工業(yè)大數(shù)據(jù)

　　工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用將帶來(lái)工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新和變革的新時(shí)代。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)等帶來(lái)的低成本感知、高速移動(dòng)連接、分布式計(jì)算和高級(jí)分析，信息技術(shù)和全球工業(yè)系統(tǒng)正在深入融合，給全球工業(yè)帶來(lái)深刻的變革，創(chuàng)新企業(yè)的研發(fā)、生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)、營(yíng)銷(xiāo)和管理方式。這些創(chuàng)新給不同行業(yè)的工業(yè)企業(yè)帶來(lái)了更快的速度、更高的效率和更強(qiáng)的洞察力。工業(yè)大數(shù)據(jù)的典型應(yīng)用包括產(chǎn)品創(chuàng)新、產(chǎn)品故障診斷與預(yù)測(cè)、工業(yè)生產(chǎn)線物聯(lián)網(wǎng)分析、工業(yè)企業(yè)供應(yīng)鏈優(yōu)化和產(chǎn)品精準(zhǔn)營(yíng)銷(xiāo)等各個(gè)方面。

　　在工業(yè)生產(chǎn)中，無(wú)時(shí)不刻都在產(chǎn)生數(shù)據(jù)。生產(chǎn)機(jī)床的轉(zhuǎn)速、能耗，食品加工的溫濕度，火力發(fā)電機(jī)組的燃燒和燃煤消耗，汽車(chē)的裝備數(shù)據(jù)，物流車(chē)隊(duì)的位置和速度等，都是在生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)。

　　自從工業(yè)從社會(huì)生產(chǎn)中獨(dú)立成為一個(gè)門(mén)類(lèi)以來(lái)，工業(yè)生產(chǎn)的數(shù)據(jù)采集、使用范圍就逐步加大。從泰勒拿著秒表計(jì)算工人的用鐵鍬送煤到鍋爐的時(shí)間開(kāi)始，是對(duì)制造管理數(shù)據(jù)的采集和使用；福特汽車(chē)的流水化生產(chǎn)，是對(duì)汽車(chē)生產(chǎn)過(guò)程的工業(yè)數(shù)據(jù)的采集和工廠內(nèi)使用；豐田的精益生產(chǎn)模式，將數(shù)據(jù)的采集和使用擴(kuò)大到工廠和上下游供應(yīng)鏈；核電站發(fā)電過(guò)程中全程自動(dòng)化將生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)的自動(dòng)化水平提高到更高程度。

　　任何數(shù)據(jù)的采集和使用都是有成本的，工業(yè)數(shù)據(jù)也不例外。但隨著信息、電子和數(shù)學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳感器、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，一批智能化、高精度、長(zhǎng)續(xù)航、高性?xún)r(jià)比、微型傳感器面世，以物聯(lián)網(wǎng)為代表的新一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在移動(dòng)數(shù)據(jù)通信的支持下，能做到任何時(shí)間、任何地點(diǎn)采集、傳送數(shù)據(jù)。以云計(jì)算為代表的新型數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)架構(gòu)，大幅降低工業(yè)數(shù)據(jù)處理的技術(shù)門(mén)檻和成本支出。以工業(yè)領(lǐng)域的SCADA系統(tǒng)為例，傳統(tǒng)模式下每個(gè)電網(wǎng)、化工企業(yè)都需要建立一套SCADA系統(tǒng)，成本在千萬(wàn)以上，如果采用云架構(gòu)模式，成本將可以降低7成以上。

　　社會(huì)需求變革是最大拉動(dòng)力。在商品過(guò)剩經(jīng)濟(jì)時(shí)代，以個(gè)性化為代表的消費(fèi)文化，使得工業(yè)企業(yè)的產(chǎn)出物，要最大限度匹配個(gè)性需求。從服裝定制，車(chē)輛選配，到T恤的印花和個(gè)性化教育。

 

