系统工程与开放自动化系统

       系统工程为核心的科研体系

        “系统工程”被定义为一种有条不紊的多学科方法，用于系统的设计、实现、技术管理、操作和退役。“系统”是共同发挥作用以产生满足需求所需的能力的元素的组合。这些要素包括为此目的所需的所有硬件、软件、设备、设施、人员、流程和程序。系统工程是为了构建复杂系统而生的。所谓的复杂系统包括了电力网，电信网，航天，武器系统等等。这些系统中包含了大量的设备，软件和人。它们之间的关系极为复杂。在这些系统的早期阶段，它们都是依靠一些大公司内部垂直整合，分工完成的。在这些公司的内部设有系统工程的部门，在我国的企业中，通常称为总体室，或者系统部。

           随着系统的越来越复杂，需要更多不同领域的专业人员和机构加入复杂系统的构建。这就将系统工程的思想扩大到企业和机构的外部。在我国，复杂系统的科研体制是总体设计单位（设计院）和众多专业的研究所构成。实践证明，这种基于系统工程思想的复杂系统构建管理方法以及与之相适应的科研体制是十分有效的。我国航天工业，高铁，军事科学的迅速发展，得益于这样的科研体系。

系统工程为核心的产品体系

    在工业自动化领域，国际上的大型自动化公司充当了自动化领域的系统工程公司，比如欧美的西门子，Honeywell，施耐德电气和日本三菱等公司。这些国际大厂仍然以企业内部的产品架构的系统工程。对外相对排斥。当它们发现需要其它专业领域技术时，通常采用的是通过并购专业公司，扩大它们的产品线，增强其竞争能力。这种整合的方式在我国并不普遍。由于法律和文化背景的缺陷，我们并购后技术和文化的融合并不顺利。大企业走内生扩展的方式越来越跟不上技术的发展。新技术相互融合的速度加快。企业更适合发展之际最擅长的产品，并且承担系统集成的领导者。系统集成商的特点是“做的比知道的多”。

系统集成作为商业模式

        于是，系统集成演变成为一种商业模式，一部分企业提供核心产品，并且承担系统集成的的领导者。不同专业的企业提供系统集成需要的产品和服务。系统这种生态系统。在政府主导的科研依靠的是科研体制，而市场化的科研要依靠商业模式。

          为了实现这种以系统集成为纽带构建的协作型企业群。关键在于公开系统之间的接口，而且是产品生命周期中所需要的所有接口。包括了设计文档，通信协议，数据模型等等。这种公开系统就是开放自动化系统。

开放自动化的动力学

      采纳开放自动化系统，意味着传统厂商将放弃一些产品，或者一些产品线应为开放的缘故，面临更加激烈的竞争。既然是一种商业模型，我们就需要研究开放自动化系统的动力学 。

1. 在与其它自动化厂商的竞争中采取一种差异化策略
2. 吸引更多创新型企业加入到它们主导的系统中
3. 新加入者更希望推行开放性系统

 构建开放自动化系统

        从国外开放自动化系统的发展来看，主要的推动力是标准化组织，行业协会和政府背景的研究机构。比如德国工业4.0 的许多研究都是政府背景的研究机构和行业协会推动的，而并非是某一个大型的自动化企业。当然，众多企业会加入其中。相比之下，我们的标准化机构和行业协会在组织推动新技术标准方面的力度不够，能力有限。而科研机构主要是为特殊目的开发的，并没有面向开放的，基础性的技术平台。某些企业开发的平台又是“犹抱琵芭半遮脸”，开放性不足。这种现象在工业软件领域也同样存在。

        众多的小公司主要是追随大公司开放的角度，或者国外开放系统提供的技术，见缝插针，填平补齐。例如 codesys 的PLC，基于Ether CAT 的驱动器等等。产品竞争激烈，缺乏体系。遇到卡脖子的事情照样是一剑封喉。

如何突围？笔者谈点肤浅的想法：

逆向工程与正向工程相结合

     许多情况下，我们采取的是逆向工程的方法来开发产品的，也就是遵循已有的标准，或者大公司产品的性能规格来实现一个子集。面向的客户也是已有产品面向的目标客户，但是作为一个阉割的产品，面对同样的目标客户，唯一的竞争力大概只有价格了，但是自动控制设备在整个生产线中的比例比较低，因此客户没有意愿为了贪便宜而冒险。正确的做法应该是在某个利基市场，将产品做的更好。

     为了能够做的更好，就需要采用正向工程的思想，确定谁是受益者，他们的需求，如何满足他们的需要。

    因此，选择一个特定的目标客户非常重要。

构建利益团体，共同发力

        一个复杂的系统涉及的产品非常多，他们分别由许多的专业公司生产和开发，例如传感器，伺服驱动，变频器，PLC 等等。他们面向的客户是同样的，面对的竞争对手也是同样的。而他们之间是产品和技术互补的。这些企业应该构建利益共同体，面向特定的市场，共同来发展开发自动化系统。

选择横向扩张的企业往往是平庸的。

加强市场化产品领域的基础研究

       改革开放以来，没有完全市场化的领域，比如军事，航天，高铁，电力等等。我们保留了国家科研体系。但是全面开放的市场化产品领域，原有的国家科研能力下降了，转制了。某些国产化产品的技术能力下降了。政府应该在市场化的产品领域按系统工程的思想，组织基础技术的开发。  比如工具软件，开发平台，重要的协议栈，开放型硬件，RTOS 等等。

结束语

        以系统工程的思想构建系统架构和产品体系，是一种有效的方法。企业，政府和企业团体都能够采用系统工程的方法。