本文摘要:(由ai生成)
作者在2022年深入探讨了智能制造与数字化技术,强调系统边界认知的重要性。他提出工业大数据分析需超越相关性,重视数据质量与模型稳定性,并关注信息集成。他认为数字化技术对各环节影响不同,并强调长期主义与创新。作者还讨论了因果统计、技术经济性与创新,认为关键在于需求认知与持续改进。此外,他分享写作经历,强调独立思考的价值。
令人困惑的2022年就要过去了。这一年受疫情的干扰太多了。但幸运的是:思考问题的时间也多了一些,有了一些新的认识,值得总结一下。对一年的思考进行总结,也是我多年来的习惯。
今年最深刻的认识,或许是对系统论的思考。
我讲智能制造和数字化技术的意义时,一定会谈到间接和长远意义。其实,任何一项技术,如纳米、激光、光伏都有间接和长远意义,数字化技术有什么特殊吗?
回答是肯定的:数字化技术可以作用于各种类型和规模的系统,全面影响与人类相关的各类系统。从系统角度看,一辆汽车、一家工厂、一个国家都是一个系统,数字化技术可以提高任何一类系统的性能。从系统的角度、控制论的角度,能够帮助我们用统一的视角理解各种数字化技术、认识这一技术的不同之处。
对系统边界的认识,是理解科技进步的钥匙。
人们在建立一个理论体系的时候,总是会给出一些“假设”,并在这些“假设”的前提下展开讨论。一个好的理论,往往对多数人、多数情况有指导作用。这就是其普适性。
但是,人们往往并不习惯于“常规”的做法!
比如,人们希望发大财、实现财务自由,而不是日复一日地靠工资生活;有人希望在理论和技术上做出突破,而不是做些传统的工作。这时就会发现:成功的原因往往并不能用常规的规则来解释。要解释这些不同常规的人和现象,要重新审视理论的规则。
《黑天鹅》这本书就讨论了这样的一些问题。人们思考问题时,需要把常规与特殊分开。要认清常规与特殊之间的边界。
从概率统计到工业大数据分析的转化,本质上就是这样的、理论边界的突破。
上海封控期间,我为交大的研究生特别地准备了一堂数据分析课。我用上述思想,系统地构筑了这门课的基本逻辑体系。这个逻辑体系的基础就是:传统的数据分析基础丧失了、边界变化了,需要在新的基础上建立工业大数据分析的理论体系。
这个想法其实很早就有了。5年前,清华大学数学系的老师们请我们几位吃饭。美国宾州大学的林教授说:我们搞了多年的数理统计。大数据时代来了,难道都没用了吗?我当时就和他谈了统计学的边界问题,认为要用大数据的方法重建统计学的边界。林教授听罢,给了很高的评价。
我今年的进展,是对这个想法体系化了。
现实中的数据,往往并不符合概率论或者数理统计理论的前提要求。工业大数据时代的特点:是我们有条件重构统计学的边界。工业大数据的本质并不是数据量大,而是数据的质量高——当然,数据质量是一个比较复杂的概念,最核心的内容是完整性好。从某种意义上说,重构数据分析边界的过程,就是回归科学的过程。而重归科学的过程,就是提升数据分析确定性的过程,是“防止被数据欺骗”的过程。
工业大数据分析应该(也只能)“起步于相关性”,但却“不终止于相关性”。而“起步于相关但却不终止于相关性”这句话,是可以系统展开的:比如,相关性是如何产生的;再如,如何根据现实的条件验证因果性。这样,大数据条件下的数据验证,是个需要系统研究的问题。我突然意识到:我多年来的一些方法积累,就是做这些事情。
当然,这么做是需要基础的,关键是数据质量。数据质量是需要企业自己建立和管理的基础。没有这个基础,数字化应用就是沙漠上的大厦。
从数据分析(或者根因分析)进入数据建模时,我们也遇到同样的问题:模型的边界在哪里?
工业应用用到模型的时候,最头疼的问题是稳定性问题。我把模型的稳定性问题,归纳为几种具体的情况。这种现象的本质原因,是我们在应用模型的过程中,不知不觉地超越了模型适用的边界。
这些问题是如何引起的?又如何处置呢?
