量力而行——机器制造商最佳发展策略

文:贝加莱工业自动化(中国)有限公司2022年第一期

在一个概念横行的时代,企业应如何更好地塑造自身竞争力,既有战略意义也同样具有现实讨论的价值。作为一个耕耘数十年机械自动化领域解决方案的企业,贝加莱25年来在中国一直深入垂直领域,并积累了大量领域知识,稳扎稳打,赢得了产业用户的长期信任。本文基于贝加莱机器智能与创新论坛肖维荣博士的“自动化的巧实力”演讲,从产业挑战与应对策略、技术的杠杆效应到战略抉择,进行了全面的阐述。

产业难题

应用复杂性、成本压力、硬件商品化是企业所面临的巨大挑战。首先,应用复杂性在于机器从最初的逻辑与电气传动, 到今天的连线集成、过程工艺、视觉应用、网络与总线、机器人,乃至像柔性输送系统这样的机械与电气的集成,还会扩展到基于机器学习的优化、策略类全局的集成,使得复杂性变得更大。

其次,成本压力是每个行业都面临的问题,如何让机器节省更多的材料、更少的人工消耗、能耗,本身就是机器应该为制造业提供的能力。再者,就是硬件商品化,自动化本身推动了制造业的发展,同时也推动了产品硬件的标准化与同质化,这使得企业必须扩展更多的软性竞争力,才能赢得竞争。

如何发挥技术的杠杆效应

巧实力,在于发挥技术的“杠杆效应”,解决复杂问题,需要化繁为简,专注于在最具放大倍率的地方来解决问题,或者在瓶颈处下功夫,才能发挥巧实力。机器的智能在于对材料、工艺、流程的适应性,将隐藏在人大脑中的隐性知识(经验)与显性知识(数据、信息、方法),通过算法与建模形成广泛适用的模型,并通过测试验证实现标准化与模块化封装。而其中物理测试验证将花费巨大的成本,这就必须借助于数专设计力量,通过建模仿真工具与平台,对各种应用场景建模,并可以在虚拟环境中验证,以降低实体测试验证成本,如图2。

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第二个问题在于软件智能的问题,传统的机理模型具有经济、可预测、可解释的有点,但并非最优,并对非线性、不确定类问题难以解决。这个时候,需要借助于AI的力量,其擅长寻找数据背后的规律、并形成新的知识与模型,将工业机理与数据驱动建模相结合,可以发挥各自优势,进而获得机器性能与效率的提升。

巧实力——发挥软件的价值

制造业的创新,应该聚焦于采用平台软件来进行创新,基于软件的创新带来以下好处,如图3。

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1.同样硬件最大的效能发挥

今天,随着芯片、通信技术的发展,算力与通信实时性等均已然不是问题,中国机器制造商所采用的硬件与国外竞争厂商并无差异,然而,差别仍然是在软件上,这个软件体现在包括多个方面,例如功能性设计,对于原来硬件资源的能力发挥。这包括多方面,例如将原来需要专用硬件的控制系统,如称重、纠偏、放卷等封装为专用的软件运行在PLC上,发挥控制器本身所具有的远程诊断与调试能力,更符合操作人员习惯的HMI交互设计,凡此种种,越大的软件能力提升系统的倍率,增强竞争力。

2.长期的工艺创新封装

数字化隐藏的暗线在于工艺Know-How的封装,使得更好的保护知识产权,基于原有逆向工程的方法今天越来越难, 机器的几何外形易于仿制,而算法、软件这些易于被加密,并且蕴含知识与应对变化的架构则难以被复制。而软件的竞争已经成为产业不争的事实,而工业软件的匮乏不仅在市场上所讨论的EDA、CAD/CAE、MATLAB/Simulink这类数字化软件, 对于制造业来说,运行在PLC这些嵌入式系统上的工艺Know- How软件则更为欠缺,这些同样是产业知识的凝聚和积累。

