新工业革命与不确定性

发布时间：2017-04-08 作者：郭朝晖来源：蝈蝈创新杂谈

关键字：新工业革命

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不确定性不仅是个有意思的话题，还与赚钱、创新、创业等经济因素密切有关。

不确定性不仅是个有意思的话题，还与赚钱、创新、创业等经济因素密切有关。特别地，理解智能制造和工业互联网，就需要理解不确定性：智能制造强调感知。感知就是获得信息、消除不确定性。但感知到底有什么用？难道过去就不需要感知了吗？我想，这些问题很多人会困惑过。今天上午，我草草地写了一点东西。用来描述我对这个问题的思考。难免挂一漏万，但求抛砖引玉。

1、不确定性与经济的关联

不确定性会带来巨大的危害。各种“意外”都属于不确定性，如安全事故、设备故障等。产品质量不高，本质上也是不确定性引起的：质量差本质上是质量指标波动啊。原材料、供货商和市场的价格、质量和供求波动，会给企业带来巨大的亏损。某些素质不高的员工私下的不规范、甚至中饱私囊的行为，对企业来说也属于不确定性的；某些企业的贷款利息高是因为不确定性大。

其次，防范不确定性的代价巨大。企业巨大的库存，就是为了防范供货或市场波动产生的不确定性；质量标准、用料、工艺都要留有一定的“富余量”，是为了防范不确定性；设置军队、警察、保安是为了防范不确定性；企业中很多管理岗位是为了防范不确定性、医院的消毒费用是为了防范不确定性。汽车上的气囊、ABS、安全带是为了防范不确定性；高速公路的限速是为了防范不确定性；机构纷繁复杂的办事手续是为了防范不确定性；体检是为了防范不确定性；设备的定期检修、零件更换是为了防范不确定性；产品在每个工序的检验也都是为了防范不确定性。

第三，不确定性会带来很大的商机。凡是有不确定性的地方就可能有商机。比如，很多制造业从制造转型到服务，原因之一就是产品使用过程存在不确定性，而生产商掌握产品信息更多、有利于消除这种不确定性。可以说，有创新的地方必有不确定性——没有不确定性的创新是伪创新。比如，出现超市、ATM机、共享单车之前，创业者一定会担心不确定性：东西被人偷掉、损坏怎么办？其实，创新能力与其说是技术水平，不如说是掌控风险的能力。几年前，宝山电视台的徐台长有句话，让我记忆犹新：创新并不难，只要把各种可能出现的问题都想到、做好预案就行了。有学者认为：企业家之所以比普通人赚钱，就是因为他们承担了比常人更多的不确定风险。我一直觉得，企业要推进从制造到服务的转型，可以把自己定位在“保险公司”。而工业电商现在遇到的很多问题，其实是因为“不保险”。

2、对不确定性的理解

“不知道”就是不确定。我们常常会为“不知道”付出代价：为了找一把钥匙、翻遍了所有的抽屉；不知道哪条路好走，走很很多冤枉路；不知道哪里的东西便宜，东西买贵了.....“知道了”，就会消除不确定。信息论之父香农很早就说，信息是用来减少不确定性的。

我过去一直认为：不确定性都是信息不足造成的。后来发现，这种认识可能有点片面：比如，如果按这个工艺标准生产，钢材的强度会有多少啊？我买了房子会不会涨啊？这些都是不确定性。这些不确定性问题往往来自于未来、对未来不放心。所以，人们要预见未来。要预见未来，我们必须知道一些相关的知识。当然，所有的知识都是来自于对过去信息的总结，并且我们相信过去成立的知识未来还会成立。

有了信息和知识，就可以消除未来的不确定性吗？现实中仍然是不可能的。比如，对于复杂的过程，可能根本就算不清楚；对于带有前馈、反馈机制的系统，其行为也是难以预测的。这些不确定问题的本质，或许可以归结为运算或系统的“复杂性”。

这样，我私下认为，不确定性由三类原因组成：缺少信息、缺少知识、复杂性。

鉴于对未来“算清楚”实在是太难了。控制论之父维纳阐述了“反馈”的必要性：我们实在搞不清楚未来是怎样的，但是可以调整自己、适应未来。从某种意义上说，当我们不再迷信知识万能的时候，我们就具备了“智慧”。

