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什么是科学的方法
[百度] 科学方法是人们在认识和改造世界中遵循或运用的，符合科学一般原则的各种途径和手段，包括在理论研究、应用研究、开发推广等科学活动过程中采用的思路、程序、规则、技巧和模式。在心理学中，主要是指利用科学思维从事科学研究，从而得出所研究对象的本质和规律。人们正确认识世界改造世界的根本方法包括：对称方法（含对称逻辑思维方式、对称平衡方法）、五维空间方法、复杂系统论方法、还原论与整体论相统一的方法、公理方法、典型分析方法、规范与实证相统一方法、逻辑与历史相统一方法、抽象与具体相统一方法、原创理论与经世致用的科学评价标准等。这些方法作为人们正确认识世界改造世界的根本方法，也是人们进行任何一门科学研究必须应用的方法。
用科学的方法得出的结论应是客观的，可以被重复呈现的，只要具备了一定的条件。这一点对于系统和产品设计有很大的提示作用。科学的方法论有物理和数学理论作为基础，它用定量的方式直接回答了系统的行与不行。用科学的方法进行系统设计，既可以通过数字仿真进行验证，也可以通过过实验进行验证。实践检验是最直接和最原始的方法，也是最有效的方法。但有时因为试验的难度太高，或代价太大，在设计阶段完成整个系统的试验是无法做到的。
科学的方法不是只凭借经验，更不是凭借拍脑袋，而是建立在严密的逻辑推理及数学分析的基础之上完成的。比如，当我们要设计一个建筑结构时，对于承重的购件设计，首先要满足力学要求，可以通过有限元分析，对于比较复杂或重要的结构，有必要进行试验。当我们要设计一款物流设备，如穿梭车，则计算、仿真、试验皆不可少，此外，疲劳试验也非常重要。对于需要支撑数十万甚至一百多万次作业的设备，如穿梭车和kiva，其关键零部件的耐久性试验尤为重要，也直接影响到产品的质量和可靠性。
科学的方法和思维有利于我们破除迷信，敢于质疑前人的成果，敢于创新，并推动人类科技的不断发展。
标准的制定和意义
什么是设计与产品的标准呢？通俗的讲，即设计所需要满足的基本条件和要求。如堆垛机设备的设计标准，要满足包括机械、电控、维护、环境、运输、安装、用电、基础、安全性等在内的多方面的条件和要求。设计标准是前人经验的总结，或者是实践检验的结果，其最大的优势在于使设计更加合理和科学，避免出现一般性的错误和重复错误，以及在应用过程中增强设备或零部件的通用性等。在制造领域，标准化程度的高低，既影响制造质量和成本，也决定了制造业的总体水平。
比如，堆垛机的设计中，有一项指标是巷道的宽度d。巷道宽度要保留多少才安全？一方面要看托盘的尺寸，第二则要看安全间隙是多少。安全间隙不仅要满足堆垛机正确运行的需求，又要考虑托盘从入库、存储、出库等过程中的安全性等问题。正常情况下，托盘本身尺寸和货物尺寸要符合标准，其误差不能太大。此外，还要考虑的问题包括码垛的规范性，托盘在运行过程中的垛型保持，货架安装的误差，货叉停准的误差，以及堆垛机停准的误差等。设计规范则是在考虑以上要求后，给出一个建议的尺寸，可用于设计者参考。
在物流系统集成过程中，我们经常遇到标准化问题。设计过程的标准化是第一个环节，也是最重要的环节。可以从几个方面领会标准化的意义。
产品选型的标准化：体现在产品的规格型号，什么样的选型是符合标准的呢？有很多指标。如性能指标、可靠性指标、可购买性和可维护性指标、安全指标、用电指标、元器件指标、接口等。其中性能指标最为复杂，既有熟知的有关尺寸、速度、精度、噪音等指标，也有诸如使用寿命等隐形指标。