对于工业这样的大系统,系统本身的变化是难免的。而针对系统的模型自然也是会变化的。况且,人们原本就很难针对大系统建立准确的模型。于是,我们认识到:工业的传统做法是无比科学的——在不断尝试的基础上,记住成功的做法,在此基础上不断改进。于是,我最推崇的大数据建模思想也就是一种普适性的做法:自动地捕捉、记忆过去的成功做法,并在应用过程中不断地修正。这就是我常说的:打高尔夫球的做法。从某种意义上说,这就是控制论思想的应用啊!
过去我发现:宝钢的引进技术中,用了很多类似的做法。当时认为这只是一些特殊的用法,并没有特别当回事。现在意识到:这才是真正的、普遍适用的办法,是工业大数据建模最基本、最有效、最通用的做法。这种做法,其实是把统计建模、工业机理、控制论思想和软件方法的融合。
做数字化转型需要解决信息集成问题。我很早就注意到:在工业APP和数学模型开发的过程中,似乎与信息集成有密切的关系。今年意识到:按照上面的逻辑,信息集成对建模是必须的:针对复杂大系统建模需要两类信息,即关于场景的信息和关于特定场景下建模的信息。而这两类信息是来源于不同的系统的:前者往往来自于管理系统,后者来自于控制系统。
大家可能注意到:我谈的模型和别人谈的模型不是特别一样。我后来意识到:我谈的模型,其实更多地针对生产过程而不是研发过程。从整个数字化技术的发展来看,数字化技术对研发的影响比对生产的影响大。
我的观点显然与我在宝钢的20年工作经验相关。由此,我把数字化技术的应用分成三大类:生产制造、设计研发、销售采购。数字化技术对这三类问题的影响其实很不一样。相比之下,数字化技术对生产制造过程来说,主要是支持持续改进,提升企业在“红海竞争”时的竞争力;而在设计研发、销售采购等领域,则可能会遇到崭新的“蓝海”。很多人并没有把这个定位想清楚,会导致一些不必要的幻想。另外,推进数字化技术时,离散行业(尤其是研发设计环节)的一个重要瓶颈是计算复杂性;流程行业(尤其是生产制造环节)的重要瓶颈是不确定性。这个差别其实也是蛮大的。
大数据引发了新一代的人工智能。而我谈的人工智能和学术界谈的不一样。这种差别,可以从多个角度看到。
过去,我把工业的智能称为“吴淑珍式的智能”,把学术界关心的智能称为“巴菲特式的智能”。今年,又发现了一种区分的角度:学术界研究的智能往往是针对人的、是“读心术”、是难以用科学原理推导出来的;而工业的智能往往是针对物的,是可以用科学原理解释的。这也导致了商业上的大数据分析和工业大数据分析是不一样的工作。
我觉得:一个人对工业的理解深度,很大程度上体现在对“稳定性”的理解。学院派专家的特点之一,就是对“稳定性”的理解不到位。
从稳定性出发,可以牵引出管理、标准、质量等概念,进一步引出数字化技术的作用:提高管理水平、标准化能力和质量水平。数字化技术,可以让管理水平和能力逼近极限、真正实现端到端地解决问题,可以让“入精微以尽广大”。在这个过程中,可以让企业的管理和技术人员“不做救火队员”、“不犯二次错”作为中间目标。
数字化技术的价值,要长期看。我这里说的“长期看”,是要理解“长期主义”的价值。我们追求的无人化、高质量、远程化、智能化,其实都是要通过长期主义才能实现。搞工业离不开长期主义。可惜的是:真正理解长期主义的人有多少呢?理解了长期主义,才能理解从现实出发,才能做出长期规划。
谈到这里,要提到另外一件事:据说有做因果统计的人获得了大奖(诺奖或图灵奖)。我认为:工业人的做法和这些理论应该是不一样的——我们的工作一定是在有限条件、有限时间内做出的,是要讲究经济性的。所以,工业人的数据分析会强烈地依赖于人的知识和经验,个性化强和通用性弱。
做学术研究的,一定要掌握“边界拓展”的思想。我的朋友老周今年写了一本《估值原理》。我对他说:你做的学问,是把经济学、金融学的边界,拓展到了人类学、社会学。老周是金融学博士出身、祖父周谷成先生是历史学家。他发现:真正的大富大贵其实并不能通过金融学的理论来解释。为什么人们可以靠房子、靠收藏、靠创业致富?茅台为什么会这么值钱?他思考了很久,豁然开朗:估值的本质是估算人的地位。这样一个原理,甚至适合鳗鱼苗的估价。
理解了系统边界拓展的意义,让我明白了很多事情:中国为什么要改革开放?老子的思想为什么会保守?科技发展和技术创新停滞会带来什么?人类为什么要从事基础理论研究?中国的创新和国外有哪些不同?......
