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专家先生,您真的理解工业技术吗?

1年前浏览552

    中国科技界喜欢跟风。一夜之间,智能制造、大数据、工业4.0、互联网+等名词突然成为街头巷尾热议的话题。其实,喜欢跟风的背后,很可能是缺乏独立思考能力、只能人云亦云。在笔者看来,很多“著名学者”其实是不理解工业的。

 

要理解现代工业,必须深刻地认识几个词:低成本、高质量;安全、稳定、可靠;高效率、低能耗、低排放。在很多情况下,生产某个产品、开发某个技术并不难,难的是达到上述要求。而且,随着市场竞争压力不断加大,办好企业越来越难、技术创新也越来越难。下面仅从可靠性方面,讨论工业技术到底难在什么地方。

前些年,有多个地方的农民兄弟用土办法造出了能够上天的飞机;但是,举全国之力建造的商用大飞机至今尚未取得商业飞行的资格。但这并不意味着农民的水平高、大飞机公司的水平低,而是反映了技术原理和商业化技术之间难度的差别。
 

一般来说,要是高技术,对可靠性的要求越高。笔者常讲两个故事,从正反两面说明工业界对“可靠性”的要求是何等之高。

 

一个故事说的是神舟飞船。在一次安装作业过程中,某人将一根头发掉入设备中。于是,安装工作停止。几十位专家连续讨论了3天。直至确认这根头发不会对安全产生严重影响,才继续安装。另外一个故事说的是中国自主研发的动车组“中华之星”。为了这项技术,包括几十位院士在内的很多科技人员付出了大量的心血。但是,仅仅是因为验收过程出现一次小小的故障,铁道部就把这个设计否决了,让“中华之星成了流星”。

可靠性要求高并不是故意刁难,而是确有必要。因为“不可靠”造成的危害太大。在上面两个例子中,设备运行时一旦出现故障,很可能会伴随巨大的人身伤亡和财产损失。
 

在工业界,许多做法常常会达到令人难以想象的程度。制造机器人的时候,为了减少零件之间的缝隙,需要极高的加工精度。但缝隙过小会给安装造成困难。为此,先要把某些部件放在零下几十度的冰箱里“冻”一段时间,等零件缩小以后再装上去。这种苛刻的要求也是有道理的:机器人一般用于充当生产设备:如果本身的精度不高,就会影响所有产品的质量,负面影响被成千上万倍地扩大。
 

为了达到可靠性,人们付出的心血和代价也是巨大的:往往要比实现基本功能的付出多得多。笔者开发工业软件时,常用这样的说法来形容:“1行代码,10行防错;1%的代码用来完成基本功能,99%的代代码用来应对异常。” 这样的工作,做起来更难:你怎么知道生产过程会出现什么异常? 如果对生产不熟悉,根本无法预估可能出现的问题。所以,程序代码里面凝结的是多个领域的综合性知识。有些几千行的控制软件可以卖数百万元,就是这个道理。这种做法看似“变态”,其实也是不得已而为之:一旦因程序故障影响生产,损失将难以估计。
 

高可靠性是怎样导致工作量剧烈上升的呢?打个比方:一个技术方案,可能有10个潜在的漏洞;为了防止这10个漏洞,可能要找到10个预案;但是,每个预案本身也存在10个漏洞;要提高可靠性,就要为这10个预案准备100个预案。于是,随着可靠度要求的提升,问题的复杂度和工作量会指数型上升。
 

在编写这种程序的时候,我一般喜欢选用简单的方法。因为简单的方法容易想清楚、故而不容易出错、可靠性高。其实,很多工程技术人员都认同这种做法。据说,阿波罗计划中采用的每一项具体技术都是成熟技术。因为成熟技术经过了实践检验、可靠性高!

国内有些学者,盲目追求“先进”,而对可靠性要求认识不足、研究不透。故而他们的技术难以被企业界接受。这是很正常的。
 

由于技术问题非常复杂且问题的关联度很高,有太多的具体问题需要解决。一项技术走向成熟需要付出长期努力。无论领导和资本如何重视,都难以加快研发的进程。GE公司有位长期从事3D打印材料研究的老专家认为:即便是资本的大量投入,技术的发展也不会太快。他给出了一个形象的比喻:一个女人可以在10个月生出1个孩子;但找来10个女人也不会在3个月生出1个孩子。

 好的技术要靠长期积累,就是这个道理。但是,等到技术成熟的时候,“热点”可能早就过去了。按照某些评价指标,这些技术并不“先进”。

 

一般来说,对工业界理解越浅,对问题的复杂度认识也就越少。于是,对问题的难度也就会抱有不切实际的信心。有些知名度很高的“专家”,人生的履历就是从学校到学校、靠论文起家,根本体会不到这些困难。工人师傅有句话:条件不明决心大、问题不清办法多。有些人的目光很“超前”、语出惊人、往往是因为缺乏实践经验。老子说:“信言不美、美言不信”。这些人的危险之处,在于他们的盲目乐观会把企业引向深渊。这种纸上谈兵的专家,和葬送几十万赵国大军的赵括有的一比了。笔者认为:能认识到工业界困难的人,才有资格引导制造业的技术创新。
 

我们经常发现:“先进的技术不实用,实用的技术不先进”,就是这个道理。而中国的科技评价制度,往往以论文、先进性作为评价指标,并伴随对经济效益的浮夸,这种现象会对中国的科技发展造成极大危害。当然,我们的评价制度之所以不合理,原因之一是:参与制定制度的人,本身就是靠这样的逻辑成为“著名专家”的。

前面说的,还仅仅是对可靠行的要求。如果综合考虑“低成本、高质量;安全、稳定、可靠;高效率、低能耗、低排放”的要求就更难了:因为这些要求常常互相矛盾。

来源:蝈蝈创新随笔
材料机器人控制
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首次发布时间:2023-07-19
最近编辑:1年前
蝈蝈创新随笔
只是把思考的日志搬运,不当之处...
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