3.创新效率提升

对于机器制造业而言,创新在于通过技术融合来解决用户问题,快速的工艺构建来应对变化的生产、工艺优化来提升品质、降低材料与能源等消耗降低成本,一切创新来源于如何为用户带来价值,而最优价值的工作并非重复的代码开发。因此,如何提升软件研发效率需要一个高效的平台工具,例如贝加莱Automation Studio就能为机器开发者提供这样的支撑, 而mapp,运行在Automation Studio上的软件模块可以提升机器开发的效率,mapp将贝加莱在各个领域所积累的专业知识封装为可复用的模块,使得机器开发者将时间聚焦在为客户提升价值的工作上,而不是基础的软件模块。

如何解决人才解题

谈到如何塑造“巧实力”,最大的解题正在于人才。今天的制造业,不仅需要高素质的机电工程师,也需要UI、算法与软件工程师,这些都是需要人才作为支撑,人才本身需要复合型,接受横向机械、电气、工艺的训练,以及专深的垂直行业知识。

而对于企业而言,人才必须有很好的“土壤”,不仅招募优秀的人才,而且给予发挥空间,愿意留下来一起发展,这就需要企业打造“学习型组织”,因为良好的学习文化本身就是一种凝聚力环境。团队具有批判性思维的素养、创新思维、标准与规范的严谨、畅通的沟通,如图4。

人才与学习型团队打造

图 4 人才与学习型团队打造

人才的投资是最能发挥杠杆效应的投资,他们是极高回报的投资,对于企业来说,在任何时候,都是长期发展的基石。过去的25年里,贝加莱花费巨大的投入在人才培养,方能打造一个为用户带来高效能解决方案的体验,确保长期可靠的合作。

产业战略抉择问题

今天,产业充满了各种词汇,在近年,包括工业4.0、工业互联网、边缘计算、数字孪生等多种概念的爆发,成为了数字化转型时代大家都关心的话题。我们要学习先进的技术与方法,但也要紧密结合产业实践。对于制造业,不能忘记初心, 我们为用户带来什么样的价值?在选择工具与方法、在制定企业发展的战略、技术战略时,必须有所取舍,有所平衡。

作为一个在中国经营25年的外资企业掌门人,肖维荣博士拥有对中西方文化、产业差异的理解,因此,他提出了制造业发展的战略抉择建议。

对于欧美的“尽善尽美”(As Good as Possible)以及中国人所坚持的“够用就行”(As good as needed)的哲学,肖维荣分别进行了解析。对于尽善尽美而言,它应该是一个长期追求,逐步搭建架构,不断完善,但是,它也同样是需要长期规划、架构能力与高时间成本。对于中国的快速发展, 以及像新能源的快速变化市场而言,这种方式会显得周期长、成本高。而另一方面,够用就行,往往解决眼前问题,而忽视了长期的框架稳定性,甚至经常面临推倒重来的问题,在知识的封装-拥有长期核心技术方面会同样遇到障碍,难以持续。因此,在肖维荣博士看来,量力而为(As goodas you CAN)更为可取,它平衡了两者的缺点,发挥各自优势,作为一种策略,它基于为复用而设计的模块,并构建一个具有长期兼容性的软件架构,使得在短期问题的解决与长期的架构上获得平衡。同时,通过共建生态,使得企业把注意力关注在“集成框架”上,而不把精力耗费在自己的代码实现上,但是,在核心工艺方面,则必须自主研发,对于可被复用的开放软件模块可以借助伙伴的力量。

通过这样的发展哲学,可以在长期与短期、内部与外部之间形成平衡,构建一种企业战略级发展的“巧实力”。

回顾肖维荣博士在本次会议上的演讲,从技术到运营,从战略到实现,全局而系统的阐述了对于机器制造业的企业如何打造自身的“巧实力”,不仅具有前瞻,也具有可实现性,启发产业思考。



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