<form id="aailz"></form>
    1. <nav id="aailz"></nav>
      1. <nav id="aailz"></nav>
      2. 伍強精品課堂:用科學的方法指導工作

        作者:尹軍琪 時間:2022/02/23 來源:伍強智能科技

        什么是科學的方法

                [百度] 科學方法是人們在認識和改造世界中遵循或運用的,符合科學一般原則的各種途徑和手段,包括在理論研究、應用研究、開發推廣等科學活動過程中采用的思路、程序、規則、技巧和模式。在心理學中,主要是指利用科學思維從事科學研究,從而得出所研究對象的本質和規律。人們正確認識世界改造世界的根本方法包括:對稱方法(含對稱邏輯思維方式、對稱平衡方法)、五維空間方法、復雜系統論方法、還原論與整體論相統一的方法、公理方法、典型分析方法、規范與實證相統一方法、邏輯與歷史相統一方法、抽象與具體相統一方法、原創理論與經世致用的科學評價標準等。這些方法作為人們正確認識世界改造世界的根本方法,也是人們進行任何一門科學研究必須應用的方法。

                用科學的方法得出的結論應是客觀的,可以被重復呈現的,只要具備了一定的條件。這一點對于系統和產品設計有很大的提示作用。科學的方法論有物理和數學理論作為基礎,它用定量的方式直接回答了系統的行與不行。用科學的方法進行系統設計,既可以通過數字仿真進行驗證,也可以通過過實驗進行驗證。實踐檢驗是最直接和最原始的方法,也是最有效的方法。但有時因為試驗的難度太高,或代價太大,在設計階段完成整個系統的試驗是無法做到的。

                科學的方法不是只憑借經驗,更不是憑借拍腦袋,而是建立在嚴密的邏輯推理及數學分析的基礎之上完成的。比如,當我們要設計一個建筑結構時,對于承重的購件設計,首先要滿足力學要求,可以通過有限元分析,對于比較復雜或重要的結構,有必要進行試驗。當我們要設計一款物流設備,如穿梭車,則計算、仿真、試驗皆不可少,此外,疲勞試驗也非常重要。對于需要支撐數十萬甚至一百多萬次作業的設備,如穿梭車和KIVA,其關鍵零部件的耐久性試驗尤為重要,也直接影響到產品的質量和可靠性。

                科學的方法和思維有利于我們破除迷信,敢于質疑前人的成果,敢于創新,并推動人類科技的不斷發展。

        標準的制定和意義

                什么是設計與產品的標準呢?通俗的講,即設計所需要滿足的基本條件和要求。如堆垛機設備的設計標準,要滿足包括機械、電控、維護、環境、運輸、安裝、用電、基礎、安全性等在內的多方面的條件和要求。設計標準是前人經驗的總結,或者是實踐檢驗的結果,其最大的優勢在于使設計更加合理和科學,避免出現一般性的錯誤和重復錯誤,以及在應用過程中增強設備或零部件的通用性等。在制造領域,標準化程度的高低,既影響制造質量和成本,也決定了制造業的總體水平。

                比如,堆垛機的設計中,有一項指標是巷道的寬度d。巷道寬度要保留多少才安全?一方面要看托盤的尺寸,第二則要看安全間隙是多少。安全間隙不僅要滿足堆垛機正確運行的需求,又要考慮托盤從入庫、存儲、出庫等過程中的安全性等問題。正常情況下,托盤本身尺寸和貨物尺寸要符合標準,其誤差不能太大。此外,還要考慮的問題包括碼垛的規范性,托盤在運行過程中的垛型保持,貨架安裝的誤差,貨叉停準的誤差,以及堆垛機停準的誤差等。設計規范則是在考慮以上要求后,給出一個建議的尺寸,可用于設計者參考。

                在物流系統集成過程中,我們經常遇到標準化問題。設計過程的標準化是第一個環節,也是最重要的環節。可以從幾個方面領會標準化的意義。

                產品選型的標準化:體現在產品的規格型號,什么樣的選型是符合標準的呢?有很多指標。如性能指標、可靠性指標、可購買性和可維護性指標、安全指標、用電指標、元器件指標、接口等。其中性能指標最為復雜,既有熟知的有關尺寸、速度、精度、噪音等指標,也有諸如使用壽命等隱形指標。

