晚,但是仍然具有劃時代的意義與價值。

    談到精密工程的定義之前,我們都會有這樣的認知:精密度(precision)與準確度(accuracy)不同;精密度和重現度(reproducibility)與重複度(repeatability)是同義詞,準確度則與真實度(trueness)同義。學會章程中定義:「精密工程技術係涵蓋電子電機、資訊、機械、材料、化工、光學、量測分析等多個範疇」但是,作者查考其他有關精密工程的定義時,發現一些不太一樣的說法:

(1)   精密工程的領域包含高準確度零組件的設計、開發、與量測,以及高精確度的工具機與量測設備[1]

(2)   精密工程是一個多重領域的技術,強調應用計量學(metrology)在製造上,涵跨材料、機械加工、組裝程序、高精密機械的設計與製造、微小感測器、驅動器、量測設備、控制系統等[2]

(3)   精密工程定義的重要元素不是物體的絕對尺寸,而是元件最小尺寸的變化量或位置變化量佔整個物體尺寸的比例[3]

    中文米有一個巧妙的結構似乎透漏了一個訊息精密介於」「」「者之間的相對關係我們也從自然中得到一個啟示精密工程存在於極大與極小的自然空間之中;例如,天文宇宙屬於極大的空間,星球的運行與四季的交替就是非常精密與規律的創造;而人體的細胞屬於極小的空間,巧妙且精密的掌握生命的律動甚至有人說人體就是一台最精密的機器。

    到底精密工程的起源為何?有人曾說精密工程的驅動力是憂慮(fear)、貪婪(greed)、驕傲(pride)、和好奇(inquisitiveness),今天或許加上經濟(economy)成為主要的驅動力[2];然而,真正帶動精密工業發展三大功臣是天文學(astronomy)導航學(navigation)和鐘錶學(horology)早在人類歷史數千年前,占星學家(astrologist)就想盡辦法觀察星象,預測事情發生的規律性例如東方的博士(Magi)就是藉著觀測與跟隨一顆星的導引找到了在伯利恆降生的基督耶穌,因此也定出了西元前後的分界點最早有紀錄的天文量測儀器(Hero’s dioptra)是一具使用螺桿的裝置,用來量測恆星的位置[4],這是現代經緯儀(theodolite)的前身,如今已發展到精密的雷射追蹤儀(laser tracker)干涉儀(interferometer)

    西元前700年左右,有一位猶大國王名叫希西家(Hezekiah)病得要死,上帝聽了他的禱告,派先知以賽亞告訴希西家,必加增他十五年的壽數,為了證實這個應許,上帝使亞哈斯的日晷倒退十度,相當於時間倒退四十分鐘日晷就是那時候觀測時間的設計;許多科學家都相信,這位創造宇宙萬物的神,是掌管自然規律的精密工程設計師自古以來人類就以太陽系具有規律的至點(solstices)與分點(equinoxes),訂出日年與節期,到了17世紀,鐘錶製造技術更促成了精密科學儀器的誕生

    當今,工具機(machine tools)與互換製造(interchangeable manufacturing)技術造就了許多精密工程師量產製造帶動設計觀念的更新也建立了共同機械零組件的開發;製造的重現性重複性與準確性的需求,催生了確定性量測(deterministic metrology)與確定論(determinism)也就是說所有製造過程所產生的誤差都必須有理論依據與可量化因果關係因此工具機的設計可以藉著分析與最佳化達到誤差降低誤差修正及誤差補償的結果;當今最新的發展應該是可靠度(reliability)工程,工具機經過一段時間的操作後仍然可以維持一定的精密度

    在精密工程發展的歷史中,工程師嘗到的苦頭是重複的犯錯,因為沒有一致的標準與共同的工程語言;學會成立的重要價值之一就是大家分享共同的研發成果減少重複錯誤的發生
    今天,台灣精密工程學會的成立擔負了另一項新的使命與任務,就是要教育社會大眾與提醒執政者:重視工程師在國家經濟發展的重要性誠如會章中揭櫫的精神目標:為增加產業產品附加價值,整合產官學研各界相關資源,學會將積極深耕工業基礎技術中最主要的精密技術,以掌握製造關鍵性設備、零組件和原料及製程技術,期能紮根精密工程技術能量,提升台灣工業的世界競爭力。

 
      台灣精密工程學會成立大會會員合照(2015.1.30)                                  

      

參考文獻

[1]       American Society for Precision Engineering (ASPE) website, http://aspe.net/about-aspe/constitution/.

[2]     C. J. Evans, “Precision engineering: an evolutionary perspective,” Phil. Trans. R. Soc. A, vol. 370, Jul. 2012, pp.3835-3851.

[3] R. V. Jones, “Precision engineering from supertankers to integrated circuits,” Prec. Engi., vol. 1, iss. 1, p. 3.

 
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2015年2月8日 下午8:14
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