什麽是科學的(Of)方法

        [百度] 科學方法是人(People)們在(Exist)認識和(And)改造世界中遵循或運用(Use)的(Of)，符合科學一(One)般原則的(Of)各種途徑和(And)手段，包括在(Exist)理論研究、應用(Use)研究、開發推廣等科學活動過程中采用(Use)的(Of)思路、程序、規則、技巧和(And)模式。在(Exist)心理學中，主要(Want)是指利用(Use)科學思維從事科學研究，從而得出(Out)所研究對象的(Of)本質和(And)規律。人(People)們正确認識世界改造世界的(Of)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、複雜系統論方法、還原論與整體論相統一(One)的(Of)方法、公理方法、典型分析方法、規範與實證相統一(One)方法、邏輯與曆史相統一(One)方法、抽象與具體相統一(One)方法、原創理論與經世緻用(Use)的(Of)科學評價标準等。這(This)些方法作(Do)爲(For)人(People)們正确認識世界改造世界的(Of)根本方法，也是人(People)們進行任何一(One)門科學研究必須應用(Use)的(Of)方法。

        用(Use)科學的(Of)方法得出(Out)的(Of)結論應是客觀的(Of)，可以(By)被重複呈現的(Of)，隻要(Want)具備了一(One)定的(Of)條件。這(This)一(One)點對于(At)系統和(And)産品設計有很大(Big)的(Of)提示作(Do)用(Use)。科學的(Of)方法論有物理和(And)數學理論作(Do)爲(For)基礎，它用(Use)定量的(Of)方式直接回答了系統的(Of)行與不(No)行。用(Use)科學的(Of)方法進行系統設計，既可以(By)通過數字仿真進行驗證，也可以(By)通過過實驗進行驗證。實踐檢驗是最直接和(And)最原始的(Of)方法，也是最有效的(Of)方法。但有時(Hour)因爲(For)試驗的(Of)難度太高，或代價太大(Big)，在(Exist)設計階段完成整個(Indivual)系統的(Of)試驗是無法做到(Arrive)的(Of)。

        科學的(Of)方法不(No)是隻憑借經驗，更不(No)是憑借拍腦袋，而是建立在(Exist)嚴密的(Of)邏輯推理及數學分析的(Of)基礎之上完成的(Of)。比如，當我(I)們要(Want)設計一(One)個(Indivual)建築結構時(Hour)，對于(At)承重的(Of)購件設計，首先要(Want)滿足力學要(Want)求，可以(By)通過有限元分析，對于(At)比較複雜或重要(Want)的(Of)結構，有必要(Want)進行試驗。當我(I)們要(Want)設計一(One)款物流設備，如穿梭車，則計算、仿真、試驗皆不(No)可少，此外，疲勞試驗也非常重要(Want)。對于(At)需要(Want)支撐數十萬甚至一(One)百多萬次作(Do)業的(Of)設備，如穿梭車和(And)KIVA，其關鍵零部件的(Of)耐久性試驗尤爲(For)重要(Want)，也直接影響到(Arrive)産品的(Of)質量和(And)可靠性。

        科學的(Of)方法和(And)思維有利于(At)我(I)們破除迷信，敢于(At)質疑前人(People)的(Of)成果，敢于(At)創新，并推動人(People)類科技的(Of)不(No)斷發展。

标準的(Of)制定和(And)意義

        什麽是設計與産品的(Of)标準呢？通俗的(Of)講，即設計所需要(Want)滿足的(Of)基本條件和(And)要(Want)求。如堆垛機設備的(Of)設計标準，要(Want)滿足包括機械、電控、維護、環境、運輸、安裝、用(Use)電、基礎、安全性等在(Exist)内的(Of)多方面的(Of)條件和(And)要(Want)求。設計标準是前人(People)經驗的(Of)總結，或者是實踐檢驗的(Of)結果，其最大(Big)的(Of)優勢在(Exist)于(At)使設計更加合理和(And)科學，避免出(Out)現一(One)般性的(Of)錯誤和(And)重複錯誤，以(By)及在(Exist)應用(Use)過程中增強設備或零部件的(Of)通用(Use)性等。在(Exist)制造領域，标準化程度的(Of)高低，既影響制造質量和(And)成本，也決定了制造業的(Of)總體水平。

