上個世紀九十年代，科學家們在進行氣象地圖分析、大物理仿真計算、基因圖譜分析等基礎科學研究

時提出了“大數(shù)據(jù)”這個概念。進入21世紀，互聯(lián)網(wǎng)、電子商務、移動互聯(lián)網(wǎng)、社交網(wǎng)絡、物聯(lián)網(wǎng)等技術蓬

勃發(fā)展，大數(shù)據(jù)成為這些新一代信息技術發(fā)展的必然產(chǎn)物。大數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)類型復雜、數(shù)據(jù)處

理實時性要求高等特點，大數(shù)據(jù)分析在互聯(lián)網(wǎng)和電子商務領域的廣泛應用產(chǎn)生了巨大的商業(yè)價值，得到世

界各國的高度重視。全球著名戰(zhàn)略咨詢公司麥肯錫認為，大數(shù)據(jù)是創(chuàng)新、競爭和生產(chǎn)力的下一個領域。

         工業(yè)大數(shù)據(jù)也是一個全新的概念，從字面上理解，工業(yè)大數(shù)據(jù)是指在工業(yè)領域信息化應用中所產(chǎn)生的

大數(shù)據(jù)。隨著信息化與工業(yè)化的深度融合，信息技術滲透到了工業(yè)企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)，條形碼、二維

碼、RFID、工業(yè)傳感器、工業(yè)自動控制系統(tǒng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、ERP、CAD/CAM/CAE/CAI等技術在工業(yè)企業(yè)中

得到廣泛應用，尤其是互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術在工業(yè)領域的應用，工業(yè)企業(yè)也進

入了互聯(lián)網(wǎng)工業(yè)的新的發(fā)展階段，工業(yè)企業(yè)所擁有的數(shù)據(jù)也日益豐富。工業(yè)企業(yè)中生產(chǎn)線處于高速運轉，

由工業(yè)設備所產(chǎn)生、采集和處理的數(shù)據(jù)量遠大于企業(yè)中計算機和人工產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)類型看也多是非

結構化數(shù)據(jù)，生產(chǎn)線的高速運轉則對數(shù)據(jù)的實時性要求也更高。因此，工業(yè)大數(shù)據(jù)應用所面臨的問題和挑

戰(zhàn)并不比互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的大數(shù)據(jù)應用少，某些情況下甚至更為復雜。

         工業(yè)大數(shù)據(jù)應用將帶來工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新和變革的新時代。通過互聯(lián)網(wǎng)、移動物聯(lián)網(wǎng)等帶來的低成本感

知、高速移動連接、分布式計算和高級分析，信息技術和全球工業(yè)系統(tǒng)正在深入融合，給全球工業(yè)帶來深

刻的變革，創(chuàng)新企業(yè)的研發(fā)、生產(chǎn)、運營、營銷和管理方式。這些創(chuàng)新不同行業(yè)的工業(yè)企業(yè)帶來了更快的

速度、更高的效率和更高的洞察力。工業(yè)大數(shù)據(jù)的典型應用包括產(chǎn)品創(chuàng)新、產(chǎn)品故障診斷與預測、工業(yè)生

產(chǎn)線物聯(lián)網(wǎng)分析、工業(yè)企業(yè)供應鏈優(yōu)化和產(chǎn)品精準營銷等各個方面。

      首先看產(chǎn)品創(chuàng)新的應用?？蛻襞c工業(yè)企業(yè)之間的交互和交易行為將產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，挖掘和分析這些客

戶動態(tài)數(shù)據(jù)，能夠幫助客戶參與到產(chǎn)品的需求分析和產(chǎn)品設計等創(chuàng)新活動中，為產(chǎn)品創(chuàng)新作出貢獻。福特

公司是這方面的表率，他們將大數(shù)據(jù)技術應用到了福特福克斯電動車的產(chǎn)品創(chuàng)新和優(yōu)化中，這款車成為了

一款名副其實的“大數(shù)據(jù)電動車”。第一代福特福克斯電動車在駕駛和停車時產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)。在行駛中，司