　　要響應(yīng)個(gè)性化需求，有兩種方式，以服裝定制為例，就是靠老師傅用尺子量，眼見(jiàn)手摸，憑借經(jīng)驗(yàn)，確定服裝的裁剪和版型，這種我們可以稱(chēng)之為模擬方式，效率和質(zhì)量難以保證，耗時(shí)長(zhǎng)，個(gè)性化定制的成本高；還有一種是數(shù)字方式，就是通過(guò)制訂一套數(shù)據(jù)采集手段，由前臺(tái)的客戶(hù)代表測(cè)量采集用戶(hù)身形數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)傳回總部，將結(jié)合生產(chǎn)原材料數(shù)據(jù)，將需求分解為一項(xiàng)一項(xiàng)的生產(chǎn)工藝動(dòng)作，最后也生產(chǎn)出達(dá)到定制化要求服裝。

　　當(dāng)然了，工廠也會(huì)聘請(qǐng)資深的老師傅，他們的主要工作不是面對(duì)一個(gè)個(gè)客戶(hù)的定制化需求，而是去研究更好的生產(chǎn)工藝，對(duì)數(shù)據(jù)和工藝分解進(jìn)行把控。這種模式下，效率和質(zhì)量得到保證，效率隨著生產(chǎn)線的擴(kuò)容線性提升，有一批專(zhuān)家隊(duì)伍不斷研究提升工藝能力，定制化生產(chǎn)的成本將得以顯著攤薄。從發(fā)展趨勢(shì)看，后者這種數(shù)字模式的個(gè)性化生產(chǎn)將是未來(lái)選擇。

　　國(guó)策方針是重要影響力。完成了工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程的德國(guó)工業(yè)界，在自動(dòng)化基礎(chǔ)上，以工業(yè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，引入云計(jì)算和人工智能技術(shù)，提升工業(yè)的智能化水平，以滿足大批量個(gè)性化定制的社會(huì)生產(chǎn)需求；美國(guó)擁有強(qiáng)大的云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)及數(shù)據(jù)處理能力，基于此，提出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略，將單個(gè)設(shè)備、單條生產(chǎn)線、單個(gè)工廠的數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)，通過(guò)大數(shù)據(jù)處理后，在診斷、預(yù)測(cè)、后服務(wù)等方面挖掘工業(yè)服務(wù)的價(jià)值。

　　中國(guó)相對(duì)于德國(guó)、美國(guó)而言，在工業(yè)自動(dòng)化、在云計(jì)算等領(lǐng)域都處于發(fā)展期，因此提出中國(guó)制造2025計(jì)劃，通過(guò)工業(yè)化和信息化融合發(fā)展的方式，將工業(yè)化和信息化整體規(guī)劃，并制定一系列的重點(diǎn)工程和推進(jìn)計(jì)劃。

　　不管是工業(yè)自動(dòng)化、還是工業(yè)智能化（工業(yè)4.0）、或者是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概念，他們的基礎(chǔ)是工業(yè)數(shù)據(jù)。

　　隨著行業(yè)發(fā)展，工業(yè)企業(yè)收集的數(shù)據(jù)維度不斷擴(kuò)大。主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：

　　一是時(shí)間維度不斷延長(zhǎng)。經(jīng)過(guò)多年的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，積累下來(lái)歷年的產(chǎn)品數(shù)據(jù)、工業(yè)數(shù)據(jù)、原材料數(shù)據(jù)和生產(chǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)；二是數(shù)據(jù)范圍不斷擴(kuò)大。隨著企業(yè)信息化建設(shè)的過(guò)程，一方面積累了企業(yè)的財(cái)務(wù)、供應(yīng)商數(shù)據(jù)，也通過(guò)CRM系統(tǒng)積累了客戶(hù)數(shù)據(jù)，通過(guò)CAD等積累了研發(fā)過(guò)程數(shù)據(jù)，通過(guò)攝像頭積累了生產(chǎn)安全數(shù)據(jù)等，另一方面越來(lái)越多的外部數(shù)據(jù)也被收集回來(lái)，包括市場(chǎng)數(shù)據(jù)、社交網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、企業(yè)輿情數(shù)據(jù)等；三是數(shù)據(jù)粒度不斷細(xì)化。從一款產(chǎn)品到多款、多系列產(chǎn)品使得產(chǎn)品數(shù)據(jù)不斷細(xì)化，從單機(jī)機(jī)床到聯(lián)網(wǎng)機(jī)床，使得數(shù)據(jù)交互頻率大大增強(qiáng)；加工精度從1mm提升到0.2mm，從5分鐘每次的統(tǒng)計(jì)到每5秒的全程監(jiān)測(cè)，都使得采集到的數(shù)據(jù)精細(xì)度不斷提升。

