工業(yè)大數(shù)據(jù)發(fā)展背景及應(yīng)用

工業(yè)是國民經(jīng)濟不可或缺的一環(huán)，也是一個國家強大競爭力背后的力量支撐。而我國工業(yè)目前的現(xiàn)狀是，位居世界第一，但卻大而不強。

目前，我國勞動力成本較高、產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率較低、資源和環(huán)境壓力大，這些是工業(yè)領(lǐng)域面臨的主要問題。

從中國工業(yè)企業(yè)方面來看，企業(yè)創(chuàng)新能力不足，高端和高價值產(chǎn)品欠缺，在國際產(chǎn)業(yè)分工中處于中低端狀態(tài)。雖然不少中小型制造企業(yè)實現(xiàn)了機械化，但仍有很多農(nóng)業(yè)機械裝備企業(yè)沒有達到工業(yè)2．0階段。制造企業(yè)整體的規(guī)模化、標準化、自動化和信息化水平發(fā)展不一、參差不齊，中國工業(yè)企業(yè)急需轉(zhuǎn)型和升級。

一份來自麥肯錫的調(diào)查報告顯示，制造企業(yè)在利用大數(shù)據(jù)技術(shù)后，其生產(chǎn)成本能夠降低10％—15％，大數(shù)據(jù)對于工業(yè)企業(yè)的重要性不言而喻。不同層面的制造企業(yè)在發(fā)展過程中，應(yīng)該采取相應(yīng)的大數(shù)據(jù)策略，才能離“工業(yè)4.0”、“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”和“中國制造2025”更近一步。

工業(yè)大數(shù)據(jù)發(fā)展背景

從國際發(fā)展形勢看，無論是德國“工業(yè)4．0”、美國“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”，還是“中國制造2025”，各國制造業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略的實施都是基于工業(yè)大數(shù)據(jù)采集和分析，并以此為制造系統(tǒng)搭建應(yīng)用環(huán)境。

“中國制造2025”這一目標，沒有大數(shù)據(jù)就一定不能達到嗎？美林工業(yè)大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)總監(jiān)李瓊接受數(shù)據(jù)猿記者采訪時表示，從嚴格意義上說，工業(yè)大數(shù)據(jù)不是一切，有了工業(yè)大數(shù)據(jù)不一定就可以做到智能制造和智能服務(wù)，但是如果沒有工業(yè)大數(shù)據(jù)，實現(xiàn)智能制造就會比較困難。換句話說，工業(yè)大數(shù)據(jù)是實現(xiàn)智能制造和智能服務(wù)的重要工具和手段。

先進制造企業(yè)基于工業(yè)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，把產(chǎn)品、機器、資源和人有機結(jié)合在一起，不但能夠推動傳統(tǒng)制造企業(yè)向智能化方向轉(zhuǎn)型，還能夠形成企業(yè)與消費者之間的信息主動反饋機制，為建立以服務(wù)為核心的整體數(shù)據(jù)解決方案提供可行路徑，同時能夠提升產(chǎn)品服務(wù)價值，為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級開辟新途徑。

從數(shù)據(jù)來源方面看，工業(yè)數(shù)據(jù)源愈來愈豐富，主要包括信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)、機器設(shè)備數(shù)據(jù)和外部數(shù)據(jù)。信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)指傳統(tǒng)工業(yè)自動化控制與信息化系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，如ERP、MES等。機器設(shè)備數(shù)據(jù)來源于工業(yè)生產(chǎn)線設(shè)備、機器、產(chǎn)品等方面，多由傳感器、設(shè)備儀器儀表產(chǎn)生。外部數(shù)據(jù)是指來源于工廠外部的數(shù)據(jù)，主要包括互聯(lián)網(wǎng)市場、環(huán)境、客戶、政府、供應(yīng)鏈等外部環(huán)境產(chǎn)生的信息和數(shù)據(jù)。

從實際應(yīng)用場景來看，超算科技HPC事業(yè)部總監(jiān)丁峻宏認為，如今工業(yè)企業(yè)從產(chǎn)品設(shè)計到制造環(huán)節(jié)，很多工具軟件和流程都實現(xiàn)了數(shù)字化和自動化，這樣就可以記錄海量數(shù)據(jù)。在這種情況下，工業(yè)企業(yè)的運營模式也將發(fā)生一些轉(zhuǎn)變，工廠生產(chǎn)完產(chǎn)品以后，后期還要關(guān)注其運維、維修情況，傳統(tǒng)制造業(yè)在向服務(wù)化轉(zhuǎn)變。另外，在企業(yè)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)，可以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，降低產(chǎn)品制造成本。

工業(yè)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用

發(fā)展大數(shù)據(jù)是個過程，最終目的是為了利用大數(shù)據(jù)，對工業(yè)企業(yè)起到作用。因此，企業(yè)需要冷靜思考，堅持以業(yè)務(wù)應(yīng)用為驅(qū)動，才能最大化實現(xiàn)數(shù)據(jù)價值。

其中，工業(yè)大數(shù)據(jù)在實際應(yīng)用過程中，有三大關(guān)鍵問題需要企業(yè)關(guān)注：

一，數(shù)據(jù)質(zhì)量控制問題。企業(yè)信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量仍然存在問題，例如2014年某大型機車企業(yè)ERP系統(tǒng)中有近20％物料存在“一物多碼”問題；

