自動(dòng)化工程師 也早已不是那個(gè)“工程師”

文:文/宋華振2024年第六期

導(dǎo)語(yǔ):前段時(shí)間我在e-works在線(xiàn)學(xué)院作了《PLC早已不是那個(gè)PLC》的課程分享,并寫(xiě)了一篇這一主題的文章在微信公眾號(hào)上發(fā) 表,結(jié)果居然獲得了5800+的閱讀量——實(shí)在是感謝朋友們的關(guān)注。但其實(shí),在這篇關(guān)于PLC的文章背后,我真正想說(shuō)的并非PLC 本身,而是更想表達(dá)的是現(xiàn)在的自動(dòng)化工程師也早已不是以前的那個(gè)“工程師”了。原文轉(zhuǎn)自“說(shuō)東道西”微信公眾號(hào)。

  就像PLC一直被誤解為只能做邏輯控制,亦或即使到了 今天,它已經(jīng)發(fā)展到了各種智能化的形態(tài),亦或AI加持的高 級(jí)控制器,或云PLC,虛擬PLC等等——在這些“外衣”之下, 在我看來(lái),都不能闡明自動(dòng)化這個(gè)產(chǎn)業(yè)的真正核心價(jià)值所在 ——那就是“工程”及工程師們的卓越工作。

  樸實(shí)無(wú)華的PLC

  僅就一個(gè)產(chǎn)品或技術(shù)而言,PLC與現(xiàn)在流行的智能手機(jī) 的功能相比,還是有很大差距的。畢竟,手機(jī)有各種概念 加持,如4G/5G、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)連接、視頻播放、相機(jī) 美顏,剪輯視頻等等,智能手機(jī)相繼”干掉“了CD機(jī)、錄音 機(jī)、收音機(jī),并且現(xiàn)在人們也很少打固定電話(huà)了,都改為微信通訊的方式,電視機(jī)也基本被手機(jī)所替代,無(wú)數(shù)APP正在 豐富著人們的日常生活。與這樣一部智能手機(jī)相比,PLC顯得 樸素得不能再樸素,即使現(xiàn)在用AI加持,云加持,也還沒(méi)有 大規(guī)模的應(yīng)用。但實(shí)際上,智能手機(jī)及個(gè)人電腦、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò) 通信的各種設(shè)備在制造上卻從來(lái)無(wú)法離開(kāi)PLC。

  PLC所擁有的這種制造各種產(chǎn)品的能力,包括機(jī)器的邏 輯任務(wù)、回路調(diào)節(jié)、傳動(dòng)控制、視覺(jué)集成、CNC和機(jī)器人、 網(wǎng)絡(luò)通信與管理系統(tǒng)的連接等等。它默默地運(yùn)行在每個(gè)機(jī)器 中,工作在嚴(yán)苛的環(huán)境中,指揮著伺服驅(qū)動(dòng)和電機(jī)系統(tǒng)精準(zhǔn) 的定位、同步加工,它操控著機(jī)器的數(shù)據(jù)流動(dòng),從現(xiàn)場(chǎng)到 ERP/MES,可以說(shuō),它無(wú)所不在地存在于制造業(yè)的每個(gè)領(lǐng)域。

  這就是PLC,一個(gè)樸實(shí)無(wú)華的產(chǎn)品,卻是我們這個(gè)商品琳瑯滿(mǎn)目的世界背后的沉默力量——而創(chuàng)造和驅(qū)動(dòng)這種力量 的,就是來(lái)自自動(dòng)化行業(yè)以及各個(gè)垂直領(lǐng)域中數(shù)十萬(wàn),乃至 百萬(wàn)的機(jī)電工程師們的卓越工作。

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  每臺(tái)機(jī)器都有它的”靈魂“

  機(jī)器是制造業(yè)的關(guān)鍵資產(chǎn),也是完美產(chǎn)品的制造源,它 令到我們今天的生活變得更為美好,而在制造業(yè)的背后,都 離不開(kāi)大量部署在工廠里的機(jī)器。