        比如，堆垛機的(Of)設計中，有一(One)項指标是巷道的(Of)寬度d。巷道寬度要(Want)保留多少才安全？一(One)方面要(Want)看托盤的(Of)尺寸，第二則要(Want)看安全間隙是多少。安全間隙不(No)僅要(Want)滿足堆垛機正确運行的(Of)需求，又要(Want)考慮托盤從入庫、存儲、出(Out)庫等過程中的(Of)安全性等問題。正常情況下，托盤本身尺寸和(And)貨物尺寸要(Want)符合标準，其誤差不(No)能太大(Big)。此外，還要(Want)考慮的(Of)問題包括碼垛的(Of)規範性，托盤在(Exist)運行過程中的(Of)垛型保持，貨架安裝的(Of)誤差，貨叉停準的(Of)誤差，以(By)及堆垛機停準的(Of)誤差等。設計規範則是在(Exist)考慮以(By)上要(Want)求後，給出(Out)一(One)個(Indivual)建議的(Of)尺寸，可用(Use)于(At)設計者參考。

        在(Exist)物流系統集成過程中，我(I)們經常遇到(Arrive)标準化問題。設計過程的(Of)标準化是第一(One)個(Indivual)環節，也是最重要(Want)的(Of)環節。可以(By)從幾個(Indivual)方面領會标準化的(Of)意義。

        産品選型的(Of)标準化：體現在(Exist)産品的(Of)規格型号，什麽樣的(Of)選型是符合标準的(Of)呢？有很多指标。如性能指标、可靠性指标、可購買性和(And)可維護性指标、安全指标、用(Use)電指标、元器件指标、接口等。其中性能指标最爲(For)複雜，既有熟知的(Of)有關尺寸、速度、精度、噪音等指标，也有諸如使用(Use)壽命等隐形指标。

        性能指标的(Of)要(Want)求：标準化的(Of)一(One)個(Indivual)重要(Want)方面是給設計的(Of)産品提供一(One)個(Indivual)或多個(Indivual)門檻。如A級産品、B級産品、C級産品等，其門檻是不(No)一(One)樣的(Of)。這(This)樣的(Of)目的(Of)主要(Want)在(Exist)于(At)爲(For)産品設置一(One)定的(Of)門檻，爲(For)用(Use)戶提供一(One)個(Indivual)選擇的(Of)機會，避免魚龍混雜。物流裝備行業是一(One)個(Indivual)競争激烈的(Of)行業，也是一(One)個(Indivual)幾乎沒有門檻的(Of)行業，所以(By)低價競争、惡意低價競争成爲(For)影響行業發展的(Of)毒瘤。在(Exist)這(This)種情況下，唯有建立标準，明确産品的(Of)性能指标，才能使産品的(Of)差異化得到(Arrive)體現，确保用(Use)戶的(Of)利益和(And)行業的(Of)健康發展。

        有關表達方式的(Of)标準化：這(This)在(Exist)設計中幾乎是通用(Use)的(Of)。一(One)項設計，往往是通過文字和(And)圖紙來(Come)進行表達，表達的(Of)方式不(No)同，效果也就不(No)同。标準的(Of)意義在(Exist)于(At)提供一(One)個(Indivual)一(One)緻的(Of)表達方式，使别的(Of)讀者可以(By)迅速的(Of)理解設計的(Of)内容。

        人(People)們對于(At)設計标準化的(Of)要(Want)求，還在(Exist)于(At)盡量使設計變得簡單和(And)簡練。比如說零部件或産品的(Of)種類規格盡量的(Of)少，以(By)便于(At)采購、生(Born)産、安裝、維護變得更簡單；比如說産品的(Of)零部件盡可能地具有通用(Use)性，設計的(Of)産品易于(At)加工、運輸、安裝、維護等。标準化的(Of)在(Exist)一(One)定意義上可以(By)使産品更加穩定可靠，通過減少規格，減少設計量，從而實現規模化生(Born)産，從而使生(Born)産成本大(Big)幅度下降。