 

　　以上三個(gè)維度最終導(dǎo)致企業(yè)所積累的數(shù)據(jù)量以加速度的方式在增加，構(gòu)成了工業(yè)大數(shù)據(jù)的集合。不管企業(yè)是否承認(rèn)，這些數(shù)據(jù)都堆砌在工廠的各個(gè)角落，而且在不斷增加。

　　分類(lèi)

　　從企業(yè)經(jīng)營(yíng)的視角來(lái)看待這些工業(yè)數(shù)據(jù)。可以按照數(shù)據(jù)的用途分成三類(lèi)：

　　第一類(lèi)是經(jīng)營(yíng)性數(shù)據(jù)，比如財(cái)務(wù)、資產(chǎn)、人事、供應(yīng)商基礎(chǔ)信息等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在企業(yè)信息化建設(shè)過(guò)程中陸陸續(xù)續(xù)積累起來(lái)，表現(xiàn)了一個(gè)工業(yè)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)要素和成果。

　　第二類(lèi)是生產(chǎn)性數(shù)據(jù)，這部分是圍繞企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中積累的數(shù)據(jù)，包括原材料、研發(fā)、生產(chǎn)工藝、半成品、成品、售后服務(wù)等。隨著數(shù)字機(jī)床、自動(dòng)化生產(chǎn)線、SCADA系統(tǒng)的建設(shè)，這些數(shù)據(jù)也被企業(yè)大量記錄下來(lái)。這些數(shù)據(jù)是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中價(jià)值增值的體現(xiàn)，是決定企業(yè)差異性的核心所在。

　　第三類(lèi)是環(huán)境類(lèi)數(shù)據(jù)，包括布置在機(jī)床的設(shè)備診斷系統(tǒng)，庫(kù)房、車(chē)間的溫濕度數(shù)據(jù)，以及能耗數(shù)據(jù)，廢水廢氣的排放等數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中起到約束作用。

　　從目前的數(shù)據(jù)采用情況看，經(jīng)營(yíng)類(lèi)數(shù)據(jù)利用率最高，生產(chǎn)性數(shù)據(jù)和環(huán)境類(lèi)數(shù)據(jù)相比差距比較大。從未來(lái)數(shù)據(jù)量來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)線數(shù)據(jù)在工業(yè)企業(yè)數(shù)據(jù)中的占比將越來(lái)越大，環(huán)境類(lèi)數(shù)據(jù)也將越來(lái)越多樣化。

　　一般意義上，大數(shù)據(jù)有具有數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)種類(lèi)多、商業(yè)價(jià)值高、處理速度高，在此基礎(chǔ)上，工業(yè)大數(shù)據(jù)還有兩大特點(diǎn)。一是準(zhǔn)確率高，大數(shù)據(jù)一般的應(yīng)用場(chǎng)景是預(yù)測(cè)，在一般性商業(yè)領(lǐng)域，如果預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率達(dá)到90%已經(jīng)是很高了，如果是99%就是卓越了。但在工業(yè)領(lǐng)域的很多應(yīng)用場(chǎng)景中，對(duì)準(zhǔn)確率的要求達(dá)到99.9%甚至更高，比如軌道交通自動(dòng)控制，再比如定制生產(chǎn)，如果把甲乙客戶(hù)的訂單參數(shù)搞混了，就會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失。二是實(shí)時(shí)性強(qiáng)，工業(yè)大數(shù)據(jù)重要的應(yīng)用場(chǎng)景是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)預(yù)警、實(shí)時(shí)控制。一旦數(shù)據(jù)的采集、傳輸和應(yīng)用等全處理流程耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)，就難以在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)揮價(jià)值。