  早期的機(jī)器,PLC僅只是做邏輯控制,加個(gè)變頻器就能 夠做矢量控制,而且已經(jīng)非常高級(jí)了,它可以將原來(lái)依靠手 動(dòng)操作的機(jī)械效率提高了很多倍。今天,機(jī)器變得更為復(fù) 雜,適配的材料種類(lèi)、工藝、傳動(dòng)精度帶來(lái)的速度,以及靈 活性,能夠勝任多種產(chǎn)品的生產(chǎn),在物理成型機(jī)器上,它依 賴(lài)于工藝與傳動(dòng)控制,使得機(jī)器變得更高的適應(yīng)性。

  PLC如果只能做邏輯控制,那它就無(wú)法應(yīng)對(duì)工藝的復(fù)雜變化,它背后其實(shí)是關(guān)于材料在物理上的各種工作過(guò)程。例 如,模具內(nèi)的成型(注塑、擠出、壓鑄等)、涂布/涂覆類(lèi) 成型(通過(guò)壓印油墨到材料上的印刷設(shè)備,復(fù)合材料的涂布 工藝、電子油墨印刷的柔性混合電子、釉料到陶瓷上、漿料 到面料上的印染設(shè)備等)、金屬切削類(lèi)成型(車(chē)銑刨磨、鉆 孔攻絲等)、金屬其他成型(如彈簧、旋壓成型、沖壓成 型,注:金屬非材料分離類(lèi)的成型過(guò)程)、材料復(fù)合成型 (嬰兒紙尿褲/護(hù)墊、電池疊片等)、沉積類(lèi)(液晶屏、半 導(dǎo)體類(lèi)等)、液體容器填充(啤酒飲料、乳制品、藥品的液 體制劑等)、粉體類(lèi)(壓片、陶瓷粉末壓鑄、金屬粉末激光 成型等)… …

  你會(huì)發(fā)現(xiàn),每個(gè)產(chǎn)品都是在機(jī)器上完成材料的各種成 型過(guò)程,材料的物理特性千變?nèi)f化,而機(jī)器就要能夠?qū)@ 個(gè)過(guò)程進(jìn)行響應(yīng),并開(kāi)發(fā)相應(yīng)的程序——其實(shí),所謂的工 業(yè)Know-How,就是在這個(gè)嵌入式系統(tǒng)里運(yùn)行的“工業(yè)軟件”,它也是一個(gè)個(gè)的APP。而這些,根本就不是PLC邏輯控 制所能涵蓋的——我們說(shuō)PLC在發(fā)展,因?yàn)椋瑱C(jī)器在發(fā)展,它 的復(fù)雜性在不斷提高,使得工程師本身要成為一個(gè)融合機(jī)電 傳動(dòng)、工藝算法、信號(hào)處理、網(wǎng)絡(luò)通信、HMI交互等多學(xué)科 知識(shí)的載體,工程師的工作內(nèi)容不是一個(gè)PLC的邏輯控制所 能涵蓋的。

  有一位同事多年前就說(shuō)過(guò)“每臺(tái)機(jī)器都有它的‘靈魂’”, 我們今天大家經(jīng)常講的工藝Know-How就是它的”靈魂“。 它使得機(jī)器能夠應(yīng)對(duì)各種材料、流程的變化,能夠高品質(zhì)、 低成本地為用戶(hù)輸出產(chǎn)品,這一切都來(lái)自于機(jī)電工程師們的 卓越工作。并且,隨著機(jī)器復(fù)雜性的提升,機(jī)電工程類(lèi)里面 的電氣工程師們的工作附加值也越來(lái)越高、作用也變得越來(lái) 越重要。