                性能指標的要求:標準化的一個重要方面是給設計的產品提供一個或多個門檻。如A級產品、B級產品、C級產品等,其門檻是不一樣的。這樣的目的主要在于為產品設置一定的門檻,為用戶提供一個選擇的機會,避免魚龍混雜。物流裝備行業是一個競爭激烈的行業,也是一個幾乎沒有門檻的行業,所以低價競爭、惡意低價競爭成為影響行業發展的毒瘤。在這種情況下,唯有建立標準,明確產品的性能指標,才能使產品的差異化得到體現,確保用戶的利益和行業的健康發展。

                有關表達方式的標準化:這在設計中幾乎是通用的。一項設計,往往是通過文字和圖紙來進行表達,表達的方式不同,效果也就不同。標準的意義在于提供一個一致的表達方式,使別的讀者可以迅速的理解設計的內容。

                人們對于設計標準化的要求,還在于盡量使設計變得簡單和簡練。比如說零部件或產品的種類規格盡量的少,以便于采購、生產、安裝、維護變得更簡單;比如說產品的零部件盡可能地具有通用性,設計的產品易于加工、運輸、安裝、維護等。標準化的在一定意義上可以使產品更加穩定可靠,通過減少規格,減少設計量,從而實現規模化生產,從而使生產成本大幅度下降。

        用理論指導實踐,用實踐完善理論

                科學的方法,一方面在于用理論指導實踐,另一方面在于通過實踐不斷完善理論,使理論升級。人類認識自然、認識世界、改造自然、改造世界的過程其實就是如此。理論的形成,是一個歸納、總結、抽象、提升的過程,是人類智慧的成果。用理論指導實踐,指導設計,我們就會有條不紊的推動工作的進展,并且在具體工作中,應用科學知識進行指導。比如要設計一座橋梁,在確定基本跨度、載荷的前提下,我們首先要對橋梁的結構形式進行規劃設計,要對每一個設計方案進行各種工況下的力學分析,必要時還要通過仿真試驗,驗證設計的可行性,從而確定橋梁的主體結構。橋梁一旦建成,我們還要進一步通過實測,對實測數據與理論值進行比對,看看他們之間的誤差是多少,從而提出修正意見,或為未來的設計提供參考。

                以最簡單的貨架設計為例,貨架的設計盡管簡單,但其力學分析卻并不容易。包括橫梁的連接方式,載荷的處理,計算模型的建立等。一般情況下,理論計算與實際必然存在誤差,只有不斷修正,計算結果才能與實際逐漸逼近。

                理論是一個不斷抽象的結果,為了敘述方便,或求解方便,往往要對實際的結構和邊界條件進行簡化,而這種簡化的結果必然會差生誤差。如何修正這種誤差,目前來看,只有試驗和實際測量才能解決。計算機仿真技術可以解決部分問題,但計算機仿真建模也是需要對現場情況進行簡化才能完成,所以,理論上計算機仿真也是存在誤差的。

                有時,實踐的結果與理論差異甚大,這是就要考慮對理論進行修正。很多科學發現就是在這種情況實現的。我讀大學時,有幸聆聽了葉開沅教授的板殼理論課程,在進行板殼大撓度變形理論的學習中,了解到板殼大撓度變形主要是由二階及以上變量所引起。這個發現也是由于實踐而完成的。一般彈性力學的處理,是舍棄二階及以上變量的影響的,但在板殼理論中,二階變量及以上變量卻起到了決定性作用。葉先生也因此成為影響一代人的力學大師。

                人類的認知總是受到自身能力的限制,而不可能盡善盡美,或毫無紕漏。很多情況下,設計者并不能窮舉所有情況,從而使設計留下漏洞。只有通過實踐的驗證,很多問題才會浮出水面,從而為進一步完善提供方向。計算機軟件設計尤其如此,不管測試如何全面,卻與實際總存在差距,由于問題的暴露需要長時間的積累,所以軟件系統的完善會是一個相當長的時間。這也可以解釋為什么一個優秀的軟件工程師,其經驗是非常重要的。

        重點攻關(關鍵技術,關鍵零部件)

                科學方法在實際應用中,除了科學理論外,也包含一些方法論。這在物流系統設計和產品設計中隨處可見。無論是一項產品設計還是一項工程設計,往往會遇到一些難以克服的難題,這些難題如果不能克服,則設計難以成功。難題成為影響項目和產品是否成功的障礙。比如在早期的起重機設計中,鋼絲繩就是一個難題。眾所周知,鋼絲繩在整個起重機的占比非常小,但重要性非常高。一旦鋼絲繩出現斷裂,就是非常嚴重的事故。因此,鋼絲繩的研究成為起重機研究的重點和難點之一,也成為一個重要的研究領域。據我所知,原來的華中科技大學楊叔子院士就是研究鋼絲繩探傷的著名專家。

