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由汽車工程師,開車者,拼裝車至溫室工業

 

中興大學 生物系統工程實驗室 陳加忠

 
 

汽車已經成為人類不可或缺的交通工具,由其用途可區分成為貨車、轎車、客運車、工程作業車、救護車等。以貨車為例,由其引擎馬力或體型大小有大貨車、中貨車與小貨車等分類。汽車工業就是如許多采多姿。

汽車工業由其本體設計可知一部汽車包括機械、電機、化工與材料等基本學科,而汽車工業本身除了引擎工廠更包括無數的周邊工廠。每年有各種新型車展,有各地舉辦的賽車盛事。那麼一個汽車工程師的大學教育修習的課程是什麼?

以浙江大學機械設計製造及自動化學程中汽車工程專業為例,將其必修與選修舉例如下:其通識課程中與汽車工業相關即是大學英文,計算機概論,與四選一的程序製造基礎。

一、工程專業課程

微積分,線性代數,微分工程,大學物理,計算方法,數理統計,傅利葉轉換,工程化學,偏微分工程,工程圖學,機械製圖,機械設計,工程材料。

二、汽車工程專業課程

電工電子學,工程力學,材料力學,熱傳學,流體力學,汽車結構,汽車引擎,汽車電子與控制,汽車技術,汽車試驗,汽車理論,汽車設計,汽車新技術研究。

三、汽車工程選修課程

汽車引擎設計,車身結構與設計,汽車動力學,微處理機之應用,汽車電子控制,汽車環境保護學,汽車試驗之虛擬儀器技術,電腦輔助設計,CFD之設計應用等。

一個大學生修完上述這些學分課程,是否即能自己製造或設計一輛車輛,當然還是不行。還要經過實習與實作,再經過一段時間的磨鍊,才能成為汽車工程師。

汽車工業另一個行業是維護修理。針對現有的車輛進行定期維護,例如更換機油、煞車片等。修理工作則是琳琅滿目,自引擎大修至更換輪胎等。因此汽車工業帶動大批就業人口。

汽車工業之使用對象為開車者。開車之駕駛可以不了解汽車工程原理,不必對每一組件都能維修,只要遵守安全守則就可愉快上路。

在開發中國家則自汽車工業又發展出一種奇特的產業:拼裝車製造。由各種汽車的組件,拼出各種具有引擎動力,可運動,可裝貨的行走工具。拼裝車的精粗也有天壤差別。有豆腐渣式的載客車,也有奔馳鄉間的農用車。好用的拼裝車可在山上載運水果,可在平地稻田載送肥料與稻榖,也可在海灘大展身手。這種拼裝車的最大局限在於安全性。慢慢行走,坡度不大,轉彎幅度不大,還算是一個行走車輛。否則一不小心就造成車毀人傷。

汽車工程師雖然有專業訓練,但是還有其專業不能及之領域,那就是農業機械,或是稱為生物產業機具。這種機具之特殊性有兩項:

1.          行走地面:

非人為鋪設道路,而是田區。因此震動、泥濘、黏質土質等都必須面對。

2.          作業的對象:

農業或是生物產業其作業對象是生命。以水稻或是玉米為例,在設計收穫作業時,不僅要考量稻穗或是玉米穗之位置,還有設計一系列作業流程,例如脫粒,清潔,輸運及收集,而且所有的動作也都要考量生物的本質,不能造成損傷。

 

由於作業環境與作業對象之不同,汽車工業無法完全勝任農業機具之研發製造。在二十世紀,各個國家的農業工程領域一定有“動力與機械”此學門。在台灣,日本與東亞地區,則是成立農機工程系。

由汽車工業與農機工業加以討論,其工程師都是要經過嚴謹的工程學理訓練,但是農機工程師與汽車工程師的重點不同。農機設計可降低舒適度與豪華感的要求,作業人員的安全則不可忽略,而研發重點則是生物對象之處理。汽車工業出現各種拼裝車,農業機具也常常看到各種山寨版。

由汽車工業,汽車工程師可以觀察農業工程另一個領域:溫室工程。溫室工程也有稱之為設施工程,也是傳統農業工程的一個領域。溫室工程包括了結構設計(土木設計),機械設備(機械工程),自動控制(電機工程),資訊處理(資訊工程)與作物對象之了解(作物生理)。溫室工程以工程學理為基礎,但是溫室工程師一定要了解其對象,才能調節溫室內的微氣候,使其適合作物生長。溫室工程師在大學四年如同汽車工程師,必須研習工程之基礎學理與應用課程。其專業課程則是以溫室結構,溫室環控,溫室生產及管理等為主。