用(Use)理論指導實踐，用(Use)實踐完善理論

        科學的(Of)方法，一(One)方面在(Exist)于(At)用(Use)理論指導實踐，另一(One)方面在(Exist)于(At)通過實踐不(No)斷完善理論，使理論升級。人(People)類認識自然、認識世界、改造自然、改造世界的(Of)過程其實就是如此。理論的(Of)形成，是一(One)個(Indivual)歸納、總結、抽象、提升的(Of)過程，是人(People)類智慧的(Of)成果。用(Use)理論指導實踐，指導設計，我(I)們就會有條不(No)紊的(Of)推動工作(Do)的(Of)進展，并且在(Exist)具體工作(Do)中，應用(Use)科學知識進行指導。比如要(Want)設計一(One)座橋梁，在(Exist)确定基本跨度、載荷的(Of)前提下，我(I)們首先要(Want)對橋梁的(Of)結構形式進行規劃設計，要(Want)對每一(One)個(Indivual)設計方案進行各種工況下的(Of)力學分析，必要(Want)時(Hour)還要(Want)通過仿真試驗，驗證設計的(Of)可行性，從而确定橋梁的(Of)主體結構。橋梁一(One)旦建成，我(I)們還要(Want)進一(One)步通過實測，對實測數據與理論值進行比對，看看他(He)們之間的(Of)誤差是多少，從而提出(Out)修正意見，或爲(For)未來(Come)的(Of)設計提供參考。

        以(By)最簡單的(Of)貨架設計爲(For)例，貨架的(Of)設計盡管簡單，但其力學分析卻并不(No)容易。包括橫梁的(Of)連接方式，載荷的(Of)處理，計算模型的(Of)建立等。一(One)般情況下，理論計算與實際必然存在(Exist)誤差，隻有不(No)斷修正，計算結果才能與實際逐漸逼近。

        理論是一(One)個(Indivual)不(No)斷抽象的(Of)結果，爲(For)了叙述方便，或求解方便，往往要(Want)對實際的(Of)結構和(And)邊界條件進行簡化，而這(This)種簡化的(Of)結果必然會差生(Born)誤差。如何修正這(This)種誤差，目前來(Come)看，隻有試驗和(And)實際測量才能解決。計算機仿真技術可以(By)解決部分問題，但計算機仿真建模也是需要(Want)對現場情況進行簡化才能完成，所以(By)，理論上計算機仿真也是存在(Exist)誤差的(Of)。

        有時(Hour)，實踐的(Of)結果與理論差異甚大(Big)，這(This)是就要(Want)考慮對理論進行修正。很多科學發現就是在(Exist)這(This)種情況實現的(Of)。我(I)讀大(Big)學時(Hour)，有幸聆聽了葉開沅教授的(Of)闆殼理論課程，在(Exist)進行闆殼大(Big)撓度變形理論的(Of)學習中，了解到(Arrive)闆殼大(Big)撓度變形主要(Want)是由二階及以(By)上變量所引起。這(This)個(Indivual)發現也是由于(At)實踐而完成的(Of)。一(One)般彈性力學的(Of)處理，是舍棄二階及以(By)上變量的(Of)影響的(Of)，但在(Exist)闆殼理論中，二階變量及以(By)上變量卻起到(Arrive)了決定性作(Do)用(Use)。葉先生(Born)也因此成爲(For)影響一(One)代人(People)的(Of)力學大(Big)師。

        人(People)類的(Of)認知總是受到(Arrive)自身能力的(Of)限制，而不(No)可能盡善盡美，或毫無纰漏。很多情況下，設計者并不(No)能窮舉所有情況，從而使設計留下漏洞。隻有通過實踐的(Of)驗證，很多問題才會浮出(Out)水面，從而爲(For)進一(One)步完善提供方向。計算機軟件設計尤其如此，不(No)管測試如何全面，卻與實際總存在(Exist)差距，由于(At)問題的(Of)暴露需要(Want)長時(Hour)間的(Of)積累，所以(By)軟件系統的(Of)完善會是一(One)個(Indivual)相當長的(Of)時(Hour)間。這(This)也可以(By)解釋爲(For)什麽一(One)個(Indivual)優秀的(Of)軟件工程師，其經驗是非常重要(Want)的(Of)。