性能指标的要求：标准化的一个重要方面是给设计的产品提供一个或多个门槛。如a级产品、b级产品、c级产品等，其门槛是不一样的。这样的目的主要在于为产品设置一定的门槛，为用户提供一个选择的机会，避免鱼龙混杂。物流装备行业是一个竞争激烈的行业，也是一个几乎没有门槛的行业，所以低价竞争、恶意低价竞争成为影响行业发展的毒瘤。在这种情况下，唯有建立标准，明确产品的性能指标，才能使产品的差异化得到体现，确保用户的利益和行业的健康发展。
有关表达方式的标准化：这在设计中几乎是通用的。一项设计，往往是通过文字和图纸来进行表达，表达的方式不同，效果也就不同。标准的意义在于提供一个一致的表达方式，使别的读者可以迅速的理解设计的内容。
人们对于设计标准化的要求，还在于尽量使设计变得简单和简练。比如说零部件或产品的种类规格尽量的少，以便于采购、生产、安装、维护变得更简单；比如说产品的零部件尽可能地具有通用性，设计的产品易于加工、运输、安装、维护等。标准化的在一定意义上可以使产品更加稳定可靠，通过减少规格，减少设计量，从而实现规模化生产，从而使生产成本大幅度下降。
用理论指导实践，用实践完善理论
科学的方法，一方面在于用理论指导实践，另一方面在于通过实践不断完善理论，使理论升级。人类认识自然、认识世界、改造自然、改造世界的过程其实就是如此。理论的形成，是一个归纳、总结、抽象、提升的过程，是人类智慧的成果。用理论指导实践，指导设计，我们就会有条不紊的推动工作的进展，并且在具体工作中，应用科学知识进行指导。比如要设计一座桥梁，在确定基本跨度、载荷的前提下，我们首先要对桥梁的结构形式进行规划设计，要对每一个设计方案进行各种工况下的力学分析，必要时还要通过仿真试验，验证设计的可行性，从而确定桥梁的主体结构。桥梁一旦建成，我们还要进一步通过实测，对实测数据与理论值进行比对，看看他们之间的误差是多少，从而提出修正意见，或为未来的设计提供参考。
以最简单的货架设计为例，货架的设计尽管简单，但其力学分析却并不容易。包括横梁的连接方式，载荷的处理，计算模型的建立等。一般情况下，理论计算与实际必然存在误差，只有不断修正，计算结果才能与实际逐渐逼近。
理论是一个不断抽象的结果，为了叙述方便，或求解方便，往往要对实际的结构和边界条件进行简化，而这种简化的结果必然会差生误差。如何修正这种误差，目前来看，只有试验和实际测量才能解决。计算机仿真技术可以解决部分问题，但计算机仿真建模也是需要对现场情况进行简化才能完成，所以，理论上计算机仿真也是存在误差的。
有时，实践的结果与理论差异甚大，这是就要考虑对理论进行修正。很多科学发现就是在这种情况实现的。我读大学时，有幸聆听了叶开沅教授的板壳理论课程，在进行板壳大挠度变形理论的学习中，了解到板壳大挠度变形主要是由二阶及以上变量所引起。这个发现也是由于实践而完成的。一般弹性力学的处理，是舍弃二阶及以上变量的影响的，但在板壳理论中，二阶变量及以上变量却起到了决定性作用。叶先生也因此成为影响一代人的力学大师。
人类的认知总是受到自身能力的限制，而不可能尽善尽美，或毫无纰漏。很多情况下，设计者并不能穷举所有情况，从而使设计留下漏洞。只有通过实践的验证，很多问题才会浮出水面，从而为进一步完善提供方向。计算机软件设计尤其如此，不管测试如何全面，却与实际总存在差距，由于问题的暴露需要长时间的积累，所以软件系统的完善会是一个相当长的时间。这也可以解释为什么一个优秀的软件工程师，其经验是非常重要的。
重点攻关（关键技术，关键零部件）
科学方法在实际应用中，除了科学理论外，也包含一些方法论。这在物流系统设计和产品设计中随处可见。无论是一项产品设计还是一项工程设计，往往会遇到一些难以克服的难题，这些难题如果不能克服，则设计难以成功。难题成为影响项目和产品是否成功的障碍。比如在早期的起重机设计中，钢丝绳就是一个难题。众所周知，钢丝绳在整个起重机的占比非常小，但重要性非常高。一旦钢丝绳出现断裂，就是非常严重的事故。因此，钢丝绳的研究成为起重机研究的重点和难点之一，也成为一个重要的研究领域。据我所知，原来的华中科技大学杨叔子院士就是研究钢丝绳探伤的著名专家。