  工程師的工作即是創(chuàng)新

  人們對(duì)于“創(chuàng)新”似乎有一種“神圣”的認(rèn)知,認(rèn)為 它必然是要具備顛覆性——似乎0-1才能稱(chēng)為“創(chuàng)新”。就 像數(shù)碼相機(jī)顛覆膠卷、智能手機(jī)將功能手機(jī)打入歷史那 樣。其實(shí),工程師的工作本身就是創(chuàng)造性的——科學(xué)在探索 (Discovery),而工程則在創(chuàng)造(Innovation),形成的 結(jié)果被稱(chēng)為技術(shù)(Technology)。我們經(jīng)常講“科技”,其 實(shí),科學(xué)和技術(shù)之間的橋梁就是“工程”。解決復(fù)雜的問(wèn)題, 就是要借助于工程思想,將復(fù)雜問(wèn)題拆分為簡(jiǎn)單的問(wèn)題,然后在 約束條件下工作,獲得新的組合——這就是工程師們的工作。

  無(wú)論是在哪個(gè)工業(yè)領(lǐng)域,例如在離散制造業(yè),如前所 說(shuō),它基本上都是在對(duì)材料進(jìn)行物理的成型加工。通常來(lái) 說(shuō),這里有不同的材料在各種物理變量,例如溫度、壓力/ 牽引力、電磁力等物理場(chǎng)下的形變,流動(dòng)特性、表面張力、 內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)的變化引發(fā)的力學(xué)變化——這種變化需要被穩(wěn)定 的控制下來(lái),形成可用的產(chǎn)品特性。例如,圓珠筆筆尖上的 油墨在滑動(dòng)中的流動(dòng)特性、液體灌裝中因?yàn)橐后w粘度造成的 流動(dòng)速度變化,以及在紙張中組分的混合帶來(lái)的吸附特性等 等。這種特性在各種物理動(dòng)作下的穩(wěn)定可控區(qū)間,以及在加 工完成后金屬的應(yīng)力消除、混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的重新回復(fù)穩(wěn) 態(tài)下的變形是否可控——就像彈簧加工完成后的彈力回復(fù)需要 過(guò)沖的力量,包括熱處理對(duì)它的影響一樣。

  現(xiàn)在很多大學(xué)教材里面對(duì)PLC的描述似乎總有一種它 并不是很”高級(jí)“的錯(cuò)覺(jué),一些論文的標(biāo)題必須得加上“智能”、“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”、“多模態(tài)”等高端大氣上檔次的術(shù)語(yǔ), 才能顯得更”高級(jí)“,如果有人用PLC做個(gè)項(xiàng)目、寫(xiě)個(gè)論文, 就會(huì)瞬間有種難登大雅之堂的感覺(jué)。一般來(lái)說(shuō),一篇論文要 想真的看上去特別的”高級(jí)“,那往往不是因?yàn)镻LC編程,而 是對(duì)這個(gè)應(yīng)用中的工藝控制核心算法的理解,才是更有價(jià)值 的。但是,對(duì)PLC背后工程師們的工作,我是很清楚的——其 實(shí),PLC正在讓工程師們的才華得到真正的發(fā)揮,以實(shí)現(xiàn)更 為高效的機(jī)器生產(chǎn)。

  因此,PLC開(kāi)發(fā)算法這樣的事情,是很早就存在的需 求。PLC的邏輯編程,其實(shí)只是PLC的“基操”,PLC能干的 事情遠(yuǎn)超過(guò)人們的想象。

  PLC的形態(tài)發(fā)生變化的背后

  其實(shí),PLC在過(guò)去的20年里,已經(jīng)發(fā)生了巨大的變化。 首先,作為一種產(chǎn)品來(lái)說(shuō),PLC已是今非昔比,這背后的每 一個(gè)設(shè)計(jì)理念,都來(lái)自于工程師們?yōu)榱私鉀Q生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的 各種實(shí)際問(wèn)題。

  為什么算法設(shè)計(jì)成為了關(guān)鍵?

