记录和分享设计计算是工程师职责中非常重要的一部分。工程师在开始职业生涯时通常使用Excel进行计算，作为解决和记录基本方程式的快速手段，但随着时间的推移，他们发现当涉及到高级数学时，Excel存在一些限制，常常需要变通方法，并且很容易花费时间来发现错误。

      工程师需要易于使用的计算软件，简化创建和更新设计工作表，并且许多人正在寻找将Maple Flow作为电子表格格式的替代方案。本文展示了工程师通过从Excel转换到Maple Flow可以在4个关键领域提高其生产力和工作流程的方式。

      Maple Flow作为与工程师处理设计方式相一致的计算软件脱颖而出。使用Maple Flow，您可以捕捉您的思维过程，减少导致延误的错误，控制不断上升的成本，并避免意外的结果。

      每位工程师在职业生涯的起步阶段都会接触到Excel®。打开一个工作表并开始输入数值非常简单。在这里进行一次快速计算，在那里添加一个乘数，在获取新信息后更改数值，然后也许用这个数字重新计算一下，看看结果会是什么样子。数字看起来不错，于是你开始着手建造一个原型。

        与此同时，该电子表格被共享给另一个团队，其中的某人添加了几行内容，更改了一些原始数值，并引入了一些无法追踪的错误。几个月后，没有人知道这些数字的来源，但项目团队却一直在这些错误计算的结果基础上进行着数月的设计工作。

       晦涩难懂的公式，加上对数据来源及方程式求解方式缺乏可见性，给错误留下了空间，从而导致了不可取和甚至灾难性的后果。

        电子表格错误的高风险性

2015年，对企业和操作电子表格中错误风险的研究¹显示，对于复杂电子表格（具有100个以上带有公式的单元格），特定单元格存在错误的平均概率为3.9％，但这很快就会在多个选项卡和页面上蔓延，导致研究的文件中，平均有94％至少有一个错误。

    报告还研究了在使用电子表格时出现的错误类型。在一项研究中，平均有45％的错误与基础数学有关，例如方程式的使用错误，而23％的错误与在Excel中输入值的机械方式有关，例如使用不正确的单元格引用或在错误的位置进行复制粘贴。这些错误更常见是因为Excel公式被隐藏起来了。这表明在质量文件审查过程中检查贡献计算的重要性。

      电子表格的现代替代方案

事实仍然存在，尽管Excel有其用途，但它根本不是为高级数学计算及其支持文档而设计的。工程师和科学家需要交互式数学系统，使他们能够使用标准数学符号编写描述问题的方程，如 ，然后通过以自然方式处理这些方程来解决这些问题。

      Maple Flow是专门设计用于开发、记录和解决工程计算的交互式数学系统的最佳示例之一。借助先进的Maple数学引擎，Maple Flow可以访问全面的求解器范围，涵盖工程数学的所有主要领域，以技术文档环境将文本、计算、图像、图表等结合成一个单一文档。由于Maple Flow专为高级数学计算而设计，并允许工程师捕获设计工作流程以及结果，因此Maple Flow提供了许多Excel无法提供的好处。

本文审查了工程师使用Maple Flow而不是Excel可以改善其生产力和工作流程的4个关键领域。

1.全面的数学功能

      工程项目的理想工具应该能够处理各种学科领域的复杂计算。

      Excel本质上是一种商业工具，已经发展到能够处理一些非商业计算。其函数库现在包括许多数学和工程函数，但不能处理诸如微积分之类的高级函数，也不能直接提供函数的图形。要绘制函数的图形或评估绘制曲线上的点或梯度，必须将底层数据排序为可以用来创建图形和图表的表格。

      Excel还提供了Visual Basic应用程序（VBA）宏，允许用户创建自定义函数并自动执行频繁执行的任务。但是，宏通过操作电子表格来工作，这不是解决问题的自然方式。

      Maple Flow具有涵盖几乎所有数学领域的5000多个函数，包括微积分、微分方程、统计学、线性代数和变换等。它支持数值计算以及高度精确的符号计算。通过符号计算，用户可以在不为变量赋值的情况下评估表达式。Maple Flow提供了用于大规模代数和数值问题求解的工具，并使用Maple计算引擎中的世界领先算法来解决其他任何软件系统无法解决的问题。

      Maple Flow还包括一个功能完备的编程语言，可用于创建脚本、程序和完整应用程序。设计用于数学计算，它包括专门用于操作数学对象和方程的内置数学数据结构、操作和函数，非常适合进行高级工程计算。

2.自然的数学符号

      工程师希望使用变量、常量和运算符来描述问题的方程，并以逻辑方式解决这些问题。一个有效的工具必须能够支持用户按照他们想要的方式工作。

      Excel不支持标准的数学符号。像((B12+2*$A$1)/A12)*2.1328这样的表达式并不代表工程师表达问题的方式，Excel也不能让工程师自然地操作方程式。方程式的求解没有连贯性，你必须在单元格之间跳来跳去才能看到计算是在哪里进行的，以及结果被用在哪里。Excel的方程式功能以平面格式显示方程式，有点类似图像，需要手动进行任何更新。