如何应用科学的方法对重点攻关技术进行指导，也有很多方面。科学的方法，有时也比较笨拙。比如产品的耐久性测试，就是一个典型的例子。我国的工业产品，客观的说，有很多是不过关的。比如我们天天使用的门锁或水龙头，就是一个典型。为什么全世界认为德国的门锁会比其它国家的要好呢？我遇到的一个例子也许可以回答这个问题。这是一个德国品牌的生产工业门的公司，他们的产品号称永不损坏，我开始也很疑惑，他们如何做到？但在参观他们工厂时，就突然明白了。在工厂有一个专门的试验装置，用于测试门的活页和门锁，每一项新的设计，都要经过这样的测试，每个测试要求达到100万次以上才算合格。如果不行，就要反复修改设计，直到达到为止。我当时就在想，我国的门锁和水龙头生产企业，如果都能做这样的研究和测试，而不是简单的抄袭复制，其品质也是可以达到很高水平的。我们常常对当下的浮躁风气予以批评，但就是没有人去做笨功夫，不按照科学的方法行事，所以只会永远的批评下去，而看不到有所改变。
我国已经是一个制造业大国，但如果不能在生产贯彻科学的精神，采用科学的手段，就有可能永远不能摆脱低端制造的命运。其实，所谓低端与高端制造，其差距也许就在于是否采用了科学的方法。有些东西，如很多的工业产品，可以通过钱买来，但更多的东西，并不是钱可以买来，如knowhow、如品质、如能力、如核心技术，需要一代人一代人不断地追求，不断探索，不断完善，不断迭代，才能获得。
现场的维护管理策略
无论是供应商还是用户，都有一个不切实际的想法，即一劳永逸。需要知道的是，世界上没有一项完美无缺的工程，也没有一台永不损坏的机器，故障和缺陷是不可避免的，要接受这种故障和不完美。且不说一个复杂的物流系统，就是一辆自行车，也是需要不断保养和维护，才能保证其持续的可用性。
如何用科学的方法指导现场运维问题，也是一项非常重要的课程。
首先，要理解故障是不可避免的，而不是心存侥幸。因此，加强维护保养非常重要。要及时监测系统的运行情况，一旦出现异常信号，要及时干预。建立远程的现场信号监控很有必要，运用ai对成千上万的系统进行实时监测，可以提前对故障进行预警。
其次，要对故障进行预测，并制定相应的应急措施。例如，我们要对重要数据进行备份，对软件系统进行备份，要对易损件提前预备，这是故障后快速维修、恢复系统所需要的。在整个系统设计中，除自动化系统外，要保留一定的柔性，如增加平置仓库、电梯，以应对临时的故障等。不能等到故障发生时才想办法，这样就来不及了。
第三，要有底线思维，在故障状态下，系统不能影响生产的正常进行。即故障可能会使系统暂停，或降低效率，但不能影响正常的生产。
需要指出的是，承认系统和产品的缺陷和不完美，并非是要推卸责任，为产品的缺陷找借口。我们所讲的缺陷和不完美是指超出人们现有认知和能力的部分，而并非产品已知的部分。比如，产品的设计没有达到标准的要求，或性能指标没有达到合同的要求，就是一项不合格的产品，这与产品的缺陷和不完美并非一回事。我们所指的缺陷，主要是由于材料、软件、现场条件的不确定性和不可预知性带来的。如零部件的使用寿命，一旦超出预期，就可能导致功能失效；软件在没有预计到的工况出现时出现的bug；设备需要保养，如果保养不及时，有可能导致故障，零部件本身存在缺陷，使用不 符合规范等。
任何产品都会对使用环境有要求，作为使用者，要明白产品不是万能的。比如对温度的适应性，有常温和低温的区别，常温的产品在低温下可能就不能很好的工作，反之亦然。又如很多现场不规范，对自动化提出了挑战。如标签、周转箱、托盘的规范性，就会严重影响产品的使用。一种科学的方法是要尽量使现场条件满足产品的要求，而不是置之不理。
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