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  其實(shí),早期的PLC僅限于邏輯控制,這與機(jī)器本身的發(fā) 展階段是有關(guān)系的。但同時(shí), 由于這個(gè)原因,在各個(gè)領(lǐng)域里 產(chǎn)生了不同種類(lèi)的“專(zhuān)用型控制器”——這些控制器通常都是 因?yàn)镻LC無(wú)法做高級(jí)算法、高速采樣而產(chǎn)生的。比較典型的 就是CNC和機(jī)器人,前者因?yàn)橛旋R次變換,后者則是插補(bǔ)算 法的計(jì)算需求。在各個(gè)領(lǐng)域,其實(shí),都存在這樣的專(zhuān)用控制 器,像工程機(jī)械里的防搖系統(tǒng)、防傾翻、瀝青攤鋪的找平計(jì) 算,還有以往的印刷套色、紡織里的自調(diào)勻整、燃?xì)廨啓C(jī)里 的點(diǎn)火控制等等。在各行各業(yè)里,其實(shí)的確存在以往受限于 PLC邏輯控制的難題,而需要開(kāi)發(fā)專(zhuān)用型控制器的問(wèn)題。專(zhuān) 用控制器通常因?yàn)樯a(chǎn)批量不像標(biāo)準(zhǔn)控制器那么大,因此往 往價(jià)格比較貴;而且專(zhuān)用控制器從采用的技術(shù)方案來(lái)講,通 常多是以DSP、FPGA等硬件封裝形式,或者PC+RTOS的架 構(gòu),這些都是相對(duì)封閉的專(zhuān)用系統(tǒng)。專(zhuān)用控制器大多都”隱 藏“在各個(gè)特別細(xì)分的領(lǐng)域內(nèi),一般也不為人所知,除非是 專(zhuān)注于某些細(xì)分市場(chǎng)的企業(yè)才會(huì)有所了解。

  因此,在90年代,像貝加萊這樣的自動(dòng)化廠商就扛起了 “開(kāi)放自動(dòng)化”的大旗。開(kāi)放自動(dòng)化的本意在于采用“通用 的硬件架構(gòu)”,如Intel、ARM這種在消費(fèi)市場(chǎng)已經(jīng)大量采用 的硬件架構(gòu),以及“通用編程”工具,如C/C++,來(lái)實(shí)現(xiàn)“開(kāi) 放”的應(yīng)用。這里的開(kāi)放指的是可以被“自定義”——即,不 像傳統(tǒng)系統(tǒng)的軟件都是被封裝的”黑盒子“里面,無(wú)法被靈 活的修改。這一迫切的需求,正來(lái)自于機(jī)器的復(fù)雜性變化, 以及客戶(hù)場(chǎng)景的變化。當(dāng)然,今天開(kāi)放自動(dòng)化的疆域更為廣 闊,開(kāi)始滲透到數(shù)字化連接、AI、機(jī)器人、視覺(jué)等更為廣泛 的集成范疇。

  開(kāi)放自動(dòng)化的確改變了傳統(tǒng)的“專(zhuān)用型控制器”市場(chǎng), 包括今天,其實(shí)機(jī)器人、CNC都可以用PLC來(lái)控制,包括原 有的很多傳統(tǒng)的專(zhuān)用控制器也逐漸被通用的PLC所替代——因 此,才變得更為經(jīng)濟(jì)。

  創(chuàng)新在于融合并解決問(wèn)題

  自動(dòng)化行業(yè)自身的創(chuàng)新,它的核心在于“用戶(hù)需求”和 “橫向科技”——簡(jiǎn)而言之,即:用更為開(kāi)放、經(jīng)濟(jì)的資源, 通過(guò)工程創(chuàng)新的工具平臺(tái),來(lái)解決用戶(hù)的工程難題。