機持續(xù)地更新車輛的加速度、剎車、電池充電和位置信息。這對于司機很有用，但數(shù)據(jù)也傳回福特工程師

那里，以了解客戶的駕駛習慣，包括如何、何時以及何處充電。即使車輛處于靜止狀態(tài)，它也會持續(xù)將車

輛胎壓和電池系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳送給最近的智能電話。這種以客戶為中心的大數(shù)據(jù)應用場景具有多方面的好處，因為大數(shù)據(jù)實現(xiàn)了寶貴的新型產(chǎn)品創(chuàng)新和協(xié)作方式。司機獲得有用的最新信息，而位于底特律的工程

師匯總關于駕駛行為的信息，以了解客戶，制訂產(chǎn)品改進計劃，并實施新產(chǎn)品創(chuàng)新。而且，電力公司和其

他第三方供應商也可以分析數(shù)百萬英里的駕駛數(shù)據(jù)，以決定在何處建立新的充電站，以及如何防止脆弱的

電網(wǎng)超負荷運轉。

      第二個典型應用是產(chǎn)品故障診斷與預測，這可以被用于產(chǎn)品售后服務與產(chǎn)品改進。無所不在的傳感

器、互聯(lián)網(wǎng)技術的引入使得產(chǎn)品故障實時診斷變?yōu)楝F(xiàn)實，大數(shù)據(jù)應用、建模與仿真技術則使得預測動態(tài)性

成為可能。在馬航MH370失聯(lián)客機搜尋過程中，波音公司獲取的發(fā)動機運轉數(shù)據(jù)對于確定飛機的失聯(lián)路徑

起到了關鍵作用。我們就拿波音公司飛機系統(tǒng)作為案例，看看大數(shù)據(jù)應用在產(chǎn)品故障診斷中如何發(fā)揮作

用。在波音的飛機上，發(fā)動機、燃油系統(tǒng)、液壓和電力系統(tǒng)等數(shù)以百計的變量組成了在航狀態(tài)，這些數(shù)據(jù)

不到幾微秒就被測量和發(fā)送一次。以波音737為例，發(fā)動機在飛行中每30分鐘就能產(chǎn)生10TB數(shù)據(jù)。這些數(shù)

據(jù)不僅僅是未來某個時間點能夠分析的工程遙測數(shù)據(jù)，而且還促進了實時自適應控制、燃油使用、零件故

障預測和飛行員通報，能有效實現(xiàn)故障診斷和預測。再看一個通用電氣（GE）的例子，位于美國亞特蘭大

的GE能源監(jiān)測和診斷（M&D）中心，收集全球50多個國家上千臺GE燃氣輪機的數(shù)據(jù)，每天就能為客戶收

集10G的數(shù)據(jù)，通過分析來自系統(tǒng)內(nèi)的傳感器振動和溫度信號的恒定大數(shù)據(jù)流，這些大數(shù)據(jù)分析將為GE公

司對燃氣輪機故障診斷和預警提供支撐。風力渦輪機制造商Vestas也通過對天氣數(shù)據(jù)及期渦輪儀表數(shù)據(jù)進

行交叉分析，從而對風力渦輪機布局進行改善，由此增加了風力渦輪機的電力輸出水平并延長了服務壽

命。

      第三個典型應用是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)線的大數(shù)據(jù)應用。現(xiàn)代化工業(yè)制造生產(chǎn)線安裝有數(shù)以千計的小型傳

感器，來探測溫度、壓力、熱能、振動和噪聲。因為每隔幾秒就收集一次數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)很