今年对技术经济性的认识更加深入了。
我意识到:推技术数字化技术的根本难点,几乎都可以归结到技术经济性;而工业APP、工业大数据等技术的爆发,最根本的因素也是技术经济性发生了改变。也就是说:这些技术成为热点,主要不是技术可行性发生了变化,而是经济可行性发生了变化。所以,我们看到很多成功的应用,算法和方法上几乎毫无新颖之处,却创造了价值。
把技术问题转化成技术经济性问题,是一件非常有艺术性、有思想性的工作。我意识到:提升数字化技术的经济可行性,一定要关注知识的复用。最近国内工业互联网技术发展的一些亮点,往往可以归结到知识复用。商品化是知识复用的重要形式。我国许多企业做技术时,会做工程项目而不会做产品、更不会做商品,这会导致技术经济性下降。做产品和商品的重点,不是实现功能,而是促进通用性和稳定性。
商品化的基础是市场,但没有足够大的市场就不会形成商品。我国经常是有需求无市场。另外,在发展中国家,高科技很容易面对市场失灵。这个问题值得执政者深思。当然,所有过去的不足,都可能成为未来的机会。
我对技术经济性的偏爱,很可能与我在宝钢的经历有关。注重经济性的人,评价一个技术的标准往往和别人不一样:不是关注技术本身的巧妙,而是关注价值发现的巧妙、需求认知的巧妙。喜欢用最简单、最经典的办法,解决一个巧妙的问题。我们后面会谈到,巧妙地地认识需求,是创新的关键。
在生产过程,智能化与精益思想的结合是一个必然的发展方向。我现在意识到:这个方向发展的关键,也是技术经济性:只有当数字化基础相对较好的时候,这件事的技术经济性才能较好地实现。现在看来,在许多地方还需要等待和沉淀。
谈智能制造时,人们头脑中的思想常常是无人化、远程化(我今年特别意识到远程化的长期意义)。过去,我们总是急于否定这种认识。其实,这确实是人类的理想。但是,在通往理想的道路上,人们首先要服从的是经济性。长远看,两者必然实现统一。打个比方:“无人化、远程化”就像“大河向东流”的趋势;而“经济性”则是“水往低处流”的具体动力。一般来说,只有经济发展到一定的程度,人们才关注自身的劳动舒适性;无人化和远程化的经济价值也才会提升。
对创新的思考
多年来,我一直强调机会的重要性:抓不住机会,基本上不会成功;抓住机会,可以用很简单、成熟的方法取得成功。所谓的抓机会,就是抓住前人没有的条件、针对过去没有的需求。这样可以避免与前人竞争。
与抓机会相比,我特别讨厌追热点:一个新概念、新名词来了,一大堆人就拥了上去。在我看来,赶热点的人往往抓不住机会,往往只能做肤浅的工作。事实上,伟大的成功往往都不是出现在聚光灯下。所以,强调创新要抓机会而不能赶热点。
但仔细想想,这个观点其实很容易让人产生困惑:机会一旦产生,很容易形成热点。比如,数字化、网络化的机会产生后,它就就会变成大家追逐热点。所以,抓机会与赶热点往往针对同一类问题。如何解决这类矛盾呢?
