从继电器到工业软件:跨越60年的效率革命 点击:10 | 回复:1



gchui

    
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发表于:2025-09-17 15:26:13
楼主

我一直对历史颇感兴趣。我发现,只要将时间跨度拉大,许多问题便容易看得透彻。技术领域同样如此。把时间跨度拉大后,规律就容易显现,也便于预测未来了。


在工业4.0白皮书中,德国人把PLC看做第三次工业革命的标志性技术。这项技术为何如此重要呢?亚控的林总曾讲过,以往新建一座生产汽车的自动化工厂时,电气相关工作极为复杂、工作量巨大,还极易出错。PLC问世之后,工作复杂度明显降低,人工效率提升了好几倍,系统的安全稳定性也大幅提高。PLC的编程简便,简单培训就能上岗。如此一来,建设和维护一条自动化产线的难度与成本大大降低,效率却大幅提升。于是,大量的自动化工厂不断涌现。所以,PLC的发明推动了自动化技术的发展与普及,是自动化时代的关键技术之一。


如今智能化热潮的兴起,源于摩尔定律持续60年的影响。我常把摩尔定律的作用和冶铁技术作比较。在冶铁技术出现之前,农业生产效率很低。例如,有一种典型的耕种方法叫“点种”,就是用削尖的木头在地上挖坑,放入种子。然而冶铁技术出现之后,人们开始用铁制成犁来耕地。这样,农耕的劳动效率得到极大提升。随着农业生产力的提升,把人类从奴隶社会带入封建社会。人们可能会问:冶铁技术发明之前有铜,为什么不把铜制成犁来耕地呢?其中的道理在于:用铜做犁在技术上可行但经济上不可行。当时铜非常昂贵,人们舍不得用铜制作犁。因此,冶铁技术的本质作用,是降低了金属工具的成本,从而让金属工具具备经济性,进而促进金属工具的应用,推动生产力发展、生产关系变革。


同样,摩尔定律的发展,降低了数字化技术的成本,为工具的产生与普及创造了条件。最早的PLC是利用分立元件和中低规模集成电路制造出来的,是数字化时代较早期的一种工具。截至目前,摩尔定律已延续60年,企业现在最需要什么样的工具呢?我认为,大概就是各种通用的工业软件以及满足个性化需求的平台。


这些工具的本质是提升做事的效率与质量。有一个重要的问题,很少有人深入思考:它们是谁的工具?比如说,PLC是汽车厂的工具吗?在我看来,PLC首先是建造汽车厂的电气工程师的工具,其次是汽车厂里维护电气设备的工程师的工具。也就是说:所谓的工具,是运用这些技术做事的人的工具。


数字化时代的工业软件和平台,也是直接使用这些工具的人的工具。人们谈论数字化工厂的时候,经常会提及智能决策、数据分析、模型优化等工作,而这些工作都是需要专业人员来完成的。平心而论,这些工作的效率很低、对人的专业素质要求很高,工作失败的概率很大。我们需要做的,是给这些人提供工具。


在宝钢等先进企业,智能决策、数据分析、模型优化早就不是新鲜事物了,从我师傅那一代就开始从事这些工作了。现在这些工作成为热点,并非技术上有何新颖之处,而是摩尔定律等带动的经济逻辑发生了改变。


对于许多企业、许多场景而言,过去做这些事不划算,现在做这些事划算了。这种“划算”是由工具直接带来的,像各种CAD、CAE软件、各类数据分析软件、各种数据采集软件、各类平台等。当然,这背后离不开摩尔定律持续发展这一决定性因素。


然而,就目前而言,数据采集、数据建模、数据分析、工业APP开发的效率仍然很低,对技术人员的素质要求很高。这恰好表明,相关工具是重要的发展方向。


我强调“工具”的内涵是这样的:没有工具,这些事情过去也在做;有了工具,可以低成本、高效率、高质量地去做。如果一件事能够低成本、高效率、高质量地去做,技术的经济性就能极大提升,从而带来革命性的变化。如果工具的开发者,优势不在“让用户低成本、高效率、高质量地做事”这方面,这种工具必然会被市场淘汰。