汽車工業有研發與製程工程師,有維修人員,因此開車者十分幸福,只要有錢就可以自己選購自己喜愛的車輛,只要有閒就可開車遊山玩水。還有一些特殊人物,對於汽車原理與結構下一番功夫。可以不計成本另外購買零組件進行改裝,使得車輛跑得更快,衝得更猛。改裝車輛是來自有錢又懂汽車的專業人員。相對地,拼裝車的出現則是來自開發中低所得國家之無奈。以現有的材料拼湊成可運動、可載貨的交通工具。

完備的溫室工業如同汽車工業,有研發工程師,有溫室興建公司,有維修服務公司。使用溫室之農民,如同開車者,只要預算足夠,即有溫室公司為其搭建溫室。農民則安心使用此溫室進行生產。

回看看台灣,至今尚未建立自主之汽車工業,也未有可在國際上市之品牌。在台灣農村,仍然存在各型拼裝車。拼裝車與農用車輛不同。專業之農用車輛有牌照,有製作公司,有安全防護裝置。拼裝車則是由拼裝者各顯神通。

歐系車輛進入台灣,往往因大氣環境之不同而產生種種問題,例如空調系統無法處理高濕環境,塑膠材料因紫外光強度不同而電線外披覆材料容易損毀。適用歐洲溫帶氣候之溫室來到台灣當然水土不服。

對一個使用車輛之開車者,並不需要如同汽車工程師修讀許多專業學分並且參加工廠的實務訓練。但是開車者除了經由訓練考取駕照,也要對於車輛有基本認識,例如貨車速度較慢但是載重力強,吉普車四輪傳動適於田野行駛,轎車當然適用於柏油路面。使用溫室者,對於選購溫室也要有基本的認識,至少瞭解溫室與遮雨棚、遮蔭網之不同,知曉環控設備之功能與性能限制。開車者與溫室使用者不需要是汽車工程師與溫室工程師。但是開車者至少不應該選購吉普車上山載運巨石。溫室使用者也不應該盲目進口溫室而成為日晒屋。

拼裝車輛與改裝車輛之不同在於前者是以個人經驗為主,無學理基礎,將汽車組件排列組合成為一個會動的車輛,主要問題是其性能與安全。改裝車輛是瞭解車輛之結構與各組件之性能,自行添購組件增強性能,那是有一定技術水準者才有之作為。拼裝溫室與設計溫室之不同也是如此。未有學理基礎與實務經驗,拼裝的溫室即是搭建一座透明屋,濫裝各種設備。

台灣溫室產業的發展卻是一種畸形進展。溫室之研製興建不是來自溫室工程師,而是來自農業官方研究人員,再加上工研院的雇員。

農業研究官員,以農試所花卉中心之人員為例,對於溫室進行研發興建就如同開車者自行拼裝或打造一部車輛。由於沒有溫室工程之嚴謹訓練,而且忘記自己只是“車輛使用者”之角色。因此完成之溫室如同拼裝車輛,有各種奇形怪狀,就是無法順利上路。

工研院雇員是來自各種工程單位,都有一定的工程基礎訓練,但是對於應用對象作物本身缺乏了解。如同汽車駕駛人將轎車開進水田之結局。由於對植物不暸解,才會創造出LED增產筊白筍的神話故事。

在台灣之研究單位。無論官方之農試所及改良場,或是工程背景之單位,都可看到各種奇形怪狀之溫室。有些是引進,有些是拼裝。如同台灣鄉間仍可見到各種拼裝車輛。在國外,一些有錢有閒的愛車族,以專業知識改裝自己的愛車。在台灣,也是一些有錢有閒的官府人員,沒有溫室工程之專業,也在台灣拼裝出各型各樣的溫室。如果這些經費都是來自個人口袋,這些溫室是否可能存在?

 

台灣汽車工業未能壯大,有其時代背景。面對國際競爭,自身進展太慢也是一項主因。二十一世紀全球氣候劇變,溫室在農業生產更為重要,溫室工業的國際競爭更加激烈。台灣能否在溫室工業走出自己的一條生路,或是步向汽車工業之後塵,還是更加不足?