  因此,對(duì)于自動(dòng)化的工程師們來(lái)說(shuō),他們的關(guān)注點(diǎn)就是 “行業(yè)需求的演進(jìn)”和“橫向科技”的演進(jìn),將這些新的技術(shù) 融入到自動(dòng)化的硬件、軟件平臺(tái),讓用戶(hù)能夠更為高效地開(kāi)發(fā)他們“不斷變化”的機(jī)器。

  創(chuàng)新,通常并不一定要使用最前沿的技術(shù),而是適用 “最為經(jīng)濟(jì)”的技術(shù)——這其實(shí)是工程的本質(zhì)所決定的。因 為,工程相對(duì)于科學(xué)是收斂的……科學(xué)探索尋找各種可能 性,再向外延展;而工程則相反,它是收斂的——它在各種 可能性中,尋找最經(jīng)濟(jì)的路徑。這包括,是否最低的成本、 最易于實(shí)現(xiàn)的材料、最快的過(guò)程、最小的材料消耗、最少的 人工消耗、最小的占地面積……因此,工程始終在尋找“最 優(yōu)”的路徑,而且,這個(gè)路徑并沒(méi)有結(jié)束的時(shí)候。

  當(dāng)然,衡量創(chuàng)新的標(biāo)準(zhǔn)不是技術(shù)多么“牛”,而是商業(yè) 的成功——這與科學(xué)不同,科學(xué)可能關(guān)注未來(lái)數(shù)十年后的事 情,但工程則關(guān)注當(dāng)下解決實(shí)際問(wèn)題,并產(chǎn)生商業(yè)價(jià)值——如 果沒(méi)有商業(yè)價(jià)值,任何技術(shù)都會(huì)失去意義,那就是一個(gè)失敗的 項(xiàng)目。

  PLC像數(shù)字智能方向的演進(jìn)

  PLC就實(shí)現(xiàn)而言,逐漸向數(shù)字化靠近——因此,我們會(huì) 發(fā)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)IT與OT融合,有這兩種力量在共同努力。一方面,

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  IT開(kāi)始自上而下地將技術(shù)延伸到制造現(xiàn)場(chǎng),而另一方面,OT 端的自動(dòng)化也正在擴(kuò)展其原有系統(tǒng)的能力,向IT側(cè)擴(kuò)張。

  PLC與 PC之間的融合,包括PLC向云端化、AI化的發(fā) 展,其實(shí)都是來(lái)自于制造現(xiàn)場(chǎng)的用戶(hù)需求的演進(jìn)——所以,如 果關(guān)注制造現(xiàn)場(chǎng)的需求演進(jìn),就會(huì)明白PLC將會(huì)向哪些方向 發(fā)展。對(duì)于任何關(guān)于各種控制器的爭(zhēng)議,其實(shí)本身并沒(méi)有意 義——真正的意義在于它是否經(jīng)濟(jì)地解決了用戶(hù)的難題。

  PLC的演變,都是為了實(shí)現(xiàn)用戶(hù)控制到計(jì)算融合的演 進(jìn)。通常意義來(lái)說(shuō),控制(Control)指的是“周期性任 務(wù)”,這個(gè)是基于“負(fù)反饋閉環(huán)控制”、“等時(shí)同步”的思想 而設(shè)計(jì)。而計(jì)算(Computing),基于“數(shù)據(jù)”而非“信號(hào)” ——因此,控制和計(jì)算是在機(jī)器上的兩個(gè)概念。這就是為什么 PLC要和PC融合的原因,因?yàn)椋鼈冃枰幚韮蓚€(gè)不同類(lèi)型 的任務(wù),計(jì)算類(lèi)任務(wù)通常不是直接的信號(hào)控制,如邏輯輸入 輸出、PID調(diào)節(jié)、傳動(dòng)控制等,而是諸如“路徑規(guī)劃”、“優(yōu) 化”、“策略”等任務(wù),例如OEE計(jì)算、能源計(jì)量、紡織工藝 里的意匠圖、異形玻璃切割的優(yōu)化、印刷里的拼版、折頁(yè)配 頁(yè)計(jì)算、電池制造里的缺陷檢測(cè)及推理分析、各種視覺(jué)缺陷 檢測(cè)與分析、調(diào)度類(lèi)任務(wù)等等。