判断工具是否重要,还要考虑另一个因素:这些工具的使用频率是否很高。说到这里,我想起30多年前旁听软件工程课时听到的观点:在软件的全生命周期里,70%以上的时间用于维护工作。我当时想:软件开发出来不就差不多了吗?怎么还需要花费这么长时间进行维护呢?现在看来,对于真正成功的软件,这个比例一定是低估而不是高估了。Windows、微信、淘宝等软件维护的工作量,恐怕不低于99%吧?


在我看来,企业内部的信息化、智能化软件也应该是这种情况。系统开发完成后,不是开发过程的结束,而是维护过程的开端。一个系统是否具有生命力、生命力有多长,在很大程度上由可维护性决定。可维护性体现在维护的成本有多高、完成维护工作的时间有多长。很多企业上了MES、ERP等系统后没有用好,本质上就是因为维护没有跟上企业需求的变化。从这个角度看,可维护性决定某些工业软件的生死存亡。


怎样才能让维护跟上呢?有条件的企业往往会成立自己的数科公司,据说现在国企已经成立了500家数科公司。宝信刚成立时,一个重要任务就是维护宝钢的信息系统。但是,对于绝大多数企业来说,成立数科公司是不现实、不划算的。另一种办法是采用SAAS软件,相当于共享维护能力;然而工业企业的个性化往往太强,做好也不容易。


智能化的一个重要特征是信息集成。信息集成意味着协同优化、全局优化的工作大幅增加。山东某钢厂,上线工业互联网平台一年多的时间,就开发了2000多个APP。这意味着系统的维护成为一种常态、一种工作量极大的常态。事实上,有了工业互联网平台,就容易把智能化与持续改进结合起来:通过软件实现持续改进工作,借助数据来分析原因、寻找对策。也就是说,系统维护已经成为日常的常态化工作。


所以,我过去多次强调:工业互联网平台、数字孪生,应该是支持企业持续改进的工具,方便人们增加新功能、维护已有功能,提高系统维护的效率与质量。今早看到雪萍发的一篇文章,西门子正在推广一款Xcelerator,本质上就是数据采集和分析者的工具;最近火热的Palantir,是数据分析师的工具。这些东西,本质上都属于我脑子里的工具。


技术发展是没有止境的。PLC发明之后,技术进步依旧迅速。宝钢一期工程于78年开始建设,距离PLC发明才十多年的时间。即便如此,宝钢一连铸还是应用了不少PLC。然而,上世纪末我第一次去宝钢一连铸电气室时被震惊了:数以百计的电气柜,规模庞大得令人咋舌。过了几年,我再去二连铸的电气室时,第二次被震惊了,整个作业区只有大约十来个柜子。我甚至有点怀疑,就这么几个? 宝钢一连铸和二连铸的建设相差不到20年,这种差异很大程度上是由技术进步造成的。我估计,这种进步也使得技术开发与维护的效率极大提高。


智能化时代的发展潜力,也是无限的。比如,信息集成带动更全面和广泛的决策优化,同时消除人类参与决策的“断点”,极大体提升决策效率和质量。


我在宝钢工作时,意识到一个问题:企业在考核贡献时,重点关注直接效益。这种做法有助于防止浮夸,有积极意义。但却不利于技术的本质进步。因为工具的作用,往往是间接产生价值的。这一点,希望能够引起企业管理者的重视。


摩尔定律的延续降低了制造工具的成本,工具带来了劳动效率的提升。人类与动物的最大区别,就是会制造工具。过去,人类社会的发展依靠工具,未来的数字化时代、智能化时代,关键还是要依靠工具。工业3.0时代如此,工业4.0时代亦如此。这是人类科技发展史告诉我们的道理。


来源:微信号 蝈蝈创新随笔

作者:郭朝晖

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发表于:2025-09-17 16:39:40
1楼

感谢分享!受益颇深!!!

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