多形式的分析，包括設備診斷、用電量分析、能耗分析、質(zhì)量事故分析（包括違反生產(chǎn)規(guī)定、零部件故

障）等。首先，在生產(chǎn)工藝改進方面，在生產(chǎn)過程中使用這些大數(shù)據(jù)，就能分析整個生產(chǎn)流程，了解每個

環(huán)節(jié)是如何執(zhí)行的。一旦有某個流程偏離了標準工藝，就會產(chǎn)生一個報警信號，能更快速地發(fā)現(xiàn)錯誤或者

瓶頸所在，也就能更容易解決問題。利用大數(shù)據(jù)技術，還可以對工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)過程建立虛擬模型，仿真

并優(yōu)化生產(chǎn)流程，當所有流程和績效數(shù)據(jù)都能在系統(tǒng)中重建時，這種透明度將有助于制造商改進其生產(chǎn)流

程。再如，在能耗分析方面，在設備生產(chǎn)過程中利用傳感器集中監(jiān)控所有的生產(chǎn)流程，能夠發(fā)現(xiàn)能耗的異

?；蚍逯登樾?，由此便可在生產(chǎn)過程中優(yōu)化能源的消耗，對所有流程進行分析將會大大降低能耗。

      第四個典型應用是工業(yè)供應鏈的分析和優(yōu)化。當前，大數(shù)據(jù)分析已經(jīng)是很多電子商務企業(yè)提升供應鏈

競爭力的重要手段。例如，電子商務企業(yè)京東商城，通過大數(shù)據(jù)提前分析和預測各地商品需求量，從而提

高配送和倉儲的效能，保證了次日貨到的客戶體驗。RFID等產(chǎn)品電子標識技術、物聯(lián)網(wǎng)技術以及移動互聯(lián)

網(wǎng)技術能幫助工業(yè)企業(yè)獲得完整的產(chǎn)品供應鏈的大數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)進行分析，將帶來倉儲、配送、銷

售效率的大幅提升和成本的大幅下降。以海爾公司為例，海爾公司供應鏈體系很完善，它以市場鏈為紐

帶，以訂單信息流為中心，帶動物流和資金流的運動，整合全球供應鏈資源和全球用戶資源。在海爾供應

鏈的各個環(huán)節(jié)，客戶數(shù)據(jù)、企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)、供應商數(shù)據(jù)被匯總到供應鏈體系中，通過供應鏈上的大數(shù)據(jù)采

集和分析，海爾公司能夠持續(xù)進行供應鏈改進和優(yōu)化，保證了海爾對客戶的敏捷響應。美國較大的OEM供

應商超過千家，為制造企業(yè)提供超過1萬種不同的產(chǎn)品，每家廠商都依靠市場預測和其他不同的變量，如銷

售數(shù)據(jù)、市場信息、展會、新聞、競爭對手的數(shù)據(jù)，甚至天氣預報等來銷售自己的產(chǎn)品。利用銷售數(shù)據(jù)、

產(chǎn)品的傳感器數(shù)據(jù)和出自供應商數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，工業(yè)制造企業(yè)便可準確地預測全球不同區(qū)域的需求。由于

可以跟蹤庫存和銷售價格，可以在價格下跌時買進，所以制造企業(yè)便可節(jié)約大量的成本。如果再利用產(chǎn)品

中傳感器所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，知道產(chǎn)品出了什么故障，哪里需要配件，他們還可以預測何處以及何時需要零

件。這將會極大地減少庫存，優(yōu)化供應鏈。

         工業(yè)大數(shù)據(jù)應用的價值潛力巨大。但是，實現(xiàn)這些價值還有很多工作要做。一個是大數(shù)據(jù)意識建立的

問題。過去，也有這些大數(shù)據(jù)，但由于沒有大數(shù)據(jù)的意識，數(shù)據(jù)分析手段也不足，很多實時數(shù)據(jù)被丟棄或

束之高閣，大量數(shù)據(jù)的潛在價值被埋沒。還有一個重要問題是數(shù)據(jù)孤島的問題。很多工業(yè)企業(yè)的數(shù)據(jù)分布