  這一切的背后,是因?yàn)闄C(jī)器作為一個(gè)加工機(jī)械,本身也 是工廠資產(chǎn)的計(jì)算數(shù)據(jù)源,無(wú)論是計(jì)算原材料的消耗、良 品率、機(jī)器資產(chǎn)效率評(píng)估(OEE)等等,都需要由PLC提 供數(shù)據(jù),包括HMI的任務(wù)、遠(yuǎn)程維護(hù)的任務(wù)、數(shù)據(jù)下發(fā)的任 務(wù)……每種控制系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì),其實(shí)都是來(lái)自于制造工廠 的品質(zhì)、成本、交付任務(wù)所產(chǎn)生的需求。

  PLC背后的技術(shù)演進(jìn),是產(chǎn)業(yè)升級(jí)需求驅(qū)動(dòng)下的進(jìn)化—— 而這一切除了伴隨自動(dòng)化產(chǎn)品和技術(shù)的變化之外,實(shí)際上也 包括了工程師這個(gè)職業(yè)本身能力的需求演進(jìn),以及在背后, 作為一個(gè)服務(wù)型行業(yè)本身的職能演進(jìn)。

  自動(dòng)化工程師的能力需求演進(jìn)

  回到這里,我們需要談?wù)劻硪粋€(gè)問(wèn)題,現(xiàn)在的自動(dòng)化工 程師也不是原先那個(gè)”工程師“了。

  首先:如果PLC僅僅只是做邏輯控制,那么就是極大地 低估了自動(dòng)化工程師們的價(jià)值。如果PLC只能做邏輯控制, 寫(xiě)個(gè)邏輯任務(wù),這種事根本就不需要“工程師”——只要中專(zhuān) 畢業(yè)的“技師”即可完成。其實(shí)在國(guó)外,早期的PLC編程的確 就屬于職業(yè)類(lèi)院校的培養(yǎng)范圍,而電子與電氣工程師們更專(zhuān)注于開(kāi)發(fā)整套系統(tǒng),這需要本科教育水平。

  其次:如果自動(dòng)化工程師只是寫(xiě)寫(xiě)代碼(Coding), 那也是把自動(dòng)化工程師的工作內(nèi)容給簡(jiǎn)單化了。甚至有人認(rèn) 為有了生成式AI就會(huì)取代很多工程師的工作,但其實(shí),AIGC 只能在Coding這個(gè)環(huán)節(jié)輔助工程師的工作。而工程師的工 作是整個(gè)工程(Engineering)的開(kāi)發(fā)過(guò)程,它包括概念設(shè) 計(jì)、需求分析、系統(tǒng)搭建、代碼開(kāi)發(fā)、測(cè)試驗(yàn)證、系列化, 以及持續(xù)的優(yōu)化等。一方面,它是一個(gè)全生命周期概念,另 一方面,它也是“持續(xù)迭代”的過(guò)程。編程只是工程師的工 作內(nèi)容之一,工程師的工作范圍更多的還包括如何選擇系統(tǒng) 方案,如何與機(jī)械、工藝配合,如何進(jìn)行建模仿真測(cè)試;并 且在工程里還存在著“未知之幕”——工程師需要解決某些尚 未被發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題,如材料、機(jī)械、工藝、電氣之間復(fù)雜的耦 合關(guān)系,甚至包括一些科學(xué)探索的工作,如需要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)大 量的測(cè)試,才能尋找到變量間的影響關(guān)系等等。

