當(dāng)今現(xiàn)代化的城市，遠(yuǎn)離了鄉(xiāng)土，隔絕了人與自然的天壤之合。我們似乎每天都在霧里看花，放下自己去迎合各種社會(huì)規(guī)則，刷存在感。也許壓抑了太久，對(duì)美好生活的向往就愈加強(qiáng)烈。從消費(fèi)端講，去過(guò)剩產(chǎn)能，創(chuàng)新物質(zhì)世界，是大勢(shì)所趨，年輕人追逐的潮流。從生產(chǎn)制造的這端講，互聯(lián)互通的開(kāi)放性與工業(yè)壁壘的封閉性，始終是一對(duì)矛盾，交織在一起合作的是否安逸？想必局中人最有體會(huì)。最終是，互聯(lián)網(wǎng)人低下了高貴的頭顱，工業(yè)人也被迫以前所未有的開(kāi)放態(tài)度擁抱互聯(lián)網(wǎng)。顛覆傳統(tǒng)、產(chǎn)業(yè)更新已經(jīng)真真實(shí)實(shí)出現(xiàn)在每個(gè)人面前，既然躲不掉，不如樂(lè)觀面對(duì)。本篇試從陰陽(yáng)角度闡述中庸的機(jī)電軟結(jié)合的整體控制之道。
陽(yáng)學(xué)說(shuō)
陰陽(yáng)學(xué)說(shuō)是在氣一元論的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的中國(guó)古代的樸素的對(duì)立統(tǒng)一理論，屬于中國(guó)古代唯物論和辯證法范疇，體現(xiàn)出中華民族辯證思維的特殊精神。其哲理玄奧，反映著宇宙的圖式。其影響且遠(yuǎn)且大，成為人們行為義理的準(zhǔn)則。如當(dāng)今博得世界贊嘆的《孫子兵法》是中國(guó)古代兵家理論和實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，其將陰陽(yáng)義理在軍事行為中運(yùn)用至極，已達(dá)到出神入化的境界。
陰陽(yáng)學(xué)說(shuō)認(rèn)為：世界是物質(zhì)性的整體，宇宙間一切事物不僅其內(nèi)部存在著陰陽(yáng)的對(duì)立統(tǒng)一，而且其發(fā)生、發(fā)展和變化都是陰陽(yáng)二氣對(duì)立統(tǒng)一的結(jié)果。
中醫(yī)學(xué)把陰陽(yáng)學(xué)說(shuō)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)，形成了中醫(yī)學(xué)的陰陽(yáng)學(xué)說(shuō)，促進(jìn)了中醫(yī)學(xué)理論體系的形成和發(fā)展，中醫(yī)學(xué)的陰陽(yáng)學(xué)說(shuō)是中醫(yī)學(xué)理論體系的基礎(chǔ)之一和重要組成部分，是理解和掌握中醫(yī)學(xué)理論體系的一把鑰匙。“明于陰陽(yáng)，如惑之解，如醉之醒”(《靈樞·病傳》)，“設(shè)能明徹陰陽(yáng)，則醫(yī)理雖玄，思過(guò)半矣”(《景岳全書·傳忠錄·陰陽(yáng)篇》)。中醫(yī)學(xué)用陰陽(yáng)學(xué)說(shuō)闡明生命的起源和本質(zhì)，人體的生理功能、病理變化，疾病的診斷和防治的根本規(guī)律，貫穿于中醫(yī)的理、法、方、藥，長(zhǎng)期以來(lái)，一直有效地指導(dǎo)著實(shí)踐。
如此說(shuō)來(lái)，陰陽(yáng)氣理對(duì)人類科學(xué)發(fā)展史提供了扎實(shí)的理論基礎(chǔ)。那么，何謂陰何謂陽(yáng)呢？中國(guó)陰陽(yáng)本義是指日照的向背，后用以解釋自然界兩種對(duì)立和互相消長(zhǎng)的物質(zhì)力量?！独献印诽岢觥叭f(wàn)物負(fù)陰而抱陽(yáng)”，認(rèn)為任何事物都存在陰與陽(yáng)的矛盾，且處于統(tǒng)一體中?！兑讉鳌は缔o》提出“一陰一陽(yáng)謂之道”的原則，認(rèn)為陰陽(yáng)的相互交替作用是宇宙的根本規(guī)律，把陰陽(yáng)上升為最高的哲學(xué)范疇。凡是運(yùn)動(dòng)著的、外向的、上升的、溫?zé)岬?、明亮的都屬于?yáng)；相對(duì)靜止的、內(nèi)守的、下降的、寒冷的、晦暗的都屬于陰。我們把對(duì)于人體具有推進(jìn)、溫煦、興奮等作用的物質(zhì)和功能統(tǒng)歸于陽(yáng)，對(duì)于人體具有凝聚、滋潤(rùn)、抑制等作用的物質(zhì)和功能歸于陰，陰陽(yáng)是相互關(guān)聯(lián)的一種事物或是一個(gè)事物的兩個(gè)方面。