3、不确定性的分类

内部不确定性与外部不确定性

企业内部的不确定性包括：不同人、不同时间做事的差别、有意和无意的操作不规范；设备的不确定性，如故障、精度、加工效率；原料的不确定性，如质量和数量的波动；生产组织的不确定性，如生产次序的影响；环境的不确定性，如温度湿度；上工序来料的不同、下工序对节奏和质量要求的不同；库存的不确定性、部门配合的不确定性等等等等。

外部的不确定性来自三大方面。供货方货源的不确定性：价格的不确定性、质量的不确定性、交货期的不确定性、可否供给的不确定性。客户的而不确定性：表现为订单数量的不确定性、对时间要求的不缺定性、对质量要求的不确定性、可支付价格的不确定性。公共服务环境的不确定性：如战争、灾难、运输和通信系统故障等。

能经济性地消除不确定性，就会有价值存在。摩尔定律让我们用更低的成本获得信息和知识。这是智能制造和工业互联网能够创造价值的根本原因。

过去不确定性、当前不确定性、未来不确定性

人类现在所有的努力，都是为了未来更好。

过去的不确定性，就是对过去缺乏了解。我们知道，人类的所有知识，都来源于对过去经验的总结。如果对过去缺乏了解，就会缺乏知识、也就不能预见未来。另外，对过去的不理解，会导致对当前认识的片面性。大数据的意义，往往就在于了解过去。

“知己知彼百战不殆”。了解现在，是为了现在做出更科学的决策。现在的不确定性包括两个方面：一个方面是感知不足造成的不确定性，即感知不全面；另一个是控制的不确定性，即对当前所采取措施后果的不确定性。这种不确定性可能是执行能力问题。如设备精度、协同能力等。这些不确定性影响质量、成本、效率和响应速度。

但是，仅仅了解现在是不够的。人们常常发现：“现在才知道就晚了”。需要提前预测的原因是：企业可以看做一个有“时间滞后”的系统：一个不确定性因素发生在现在，却要到若干时间以后才能处理完毕。例如：用户有了新的需求，设计需要时间、制造需要时间、测试需要时间；如果设备出现故障，诊断需要时间、拿到部件需要时间、安装调试需要时间.....时间一耽误，商机就逝去了。

由于时间的延迟，缺乏预先准备的决策，可能会给企业造成极大的损失。所以，多数企业都要对未来的变化有所准备，比如有前置的研究计划、通用的模块、适度的库存和人才准备等。但是，这些准备可能是有成本的。有些企业因为库存问题，每年损失几十亿、甚至远远超过自己的利润。

虽然未来的不确定很强，人们还是需要提前预测到可能发生的情况。孙子说：“多算胜、少算不胜”，就是要通过预测，尽量减少未来的不确定性。不确定性多减一点，成功的可能性大一点。

4、不确定性的改变

我们知道，智能制造的重要作用是应对不确定性的。为什么强调不确定性呢？

首先是：人们对不确定性的要求提高了。

恩格斯说：“任何一门学科的真正完善在于数学工具的广泛应用。” 随着企业企业逐渐走向高端，生产、技术和管理越来越精细化。要求缺陷率也来越低、反应速度越来越快、设备作业率和资源利用率越来越高。这时，人们对不确定性的容忍度就会变得很低。例如：6sigema 要求产品的缺陷率降低到百万分之三点四。这时，人机料法环对质量的不确定性影响都要压缩到接近于零。再如，火箭、飞船、高铁对设计、采购、生产、检测等过程中不确定性因素的容忍度非常低，就是因为对质量的要求特别高。另外，未来智能制造的很多岗位将会实现“无人化”，这时，对不确定性的敏感度就会大大提升。

其次，不确定因素增多了。

资源的缺乏，会把确定性的问题变成不确定问题。比如，如果库存中有现成的备品备件，遇到问题时直接可以拿来用。但是，如果需要经过采购、运输、试用等环节，不确定性就会大大增加。

事实上，当工业系统从封闭系统变成开放系统之后，不确定性就大大增加了。在智能制造时代，企业可能需要接受用户各种难以想象的个性化订单、原本是企业内部的业务和资源需要其他企业协同来获得。这些都会让不确定性因素大量增加。在我看来，“工业互联网”不同于普通互联网的一个地方，就是可靠性要求特别高，对断网、实时性差、保密性差这些不确定因素的容忍度低。正如工控机不同于普通计算机的道理是一样的。控制好了不确定性，智能制造才有未来。

5、总结

理解不确定性的特点、作用、产生机制，理解消除不确定的价值，才能真正理解现代工业、理解智能制造和工业互联网。

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