  易用性,機(jī)器的核心代碼可能不多,但為了應(yīng)對(duì)各種變 化的場(chǎng)景,以及出錯(cuò)和讓操作者易用的設(shè)計(jì),是機(jī)器要不斷 迭代的——甚至數(shù)年、數(shù)十年。就像ASML的光刻機(jī)那樣,它 不是一裝上去就很好用的,它也需要不斷的迭代,并且,它不 是一次就能搞定,而是在它的整個(gè)生命周期里,持續(xù)在迭代。

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  第三:自動(dòng)化行業(yè)已經(jīng)不存在全棧工程師,這個(gè)詞來(lái)自 于IT界。早期如果只是做邏輯以及算法的話(huà),其實(shí),一位工 程師是可以掌控全局的:他既可以編代碼,還可以做HMI畫(huà) 面設(shè)計(jì),還可以寫(xiě)網(wǎng)絡(luò)連接、運(yùn)動(dòng)控制程序,從項(xiàng)目開(kāi)始到 結(jié)束,都可以一個(gè)人搞定。

  但今天,這樣的工作已經(jīng)很難一個(gè)人完成了……首先, 由于現(xiàn)在的機(jī)器和產(chǎn)線(xiàn)集成了更多的機(jī)器人,這時(shí)就要和機(jī) 器人方面的工程師進(jìn)行合作。而大量的視覺(jué)應(yīng)用、圖像處 理,又是一個(gè)新的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域,需要和視覺(jué)技術(shù)方面的工程師 合作。今天,還有柔性輸送技術(shù)這樣的機(jī)電一體化系統(tǒng)被融 入進(jìn)來(lái)——這就需要和機(jī)械技術(shù)方面的工程師合作。此外,現(xiàn) 在用戶(hù)對(duì)于HMI設(shè)計(jì)也提出了新的需求,這就使得UI工程師 開(kāi)始在自動(dòng)化企業(yè)里有了一席之地。

  而隨著當(dāng)前AI人工智能技術(shù)的快速發(fā)展,更是需要專(zhuān) 業(yè)的數(shù)據(jù)科學(xué)出身的算法工程師來(lái)參與項(xiàng)目,包括數(shù)據(jù)庫(kù)專(zhuān) 家、網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)家等等,才能更好地完成工作任務(wù)。因此,這個(gè) 時(shí)候, 自動(dòng)化工程師就需要在原來(lái)和機(jī)械、工藝技術(shù)打”交 道“的基礎(chǔ)上,能夠與多個(gè)內(nèi)部或外部跨專(zhuān)業(yè)的工程師們實(shí) 現(xiàn)協(xié)作,才能更好地開(kāi)發(fā)機(jī)器和系統(tǒng)。

  工程師,其實(shí)無(wú)論是在工業(yè)領(lǐng)域中開(kāi)發(fā)自動(dòng)化系統(tǒng)的工 程師,還是自動(dòng)化行業(yè)中的應(yīng)用工程師(FAE),或者是在 機(jī)械制造商、終端生產(chǎn)企業(yè)里的自動(dòng)化工程師等等,他們都 是一種跨領(lǐng)域、跨專(zhuān)業(yè)合作的職業(yè)。

  這里總結(jié)一下自動(dòng)化工程師應(yīng)具備的能力,大致上包括 以下幾個(gè)方面:

  (1)跨專(zhuān)業(yè)的協(xié)同:這里有個(gè)問(wèn)題是, 一個(gè)人無(wú)法掌 握各個(gè)專(zhuān)業(yè),但他需要在共同的工程思想基礎(chǔ)上進(jìn)行溝通和 協(xié)調(diào)。雖然你不是這個(gè)領(lǐng)域的專(zhuān)家,但可能你需要了解基礎(chǔ) 方向的原理、能力邊界,就像很多人問(wèn)到AI——我覺(jué)得不需要 掌握具體的算法,但要了解AI的能力邊界及優(yōu)缺點(diǎn)。