重點攻關（關鍵技術，關鍵零部件）

        科學方法在(Exist)實際應用(Use)中，除了科學理論外，也包含一(One)些方法論。這(This)在(Exist)物流系統設計和(And)産品設計中随處可見。無論是一(One)項産品設計還是一(One)項工程設計，往往會遇到(Arrive)一(One)些難以(By)克服的(Of)難題，這(This)些難題如果不(No)能克服，則設計難以(By)成功。難題成爲(For)影響項目和(And)産品是否成功的(Of)障礙。比如在(Exist)早期的(Of)起重機設計中，鋼絲繩就是一(One)個(Indivual)難題。衆所周知，鋼絲繩在(Exist)整個(Indivual)起重機的(Of)占比非常小，但重要(Want)性非常高。一(One)旦鋼絲繩出(Out)現斷裂，就是非常嚴重的(Of)事故。因此，鋼絲繩的(Of)研究成爲(For)起重機研究的(Of)重點和(And)難點之一(One)，也成爲(For)一(One)個(Indivual)重要(Want)的(Of)研究領域。據我(I)所知，原來(Come)的(Of)華中科技大(Big)學楊叔子院士就是研究鋼絲繩探傷的(Of)著名專家。

        如何應用(Use)科學的(Of)方法對重點攻關技術進行指導，也有很多方面。科學的(Of)方法，有時(Hour)也比較笨拙。比如産品的(Of)耐久性測試，就是一(One)個(Indivual)典型的(Of)例子。我(I)國(Country)的(Of)工業産品，客觀的(Of)說，有很多是不(No)過關的(Of)。比如我(I)們天天使用(Use)的(Of)門鎖或水龍頭，就是一(One)個(Indivual)典型。爲(For)什麽全世界認爲(For)德國(Country)的(Of)門鎖會比其它國(Country)家的(Of)要(Want)好呢？我(I)遇到(Arrive)的(Of)一(One)個(Indivual)例子也許可以(By)回答這(This)個(Indivual)問題。這(This)是一(One)個(Indivual)德國(Country)品牌的(Of)生(Born)産工業門的(Of)公司，他(He)們的(Of)産品号稱永不(No)損壞，我(I)開始也很疑惑，他(He)們如何做到(Arrive)？但在(Exist)參觀他(He)們工廠時(Hour)，就突然明白了。在(Exist)工廠有一(One)個(Indivual)專門的(Of)試驗裝置，用(Use)于(At)測試門的(Of)活頁和(And)門鎖，每一(One)項新的(Of)設計，都要(Want)經過這(This)樣的(Of)測試，每個(Indivual)測試要(Want)求達到(Arrive)100萬次以(By)上才算合格。如果不(No)行，就要(Want)反複修改設計，直到(Arrive)達到(Arrive)爲(For)止。我(I)當時(Hour)就在(Exist)想，我(I)國(Country)的(Of)門鎖和(And)水龍頭生(Born)産企業，如果都能做這(This)樣的(Of)研究和(And)測試，而不(No)是簡單的(Of)抄襲複制，其品質也是可以(By)達到(Arrive)很高水平的(Of)。我(I)們常常對當下的(Of)浮躁風氣予以(By)批評，但就是沒有人(People)去做笨功夫，不(No)按照科學的(Of)方法行事，所以(By)隻會永遠的(Of)批評下去，而看不(No)到(Arrive)有所改變。

        我(I)國(Country)已經是一(One)個(Indivual)制造業大(Big)國(Country)，但如果不(No)能在(Exist)生(Born)産貫徹科學的(Of)精神，采用(Use)科學的(Of)手段，就有可能永遠不(No)能擺脫低端制造的(Of)命運。其實，所謂低端與高端制造，其差距也許就在(Exist)于(At)是否采用(Use)了科學的(Of)方法。有些東西，如很多的(Of)工業産品，可以(By)通過錢買來(Come)，但更多的(Of)東西，并不(No)是錢可以(By)買來(Come)，如knowhow、如品質、如能力、如核心技術，需要(Want)一(One)代人(People)一(One)代人(People)不(No)斷地追求，不(No)斷探索，不(No)斷完善，不(No)斷叠代，才能獲得。