我意识到:解决这个矛盾的出发点在于:创新往往起源于个性化需求。凡是与个性化需求相关的问题,往往很少人去做。所以,针对个性化需求的创新,往往可以同时做到“抓机会而不是赶热点”。
创新起源于个性化需求。了解个性化需求的前提就是要深入实际。这一点又与我们一直强调的深入现场、深入实践是一致的。特别有意思的是:数字化技术的一个重要作用,就是帮助我们发现现场的个性化需求。
创新是起源于个性化需求,却不止步于个性化需求。从个性化场景产生的需求,经过提炼、升华,可以形成真正的创新。我很早就发现:数字化转型和创新有很多相似之处。后来终于想明白了:制造企业的数字化转型,往往是个性化非常强的。
在外部机会出现以后,创新的重点就是认识(个性化)需求。这一点其实特别不容易。我意识到:创新的需求往往是潜在的。也就是说,创新的直接困难就是需求的清晰化。为了高清“需求清晰化”的内涵,需要研究“什么导致了需求的潜在性”。事实上,导致这种现象的原因很多。比如,需求的综合性、需求描述的复杂性、利益的冲突、人的见识等等。
人的见识为什么重要?我意识到:人们提出需求的时候,其实都是潜伏者解决问题的思路和方法——如果缺乏思路,也就提不出合适的需求。需求的潜在性还有一个重要的原因:就是需要解决根本问题。而根本问题,往往是被表面问题所掩盖的。另外,当需求涉及到利益冲突的时候(比如个人、部门利益与整体利益冲突),人们就会设法掩盖真实的需求。这是数字化转型中常见的问题。
善于创新的人往往比普通人想得更深一些。那么,什么叫“想得更深一点”呢?我发现:所谓“想得更深一点”,往往就是能够发现潜在价值、间接价值、长远价值、综合性的价值。总之一句话:别人看不到的价值,他能看得到。要做到这一点往往对技术之外的场景有更深刻、更加综合的认识,甚至要对经济和社会发展要有一定的认知。这也算一种“突破边界”的思维吧!
创新要想得长远,但不是鼓励胡思乱想。我喜欢引用一个典故:叫花子捡到一个鸡蛋。他想让这个鸡蛋孵化成鸡,并继续下蛋;再把这些蛋孵化成鸡、并继续下蛋;鸡蛋多到一定程度就卖掉;用卖鸡蛋的钱买牛马让它们生崽,并把上述逻辑持续下去,直到成为大富翁。真正的创新者,不是这么无厘头地无限联想:创新者的联想往往是需求驱动的,要考虑各种困难和意外。创新者需要工程思维。否则,所谓的创新就会沦为游戏或闹剧。我发现:很多缺乏创新经验的人往往就是这么做的。他们思维的特点之一是没有数量的概念、数据分析能力弱。我发现:疫情期间几位著名的“砖家”,都是不擅长分析和使用数据的。
从某种意义上说,需求的清晰化更像艺术,充满智慧。而创新的巧妙之处,恰恰就在这里。很多人认为创新的难点在技术本身:这其实是技术跟随时代留给人们的印象。真正的创新,关键在于对需求的认知。
我曾经研究过国外的创新,比如美国和日本企业的研发管理。我先后发现过两类问题:第一类问题是我们学习国外先进经验的时候经常走样、没有学到精髓;第二类问题就是:国外的经验很先进、值得我们学习,但他们后来却都失败了!过去,我关注第一类问题比较多,主要原因是我们的许多学院派专家缺乏常识。今年才意识到第二类问题。
第二类问题让我意识到:像中国这样的发展中大国,创新和国外是不一样的。比如,有人说日本人创新能力差、因为他们只关注持续改进。事实上,日本人失败的东西,或许正是我们现在最需要学习的东西。日本人靠持续改进无法支撑技术进步,是因为日本的人均GDP高、市场相对较小。但中国目前的发展阶段,恰恰应该注重持续改进。我曾经打了一个比方:1000两银子对荣国府是远远不够的,但却够刘姥姥吃几辈子的。
所以,研究创新切忌从理论到理论,一定要真正地理解实际。
今年的疫情给我带来的最大收获之一,就是逼着自己反复确认:要靠自己把问题想清楚、要做自己的第一负责人。大家也应该认识到:这个社会上,许多专家的话是完全不可信的。要“扼住命运的咽喉”,必须有能够独立思考的脑子。我们能够信任的是逻辑、是常识、是数据。我们要把握这三点,才能在激流和动荡中把握自己的命运。
今年三月,我把酝酿了七、八年的一本书交稿了。上面这些思考,也与这个写作过程相关。几经周折,估计距离出版的时间不远了。写书太累了。我不知道:这一生还会不会写出第三本?
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