用好模型的智慧

2021/7/3 17:07:54人评论次浏览分类:文化长廊 文章地址://www.e-cumulus.com/community/3871.html

我昨天在朋友圈发了一句话“真正懂技术的人要知道两件事:实用技术的关键逻辑,不是技术原理本身,而是原理所需的条件不满足时怎么办?技术应用的关键逻辑,不是技术本身的逻辑,而是技术在何种场景下能够创造价值。”

下面,我用建模来说明这句话的含义。


大约十五年前,在工业与应用数学学会的常务理事会以上,我做了个简单的发言。大体意思是:不仅要会建模,更要会应用。我认为,在工业场景下,模型误差是难免的,关键是要学会把有误差的模型用好。把有误差的模型用好,才是真本事。讲完之后,郭雷会长兴奋地对我说:控制论研究的东西,其实就是有了误差怎么办。他和杨顶辉老师还要我把发言整理出来,发表在学会的通信上。


大约30年前,王老师讲过一个通俗、形象的观点:机械行业模型的典型误差是1% ,电子行业是10% 、化工行业是30%。按这个说法:钢铁行业的误差会有50%-100%。对一般性的场景,模型误差大常常是个难以彻底解决的问题。对于简单的小系统,误差常常是因为模型参数难获得;对于复杂的工业大系统,子系统误差的叠加会很大,往往连量级都难以判断。


数学模型技术搞几十年了,精度一直都是重要的瓶颈。对解决具体问题(如制定工艺参数)来说,模型精度不能满足生产的需求是一种常态。但是,“死了张屠户、不吃带毛猪”。工业人一般是通过试验和测试,获得合适的参数。


现在,计算机数据存储和运算能力上去了。于是,全国人民都在强调模型、数字孪生,强调精准映射。但问题是:误差问题解决了吗?如果解决不了,仿真的结果敢用吗?所以,现在仍然需要面对我在十五年提出的问题:有了误差怎么办?


在我看来,应用模型的智慧和技巧,恰恰就在处理误差问题。如果总是寄希望于模型精度特别高,往往就会走入无解的死胡同。对于那些不值得花巨资测试、计算的行业,更是如此。现实中,认识到模型的不足,才能把模型用好。我把“模型用好”的标准定义为:用模型比不用模型好。而不是达到普通人理想中的样子。比如,模型不能代替试验,但可以减少试验、可以减少试验的风险、加快试验的速度。


有位前辈在评审创新项目时,经常问三个问题:难在何处、新在何处、妙在何处?所谓妙在何处,就是创新项目一般要有智慧。没有智慧、看不到妙处的“创新”,很可能是个笑话:难道大家都这么傻、就想不到吗? 但这类笑话在中国特别多:因为人家追求的是政治正确和所谓的先进性。比如,有的企业把多条产线的数据连在一起,能远方的让领导看见,就大吹特吹。我就想问这句话:这种想法,妙在何处?


孔子说“从心所欲不逾矩”。我的理解是:不做那些做不成的事情,才能进入自由王国,才能做什么成什么。这是一种智慧。同样,放弃过度理想的模型精度,才能把模型用好。在我看来,模型的一般性意义,并不是物理实体的高精度映像,而是信息和知识沉淀的载体。我们还要知道:知识,需要在实践中长期积累。

作者:郭朝晖(工学博士,教授级高工。企业研发一线工作20年;优也科技信息公司首席科学家;东北大学、上海交大等多所院校兼职教授。国内知名智库、走向智能研究院的发起人之一。原宝钢研究院首席研究员)

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