                如何應用科學的方法對重點攻關技術進行指導,也有很多方面。科學的方法,有時也比較笨拙。比如產品的耐久性測試,就是一個典型的例子。我國的工業產品,客觀的說,有很多是不過關的。比如我們天天使用的門鎖或水龍頭,就是一個典型。為什么全世界認為德國的門鎖會比其它國家的要好呢?我遇到的一個例子也許可以回答這個問題。這是一個德國品牌的生產工業門的公司,他們的產品號稱永不損壞,我開始也很疑惑,他們如何做到?但在參觀他們工廠時,就突然明白了。在工廠有一個專門的試驗裝置,用于測試門的活頁和門鎖,每一項新的設計,都要經過這樣的測試,每個測試要求達到100萬次以上才算合格。如果不行,就要反復修改設計,直到達到為止。我當時就在想,我國的門鎖和水龍頭生產企業,如果都能做這樣的研究和測試,而不是簡單的抄襲復制,其品質也是可以達到很高水平的。我們常常對當下的浮躁風氣予以批評,但就是沒有人去做笨功夫,不按照科學的方法行事,所以只會永遠的批評下去,而看不到有所改變。

                我國已經是一個制造業大國,但如果不能在生產貫徹科學的精神,采用科學的手段,就有可能永遠不能擺脫低端制造的命運。其實,所謂低端與高端制造,其差距也許就在于是否采用了科學的方法。有些東西,如很多的工業產品,可以通過錢買來,但更多的東西,并不是錢可以買來,如knowhow、如品質、如能力、如核心技術,需要一代人一代人不斷地追求,不斷探索,不斷完善,不斷迭代,才能獲得。

        現場的維護管理策略

                無論是供應商還是用戶,都有一個不切實際的想法,即一勞永逸。需要知道的是,世界上沒有一項完美無缺的工程,也沒有一臺永不損壞的機器,故障和缺陷是不可避免的,要接受這種故障和不完美。且不說一個復雜的物流系統,就是一輛自行車,也是需要不斷保養和維護,才能保證其持續的可用性。

                如何用科學的方法指導現場運維問題,也是一項非常重要的課程。

                首先,要理解故障是不可避免的,而不是心存僥幸。因此,加強維護保養非常重要。要及時監測系統的運行情況,一旦出現異常信號,要及時干預。建立遠程的現場信號監控很有必要,運用AI對成千上萬的系統進行實時監測,可以提前對故障進行預警。

                其次,要對故障進行預測,并制定相應的應急措施。例如,我們要對重要數據進行備份,對軟件系統進行備份,要對易損件提前預備,這是故障后快速維修、恢復系統所需要的。在整個系統設計中,除自動化系統外,要保留一定的柔性,如增加平置倉庫、電梯,以應對臨時的故障等。不能等到故障發生時才想辦法,這樣就來不及了。

                第三,要有底線思維,在故障狀態下,系統不能影響生產的正常進行。即故障可能會使系統暫停,或降低效率,但不能影響正常的生產。

                需要指出的是,承認系統和產品的缺陷和不完美,并非是要推卸責任,為產品的缺陷找借口。我們所講的缺陷和不完美是指超出人們現有認知和能力的部分,而并非產品已知的部分。比如,產品的設計沒有達到標準的要求,或性能指標沒有達到合同的要求,就是一項不合格的產品,這與產品的缺陷和不完美并非一回事。我們所指的缺陷,主要是由于材料、軟件、現場條件的不確定性和不可預知性帶來的。如零部件的使用壽命,一旦超出預期,就可能導致功能失效;軟件在沒有預計到的工況出現時出現的BUG;設備需要保養,如果保養不及時,有可能導致故障,零部件本身存在缺陷,使用不 符合規范等。

                任何產品都會對使用環境有要求,作為使用者,要明白產品不是萬能的。比如對溫度的適應性,有常溫和低溫的區別,常溫的產品在低溫下可能就不能很好的工作,反之亦然。又如很多現場不規范,對自動化提出了挑戰。如標簽、周轉箱、托盤的規范性,就會嚴重影響產品的使用。一種科學的方法是要盡量使現場條件滿足產品的要求,而不是置之不理。

        一级黄色录像影片 - 视频 - 在线观看 - 电影影院 - 品赏网