陰陽(yáng)學(xué)說(shuō)認(rèn)為：自然界任何事物或現(xiàn)象都包含著既相互對(duì)立，又互根互用的陰陽(yáng)兩個(gè)方面。陰陽(yáng)是對(duì)相關(guān)事物或現(xiàn)象相對(duì)屬性或同一事物內(nèi)部對(duì)立雙方屬性的概括。陰陽(yáng)學(xué)說(shuō)認(rèn)為：陰陽(yáng)之間的對(duì)立制約、互根互用，并不是處于靜止和不變的狀態(tài)，而是始終處于不斷的運(yùn)動(dòng)變化之中。
硬件為陽(yáng)，軟件為陰
一臺(tái)可以真正經(jīng)受住市場(chǎng)瞬息變幻的設(shè)備，猶如一個(gè)健康的人體，必須陰中有陽(yáng)，陽(yáng)中有陰，陰陽(yáng)互補(bǔ)，方能適應(yīng)地球運(yùn)轉(zhuǎn)，時(shí)令變化。需要注意的是，陰陽(yáng)并不是靜態(tài)的，而是處在乾坤八卦外事環(huán)境中順時(shí)動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)的。這種動(dòng)態(tài)的過(guò)程，也是我們?cè)O(shè)備運(yùn)行的過(guò)程，動(dòng)態(tài)中陰陽(yáng)相互制約、互相依存、此消彼長(zhǎng)的過(guò)程，也是我們的機(jī)械工藝與電動(dòng)態(tài)、機(jī)電與軟件配置是否能和諧共存的過(guò)程。一旦出現(xiàn)陽(yáng)盛陰衰，陰盛陽(yáng)衰，都是不和諧的存在，出在人體就是亞健康出現(xiàn)，問(wèn)題出在設(shè)備端，就是機(jī)電軟不和諧，要不就是機(jī)電硬件問(wèn)題，要不就是軟件的控制模型不合理或者配置數(shù)據(jù)有漏洞等。當(dāng)下比較多見(jiàn)的問(wèn)題，估計(jì)要數(shù)陽(yáng)(硬)盛陰(軟件)衰，很多廠商重視硬件的選型和價(jià)格，但是忽視軟件在項(xiàng)目配比中占有的分量。正所謂，一份價(jià)錢一分貨。敢于為軟件大行其道的設(shè)備項(xiàng)目，才是真正長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)力的項(xiàng)目。
如果上述陰陽(yáng)學(xué)說(shuō)的觀點(diǎn)還是聽(tīng)起來(lái)晦澀，那么我們下面簡(jiǎn)化一下模型，使用 “機(jī)電軟”的三角概念再來(lái)看看。見(jiàn)圖1。如果軟件為陰，硬件為陽(yáng)，那么機(jī)電軟專家便是陰陽(yáng)之合(控制陰陽(yáng)比例和狀態(tài))，如此渾圓一體的組成，與幾千年文化的中醫(yī)陰陽(yáng)論，竟有著驚人的吻合！
圖1 機(jī)電軟模型
圖2 軟硬結(jié)合的整體解決理念
有網(wǎng)友看到這個(gè)圖片可能覺(jué)得復(fù)雜，有點(diǎn)暈菜。我們還是要清醒認(rèn)識(shí)，接下來(lái)我們繼續(xù)簡(jiǎn)化，看下面的例子：在全電動(dòng)注塑機(jī)中，螺桿后移速度(阻力)是由AC伺服閥控制的。假設(shè)響應(yīng)時(shí)間為t,那么CPU控制液壓泵的時(shí)間需要控制在(1/5~1/10)t之間才能達(dá)到比較理想的狀態(tài)。這對(duì)于普通的CPU來(lái)說(shuō)完成起來(lái)非常困難，需要在PLC中安裝AutomationStudio(簡(jiǎn)稱AS)軟件，調(diào)用其中一個(gè)專家模塊-液壓庫(kù)，按工藝需求調(diào)整參數(shù)，就可以在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施。如果想進(jìn)一步減少?gòu)U料，還可以啟用MATLAB仿真軟件進(jìn)行建模，仿真到理想水平再下裝到AS軟件庫(kù)中使用就可以了。