      通过Maple Flow的自由形式画布，工程师可以使用标准数学符号以直观易读的方式编写方程和公式。然后，Maple Flow让您以自然的方式解决问题，每个步骤都清晰可见，并有良好的文档记录。在展示和解决微分方程以及使用高级微积分时，这特别有帮助。在Maple Flow中，您可以看到输入值来自何处，以及结果被用在哪里，从而可以轻松更新和操作文档中的数学内容。

      Maple Flow使工程师能够以与手工计算类似的方式解决数学问题——尽管速度更快，没有错误，并且拥有许多超出手动操作范围的求解器和分析工具。

3.统一科学计算单位系统

      工程计算涉及具有单位的值——表示质量、速度、电阻、密度等。用于工程计算的工具必须足够健壮，能够识别和正确处理单位以执行正确的计算。

        Excel不是为科学计算而设计的，也不以直观的方式处理单位。您无法在Excel中对包含单位的数字进行计算，任何单位引用都必须单独添加，占用一个相邻的单元格。您只能使用函数调用将单元格中的数字从一个单位转换为另一个单位，例如，=CONVERT(C5, "ft", "m")。

      Excel的一个常见的困惑之处在于它默认使用弧度来计算正弦、余弦和正切等三角函数表达式，而许多结构工程项目参考的角度值是以度为单位测量的

另一方面，Maple Flow使工程师能够执行包含单位的智能计算，并且可以轻松地将单位从一种转换为另一种。通过SI和英制单位的菜单，它还提供对单位的支持，检查不兼容的选择，并处理单位的操作，以便将正确的单位分配给结果计算。例如，考虑方程式F=ma。在Maple Flow中，您可以将给定的质量乘以加速度，Maple Flow会将结果默认为牛顿。这在Excel中是不可能的。

4.设计计算的审查流程

       工程计算表不仅仅是其算术运算的总和。它们显示了属性、假设和要求，可以设置为显示审阅者的批准，并将设计与请求的设计结果联系起来。当由专业工程师创建和批准时，工程计算表还可以表明符合国际公认的标准，如欧洲规范、IBC/IRC或JIS。

      拥有健全的内部审查流程对于工程公司的成功至关重要。它使工程师能够验证假设、重现计算，并了解结果的来源。鉴于对于高级工程计算而言，清晰和准确至关重要，一个只提供结果的环境只完成了工作的一小部分。

      Excel主要设计用于商业应用，因此结果被优先考虑，而计算被隐藏起来。电子表格单元格隐藏了公式和单元格引用，需要额外的步骤来检查准确性。虽然Excel的内置错误检查功能通常会突出显示不良的公式语法，但是意外输入错误的单元格引用不会被Excel突出显示，并且仍然是一个严重的可能性——这需要耗费时间才能找到并纠正。

      同样地，Excel没有提供一种清晰的方法将注释和备注添加到工作流程中。在没有注释提供的额外上下文选项的情况下，读者可能会难以确定输入的来源，以及为什么使用某些数值。Excel支持向单元格添加注释，但它们并不容易识别。审阅者被迫在单元格的角落寻找红色三角形，以了解是否有注释，然后悬停在上面以阅读注释。注释本身不能包含超出标准键盘可用字符的非常基本的数学表达式。这简直不是传达重要项目要求或背景信息的好方法。

        Maple Flow是一个计算管理平台，其灵活的文档格式提供了一个丰富的环境，可以创建项目的完整工作历史。您的注释、备注、可视化和计算都保存在一个单一的文档中。审阅者可以轻松看到输入的来源，在做出什么假设以及为什么采取某些行动。这些文档是“活的”，因此如果假设发生变化，可以调整参数和公式，结果将在原始文档中重新计算。Maple Flow文档提供了一个开放的审计路径，降低了错误和昂贵延迟的风险，作为所有项目活动的记录。

Maple Flow平台还有助于保留组织知识。通过记录整个项目的工作流程，项目期间获得的知识被捕捉在一个可以在未来日期参考的活文档中。当员工离职或项目问题涉及为什么以特定方式执行某些操作时，这保护了公司。

5. 结论

      同样地，Excel没有提供一种清晰的方法将注释和备注添加到工作流程中。在没有注释提供的额外上下文选项的情况下，读者可能会难以确定输入的来源，以及为什么使用某些数值。Excel支持向单元格添加注释，但它们并不容易识别。审阅者被迫在单元格的角落寻找红色三角形，以了解是否有注释，然后悬停在上面以阅读注释。注释本身不能包含超出标准键盘可用字符的非常基本的数学表达式。这简直不是传达重要项目要求或背景信息的好方法。

        Maple Flow是一个计算管理平台，其灵活的文档格式提供了一个丰富的环境，可以创建项目的完整工作历史。您的注释、备注、可视化和计算都保存在一个单一的文档中。审阅者可以轻松看到输入的来源，在做出什么假设以及为什么采取某些行动。这些文档是“活的”，因此如果假设发生变化，可以调整参数和公式，结果将在原始文档中重新计算。Maple Flow文档提供了一个开放的审计路径，降低了错误和昂贵延迟的风险，作为所有项目活动的记录。

Maple Flow平台还有助于保留组织知识。通过记录整个项目的工作流程，项目期间获得的知识被捕捉在一个可以在未来日期参考的活文档中。当员工离职或项目问题涉及为什么以特定方式执行某些操作时，这保护了公司。

你是不是在工程项目计算管理中用Excel