于企業(yè)中的各個孤島中，特別是在大型跨國公司內(nèi)，要想在整個企業(yè)內(nèi)提取這些數(shù)據(jù)相當困難。因此，工

業(yè)大數(shù)據(jù)應用一個重要議題是集成應用。

         2013年9月5日，工業(yè)和信息化部正式發(fā)布《信息化和工業(yè)化深度融合專項行動計劃（2013～2018

年）》，在其中的互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)融合創(chuàng)新行動中明確提出要促進工業(yè)大數(shù)據(jù)集成應用。隨著互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)

融合創(chuàng)新，工業(yè)大數(shù)據(jù)集成應用將成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用的核心。據(jù)了解，專項行動計劃把工業(yè)大數(shù)據(jù)集成

應用分為三個層面，分別對應骨干企業(yè)大數(shù)據(jù)應用、中小企業(yè)大數(shù)據(jù)應用和行業(yè)大數(shù)據(jù)應用。一是，對骨

干企業(yè)具備條件建設大數(shù)據(jù)應用系統(tǒng)，行動計劃支持和鼓勵典型行業(yè)骨干企業(yè)在工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營過程中應用

大數(shù)據(jù)技術，提升生產(chǎn)制造、供應鏈管理、產(chǎn)品營銷及服務等環(huán)節(jié)的智能決策水平和經(jīng)營效率。這是突出

大數(shù)據(jù)技術自主應用，對骨干企業(yè)內(nèi)外部數(shù)據(jù)進行分析。二是，支持建設第三方大數(shù)據(jù)平臺建設，面向中

小制造企業(yè)提供精準營銷、互聯(lián)網(wǎng)金融等生產(chǎn)性服務。這是突出大數(shù)據(jù)的第三方專業(yè)化商業(yè)服務，為中小

企業(yè)提供工業(yè)大數(shù)據(jù)云服務。三是，推動大數(shù)據(jù)在工業(yè)行業(yè)管理和經(jīng)濟運行中的應用，形成行業(yè)大數(shù)據(jù)平

臺，促進信息共享和數(shù)據(jù)開放，實現(xiàn)產(chǎn)品、市場和經(jīng)濟運行的動態(tài)監(jiān)控、預測預警，提高行業(yè)管理、決策

與服務水平。這是政府參與的行業(yè)大數(shù)據(jù)云平臺建設，服務行業(yè)指導和科學決策。

         從技術層面看，工業(yè)大數(shù)據(jù)集成應用將基于Hadoop的分布式計算平臺、內(nèi)存計算平臺和實時的流計算

平臺來整合搭建。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中存在多種傳感器，存在多種通訊協(xié)議和數(shù)據(jù)格式，各種工業(yè)數(shù)據(jù)的采集和

解析將比其他行業(yè)更為復雜，要求工業(yè)大數(shù)據(jù)采集總線具有更好的集成性。工業(yè)數(shù)據(jù)處理要求從實時、準

實時到離線，Hadoop平臺解決的是大數(shù)據(jù)離線批處理計算的需求，內(nèi)存計算解決的是大數(shù)據(jù)準實時迭代分

析的需求，流計算平臺解決的是生產(chǎn)線實時數(shù)據(jù)分析的需求。工業(yè)大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)挖掘與可視化也要符合工

業(yè)生產(chǎn)的具體要求，建立工業(yè)生產(chǎn)領域的優(yōu)化、運籌、決策分析模型。工業(yè)大數(shù)據(jù)的安全事關生產(chǎn)質(zhì)量和

安全生產(chǎn)，數(shù)據(jù)分析的準確性顯得更為重要。

         總之，無論從應用和技術角度看，工業(yè)大數(shù)據(jù)集成應用將成為兩化深度融合的重點任務，成為建立互

聯(lián)網(wǎng)工業(yè)和智慧工業(yè)的基石。

數(shù)據(jù)分析師