在這個(gè)例子中，CPU硬件-電，伺服閥硬件-機(jī)、AS、MATLAB-軟，機(jī)電軟專家的結(jié)合在液壓庫(kù)模塊。工程師需要做到的是，了解CPU性能、伺服閥的連接及控制以及對(duì)工程軟件的了解和使用。要求還是很高的。所以說(shuō)，全面掌握機(jī)電軟技術(shù)的工程師的薪資為啥高，答案自己找。呵呵。
抽象到具體
剛才塑機(jī)的舉例，在整體項(xiàng)目實(shí)施中，只是冰山一角。實(shí)際的項(xiàng)目是非常復(fù)雜的。還是按照我們陰陽(yáng)學(xué)說(shuō)的理論，觀全局整體思考，找規(guī)律，化復(fù)雜為簡(jiǎn)單。
圖3是2007年一幅貝加萊塑機(jī)方程式的創(chuàng)意廣告獲獎(jiǎng)。在工業(yè)品時(shí)代各種整體方案混亂復(fù)雜的時(shí)候，貝加萊公司用塑料機(jī)械作為代表，清晰勾勒出一個(gè)清晰的控制系統(tǒng)整體解決方案的畫像。這樣的方程式畫像，我在中醫(yī)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)的過(guò)程中也是見(jiàn)過(guò)的。從抽象到具體，高度的概括看似簡(jiǎn)單，但是蘊(yùn)含著整體與局部的關(guān)系，不看整體，只盲目的的學(xué)習(xí)局部，不管學(xué)中醫(yī)還是學(xué)自動(dòng)化儀表的產(chǎn)品軟硬件，只會(huì)越學(xué)越龐雜，越學(xué)越亂的。這個(gè)觀念不好理解，但是盲人摸象得出的結(jié)論為什么大家一聽(tīng)就笑呢？其原因也不過(guò)就是因?yàn)楣こ處煹难劬?shí)實(shí)在在看到了大象整體是什么樣子而已嘛。
圖3 2007年貝加萊方程式廣告獲得電氣時(shí)代廣告創(chuàng)意獎(jiǎng)
從2007年的塑機(jī)方程式到2013年的DIY組合Scalability+，機(jī)電軟的陰陽(yáng)之道一直貫穿始終，硬件為陽(yáng)，軟件為陰，剛?cè)岵?jì)，人有五臟六腑，通過(guò)氣血化生，生生不息，設(shè)備有各種有機(jī)有電，通過(guò)軟件、總線通信完成工藝動(dòng)作，方能完成目標(biāo)。目標(biāo)不同，設(shè)備也不盡相同，融合機(jī)電軟的整體控制系統(tǒng)方案靈活多變，不是簡(jiǎn)單的物質(zhì)拼接，之所以精準(zhǔn)可靠，無(wú)縫連接，也是像人體一樣，成為有機(jī)的整體，具有了免疫力，可以對(duì)抗內(nèi)外部復(fù)雜的環(huán)境。
《易經(jīng)》曰“道生一，一生二，二生三，三生萬(wàn)物”。道乃萬(wàn)物之根本，一是太極，二是陰陽(yáng)，三就是陰陽(yáng)之變化產(chǎn)生的規(guī)律。世間萬(wàn)物陰陽(yáng)交錯(cuò)，繁亂復(fù)雜，但是幾千年的中醫(yī)之治，則是在萬(wàn)象中遵循了不變的規(guī)律，從而達(dá)到化繁為簡(jiǎn)，化腐朽為神奇的目的。在智能制造解決方案中，也是采用了這樣的原理，讓OT與IT融合，從硬件到軟件無(wú)縫適應(yīng)。
圖4 IT和OT融合
工程師們把自動(dòng)化控制作為一個(gè)生命體，來(lái)設(shè)計(jì)布局，軟硬兼施整體考慮。這份陰陽(yáng)和諧的執(zhí)著，對(duì)完美自動(dòng)化控制的追求，推動(dòng)自動(dòng)化控制技術(shù)迅速發(fā)展。面對(duì)如今智能制造升級(jí)，設(shè)備迭代，正當(dāng)部分專家學(xué)者們討論OPC UA TSN，討論未來(lái)IT/OT融合之路如何荊棘，前途如何光明的時(shí)候，以體現(xiàn)智能制造為代表的智能傳輸系統(tǒng)SuperTrak、ACOPOStrak，還有以IoT通訊連接為代表的帶系統(tǒng)視覺(jué)的OPC UA TSN控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)整體方案已走向工業(yè)領(lǐng)域。
作者：小昭
