智能制造与“庖丁解牛”(上)

智能制造是企业的“修真”之旅,目的是“通玄”或“洞玄”,效果是让制造系统达到鬼斧神工的境界,路径是优化对象之间、对象与流程之间、流程与流程之间的结构和行为。

庖丁为文惠君解牛,手之所触,肩之所倚,足之所履,膝之所踦,砉然向然,奏刀騞然,莫不中音。合于桑林之舞,乃中经首之会。

——《庄子·养生主》

《庖丁解牛》是一篇大家耳熟能详的文学作品,出自《庄子··内篇·养生主》,讲的是一个姓丁的厨师为梁惠王杀牛的故事。庖丁是古代杰出工匠的代表,他由技入道,将杀牛术磨练得游刃有余,令人神往。

庖丁也有他的成长过程,从只见眼前之牛肉,到先见全牛,再到依天理,批大郤,导大窾,因其固然;从以目视到以神遇,再到官知止而神欲行;是对待事物,从局部到整体,从感性到理性,从冲动到自然的认识和修炼过程;终于达到以无厚入有间,恢恢乎其于游刃必有余地矣,是以十九年而刀刃若新发于硎的境界。

企业之于智能制造的修炼过程,与庖丁的成长有异曲同工之妙;有差异之处在于,智能制造与庖丁解牛是互逆的过程,庖丁解牛是对事物的解构(Deconstruction或Decomposition),智能制造是对事物的建构(Construction或Composition)。无论是解构还是建构,要做好它,必须要先认识“全牛”,这种认识不能光靠眼看耳听,还要以神遇,需要对事物做整体的、理性的和逻辑的认识;不仅要知其然,更要知其所以然。

夏可君教授在其着作《庖丁解牛·庄子的无用解释学》中,借用西方哲学的观点,将世界的构成和演化分为三个层次:器物、生命和自然。显然,庖丁对“牛”的认识,已经超越了对“牛”之作为生命的认识,接近或达到了“牛”之作为自然的认识;即达到了《老子》所说的人法地,地法天,天法道,道法自然中法自然的境界。

如果用模型学的角度来看世界,世界基本由三种要素构成,物(Object)、事或过程(Process)和关系(Relationship)。从时间变迁的角度看,物是物理或信息上的静态存在(Existence);过程则是一种时间和动作序列化的动态存在(Happening);关系是物与物之间、过程与过程之间、物与过程之间的相互关联,可以表现为结构(Structure)或行为(Behavior)。世界或世界的某部分,都可以用这三方面的要素去建构或解构。在这种思想指导下,诞生了很多模型方法论,通用性比较强又相对简单的是OPM(Object-Process Methodology,对象关系方法论)。

OPM方法论中,人们(用五官或理性思维)看得见也可言说的关键要素就两类:对象(Object)和过程(Process),关系则只能根据最终结果或输出来意会,难以言说或书面化,它是现实世界中的“玄”,“玄之又玄”。过程对对象的影响主要有三种:1)过程消耗或消灭对象,比如,制造过程要消耗原材料;2)过程催生或创造对象,比如,制造过程产生副产品或产成品;3)过程改变对象的状态,比如,制造过程将所使用的设备设置为“忙”的状态。在制造过程中,人、机、料(含原材料、在制品和产成品)、环是对象,法和测是过程。此外,对象还可能是过程的操作者(Operator),过程由对象来触发或控制;对象还可能为过程提供支持(Instrument),过程的推进依赖于某些工具或设备。下图1是用OPM的方法所描绘的通用性制造系统模型。

图1. 用OPM描述的通用制造系统模型图

从图1的模型图,我们可以得出这么几个结论:1)制造系统的核心作用是转化,即将能源、人力、原材料等资源转化为产品;2)制造系统的运行过程中还会产生一定的无价值副产品,比如排放、返工、等待、工料费,等等;3)制造系统的改进方向是减少资源消耗,杜绝无价值副产品,增加价值产品的产出;4)制造系统的改进路径是优化对象与对象之间、对象与过程之间、过程与过程之间的关系,即结构和行为。

智能制造是企业的“修真”之旅,目的是“通玄”或“洞玄”,效果是让制造系统达到鬼斧神工的境界,路径是优化对象之间、对象与流程之间、流程与流程之间的结构和行为。为此,企业要有一个切实可行的切入点或杠杆来帮助企业“由玄返实”;要么从过程切入,再旁及对象;要么从对象切入,再旁及过程。从企业信息化或数字化的角度看,ERP、MES等IT系统的实施侧重于前者,工业互联网和数字孪生的实施侧重于后者,笔者将在下文对两种路径进行详细阐述。

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