現場的(Of)維護管理策略

        無論是供應商還是用(Use)戶，都有一(One)個(Indivual)不(No)切實際的(Of)想法，即一(One)勞永逸。需要(Want)知道的(Of)是，世界上沒有一(One)項完美無缺的(Of)工程，也沒有一(One)台永不(No)損壞的(Of)機器，故障和(And)缺陷是不(No)可避免的(Of)，要(Want)接受這(This)種故障和(And)不(No)完美。且不(No)說一(One)個(Indivual)複雜的(Of)物流系統，就是一(One)輛自行車，也是需要(Want)不(No)斷保養和(And)維護，才能保證其持續的(Of)可用(Use)性。

        如何用(Use)科學的(Of)方法指導現場運維問題，也是一(One)項非常重要(Want)的(Of)課程。

        首先，要(Want)理解故障是不(No)可避免的(Of)，而不(No)是心存僥幸。因此，加強維護保養非常重要(Want)。要(Want)及時(Hour)監測系統的(Of)運行情況，一(One)旦出(Out)現異常信号，要(Want)及時(Hour)幹預。建立遠程的(Of)現場信号監控很有必要(Want)，運用(Use)AI對成千上萬的(Of)系統進行實時(Hour)監測，可以(By)提前對故障進行預警。

        其次，要(Want)對故障進行預測，并制定相應的(Of)應急措施。例如，我(I)們要(Want)對重要(Want)數據進行備份，對軟件系統進行備份，要(Want)對易損件提前預備，這(This)是故障後快速維修、恢複系統所需要(Want)的(Of)。在(Exist)整個(Indivual)系統設計中，除自動化系統外，要(Want)保留一(One)定的(Of)柔性，如增加平置倉庫、電梯，以(By)應對臨時(Hour)的(Of)故障等。不(No)能等到(Arrive)故障發生(Born)時(Hour)才想辦法，這(This)樣就來(Come)不(No)及了。

        第三，要(Want)有底線思維，在(Exist)故障狀态下，系統不(No)能影響生(Born)産的(Of)正常進行。即故障可能會使系統暫停，或降低效率，但不(No)能影響正常的(Of)生(Born)産。

        需要(Want)指出(Out)的(Of)是，承認系統和(And)産品的(Of)缺陷和(And)不(No)完美，并非是要(Want)推卸責任，爲(For)産品的(Of)缺陷找借口。我(I)們所講的(Of)缺陷和(And)不(No)完美是指超出(Out)人(People)們現有認知和(And)能力的(Of)部分，而并非産品已知的(Of)部分。比如，産品的(Of)設計沒有達到(Arrive)标準的(Of)要(Want)求，或性能指标沒有達到(Arrive)合同的(Of)要(Want)求，就是一(One)項不(No)合格的(Of)産品，這(This)與産品的(Of)缺陷和(And)不(No)完美并非一(One)回事。我(I)們所指的(Of)缺陷，主要(Want)是由于(At)材料、軟件、現場條件的(Of)不(No)确定性和(And)不(No)可預知性帶來(Come)的(Of)。如零部件的(Of)使用(Use)壽命，一(One)旦超出(Out)預期，就可能導緻功能失效；軟件在(Exist)沒有預計到(Arrive)的(Of)工況出(Out)現時(Hour)出(Out)現的(Of)BUG；設備需要(Want)保養，如果保養不(No)及時(Hour)，有可能導緻故障，零部件本身存在(Exist)缺陷，使用(Use)不(No) 符合規範等。

        任何産品都會對使用(Use)環境有要(Want)求，作(Do)爲(For)使用(Use)者，要(Want)明白産品不(No)是萬能的(Of)。比如對溫度的(Of)适應性，有常溫和(And)低溫的(Of)區别，常溫的(Of)産品在(Exist)低溫下可能就不(No)能很好的(Of)工作(Do)，反之亦然。又如很多現場不(No)規範，對自動化提出(Out)了挑戰。如标簽、周轉箱、托盤的(Of)規範性，就會嚴重影響産品的(Of)使用(Use)。一(One)種科學的(Of)方法是要(Want)盡量使現場條件滿足産品的(Of)要(Want)求，而不(No)是置之不(No)理。