二，多源數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)問題。針對裝備物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)和外部互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，可以根據(jù)其綁定的物理對象（零部件或產(chǎn)品）與相應(yīng)的BOM節(jié)點相關(guān)聯(lián)，從而以BOM為橋梁，關(guān)聯(lián)3個不同來源的工業(yè)大數(shù)據(jù)；

三，大數(shù)據(jù)系統(tǒng)集成問題。工業(yè)大數(shù)據(jù)來源廣泛，并且裝備物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)（半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)）和外部互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)（非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)）都要與企業(yè)信息系統(tǒng)（結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)）進行集成，因此要重構(gòu)數(shù)據(jù)支撐平臺，甚至替換“舊”系統(tǒng)。

美林工業(yè)大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)總監(jiān)李瓊告訴數(shù)據(jù)猿記者，在工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)制造產(chǎn)品的過程中，通過數(shù)據(jù)采集和分析，可以提供信息決策支持，在產(chǎn)品的生產(chǎn)流程、上游供應(yīng)鏈、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)管理控制、研發(fā)設(shè)計、下游供應(yīng)鏈、遠程維修維護等環(huán)節(jié)起到重要作用。

1、生產(chǎn)流程：有些企業(yè)在各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的狀態(tài)并非最優(yōu)，導(dǎo)致開機率不高。為了提高產(chǎn)品生產(chǎn)線的運轉(zhuǎn)效率，可以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進行分析和處理，幫助企業(yè)提升效率和收益；

2、上游供應(yīng)鏈：在工業(yè)領(lǐng)域上游供應(yīng)鏈中，如果產(chǎn)品零部件生產(chǎn)過多，不僅會產(chǎn)生大量庫存，還會占用企業(yè)現(xiàn)金流，資產(chǎn)產(chǎn)生損失。大數(shù)據(jù)可以幫其預(yù)測訂單量，降低產(chǎn)品庫存壓力和生產(chǎn)成本；

3、產(chǎn)品質(zhì)量：以某企業(yè)為例，以前該企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品合格率為95％，存在一定量不合格產(chǎn)品。通過數(shù)據(jù)分析，可以找出產(chǎn)品不合格的生產(chǎn)環(huán)節(jié)和原因，從而改善生產(chǎn)流程或原材料；

4、生產(chǎn)管理控制：很多大型制造企業(yè)有多條產(chǎn)品生產(chǎn)線，從企業(yè)核心管理角度來看，把不同工廠的產(chǎn)品數(shù)據(jù)匯集在一起，用可視化分析方式呈現(xiàn)給核心管理層，幫助其調(diào)整企業(yè)的生產(chǎn)安排和生產(chǎn)策略，大數(shù)據(jù)在里面能夠起到更高層次的決策支持作用；

5、研發(fā)設(shè)計：中國制造業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計方面的自主創(chuàng)新能力比較弱，很多企業(yè)的研發(fā)設(shè)計不成體系和流程，很多設(shè)計圖紙的數(shù)據(jù)化程度不高，大數(shù)據(jù)技術(shù)可以做到知識有效積累。當企業(yè)招募新工程師后，可以通過以往設(shè)計數(shù)據(jù)，接受新的工作知識和任務(wù)。

6、下游供應(yīng)鏈：即在產(chǎn)品生產(chǎn)完以后，給到客戶的環(huán)節(jié)。對于大中型制造企業(yè)來說，當客戶下完訂單以后，可以積累產(chǎn)品備料時間、出庫時間、物流公司等數(shù)據(jù)，讓客戶知道訂單狀態(tài)。從下游供應(yīng)鏈來說，這也是對制造企業(yè)的提升；

7、遠程維修維護：在產(chǎn)品售后服務(wù)和產(chǎn)品改進過程中，利用傳感器、互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，將產(chǎn)品故障實時診斷變?yōu)楝F(xiàn)實。以工程機械中的液壓系統(tǒng)為案例，當企業(yè)的液壓系統(tǒng)油缸密封套出現(xiàn)腐蝕故障后，可以依據(jù)信息系統(tǒng)記錄的液壓系統(tǒng)維修歷史數(shù)據(jù)，比對相關(guān)狀態(tài)工況數(shù)據(jù)（裝備物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)），以及引入互聯(lián)網(wǎng)上的歷年工程建設(shè)數(shù)據(jù)，推斷出密封套腐蝕故障的主要誘因。

將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用在以上工業(yè)場景中，目的是為了幫助企業(yè)通過技術(shù)創(chuàng)新，取得技術(shù)優(yōu)勢和搶占市場先機，為企業(yè)創(chuàng)造價值。寶信軟件項目總監(jiān)王奕表示，在實現(xiàn)智能制造過程中，產(chǎn)品的質(zhì)量、價值、價格是永恒的話題。在利用大數(shù)據(jù)提供高品質(zhì)產(chǎn)品的同時，也要提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率，可持續(xù)的控制產(chǎn)品成本。

另外，用戶個性化需求是必然發(fā)展趨勢。利用大數(shù)據(jù)搭建用戶畫像，得知用戶心理，企業(yè)做產(chǎn)品時才能快速做出決策，提供給客戶高品質(zhì)的產(chǎn)品。同時，通過產(chǎn)品制造過程中的信息分析和處理，能夠柔性生產(chǎn)、組織產(chǎn)品，滿足整個產(chǎn)業(yè)鏈的需求，才能提升制造企業(yè)的智能化水平。