  在工程教育里,工程師的能力首要是“解決復(fù)雜問(wèn) 題”,所謂的復(fù)雜問(wèn)題,本身就是機(jī)械、電氣、工藝三個(gè)維 度復(fù)雜問(wèn)題的集合。每個(gè)生產(chǎn)難題的背后,其實(shí)都是因?yàn)椴?料、工藝、機(jī)械的物理關(guān)系的耦合造成的,這需要跨專(zhuān)業(yè)的 協(xié)同才能進(jìn)行。

  (2)工程思維與效率:工程過(guò)程其實(shí)是個(gè)對(duì)效率要求 比較高的領(lǐng)域,因?yàn)椋こ處煹墓ぷ鞅旧砭褪窃跁r(shí)間、人力 資源、材料等多種約束條件下進(jìn)行的。如果工程效率低,其實(shí),本身的研發(fā)成本就很高。其中最為燒錢(qián)的通常是在 “測(cè)試驗(yàn)證”這個(gè)階段,如果不采用建模仿真的方法、并行 工程的方法,就會(huì)導(dǎo)致成本高,且周期拉長(zhǎng),因此,工程師 通常需要良好的項(xiàng)目管理能力。

  工程師的工作實(shí)際上就是“設(shè)計(jì)”——這是一種有意識(shí)的 創(chuàng)造性過(guò)程,因此也特別需要“智慧”——因?yàn)椋瑫r(shí)常是需要 在復(fù)雜的變化中尋找“路徑”的過(guò)程。而很多時(shí)候背后的機(jī) 理和相關(guān)性邏輯甚至并非清晰——科學(xué)地了解世界是極為有限 的。工程本身就包括了一些探索性的工作,它需要用科學(xué)的 方法來(lái)支持,包括大膽的假設(shè)、小心求證的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度等等。

  (3)領(lǐng)導(dǎo)力:在歐美的工程教育里,特別強(qiáng)調(diào)工程 師的領(lǐng)導(dǎo)力,這是因?yàn)楣こ處煹墓ぷ饕欢ㄐ枰推渌麑?zhuān)業(yè)領(lǐng) 域,包括內(nèi)部、外部的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行溝通協(xié)作。而且,工程師往 往并不僅僅只是一個(gè)工程師的角色,很多工程師還會(huì)擔(dān)任小 型研發(fā)團(tuán)隊(duì)的領(lǐng)導(dǎo),有些工程師還會(huì)逐漸成長(zhǎng)為產(chǎn)品線(xiàn)研發(fā) 總監(jiān)。而且,很多工業(yè)公司的創(chuàng)始人本身就是工程領(lǐng)域的專(zhuān) 業(yè)出身,如何管理一群技術(shù)大拿,大家一起工作,高效、開(kāi) 創(chuàng)性地設(shè)計(jì)出成功的產(chǎn)品,本身就需要具有卓越的領(lǐng)導(dǎo)力。 并不是領(lǐng)導(dǎo)才需要領(lǐng)導(dǎo)力,而是所有人都需要領(lǐng)導(dǎo)力——因 為,在一個(gè)復(fù)雜的世界里,溝通與協(xié)作是每天的工作常態(tài)。

  寫(xiě)在最后

  其實(shí),對(duì)于我們來(lái)說(shuō),從事的就是為產(chǎn)業(yè)裝備系統(tǒng)開(kāi)發(fā) 提供服務(wù)的工作,這使得我能夠看到在這個(gè)過(guò)程中,工程及 工程師們的工作本質(zhì)。而這也是我為什么會(huì)在寫(xiě)出《PLC早 已不是那個(gè)PLC》這篇文章時(shí),更想表達(dá)的是現(xiàn)在的自動(dòng)化 工程師早已不是從前的那個(gè)“工程師”了,我感受最深的就 是,真正的價(jià)值都來(lái)自于工程師們卓越的工作成果。

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