《電子技術(shù)應(yīng)用》
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什么是工業(yè)大數(shù)據(jù),?企業(yè)應(yīng)該如何看待,?

2019-03-27

  工業(yè)大數(shù)據(jù)是互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)合的產(chǎn)物,,是中國制造2025,、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)工業(yè)4.0等國家戰(zhàn)略在企業(yè)的落腳點,。

  對于企業(yè)而言,,了解工業(yè)大數(shù)據(jù)產(chǎn)生的背景,歸納工業(yè)企業(yè)大數(shù)據(jù)的分類和特點,,從數(shù)據(jù)流推動工業(yè)價值創(chuàng)造的視角看待,、重造工業(yè)價值流程,,將具有很強的現(xiàn)實意義,。文章最后,筆者分享幾個在工業(yè)領(lǐng)域數(shù)據(jù)驅(qū)動價值創(chuàng)造的案例,,希望起到拋磚引玉的作用,。

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  1,、工業(yè)大數(shù)據(jù)產(chǎn)生的背景

  在工業(yè)生產(chǎn)中,,無時不刻都在產(chǎn)生數(shù)據(jù)。生產(chǎn)機床的轉(zhuǎn)速,、能耗,,食品加工的溫濕度,,火力發(fā)電機組的燃燒和燃煤消耗,,汽車的裝備數(shù)據(jù),,物流車隊的位置和速度等,都是在生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù),。

  自從工業(yè)從社會生產(chǎn)中獨立成為一個門類以來,,工業(yè)生產(chǎn)的數(shù)據(jù)采集,、使用范圍就逐步加大。從泰勒拿著秒表計算工人的用鐵鍬送煤到鍋爐的時間開始,,是對制造管理數(shù)據(jù)的采集和使用,;福特汽車的流水化生產(chǎn),是對汽車生產(chǎn)過程的工業(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)的采集和使用擴大到工廠和上下游供應(yīng)鏈;核電站發(fā)電過程中全程自動化將生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的自動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、長續(xù)航,、高性價比,、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)在移動數(shù)據(jù)通信的支持下,,能做到任何時間,、任何地點采集、傳送數(shù)據(jù),。以云計算為代表的新型數(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)模式下每個電網(wǎng),、化工企業(yè)都需要建立一套SCADA系統(tǒng),,成本在千萬以上,如果采用云架構(gòu)模式,,成本將可以降低7成以上,。

  社會需求變革是最大拉動力。在商品過剩經(jīng)濟時代,,以個性化為代表的消費文化,,使得工業(yè)企業(yè)的產(chǎn)出物,要最大限度匹配個性需求,。從服裝定制,,車輛選配,到T恤的印花和個性化教育,。

  要響應(yīng)個性化需求,,有兩種方式,以服裝定制為例,,就是靠老師傅用尺子量,,眼見手摸,,憑借經(jīng)驗,確定服裝的裁剪和版型,,這種我們可以稱之為模擬方式,,效率和質(zhì)量難以保證,耗時長,,個性化定制的成本高,;還有一種是數(shù)字方式,就是通過制訂一套數(shù)據(jù)采集手段,,由前臺的客戶代表測量采集用戶身形數(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),,將需求分解為一項一項的生產(chǎn)工藝動作,,最后也生產(chǎn)出達到定制化要求服裝。

  當然了,,工廠也會聘請資深的老師傅,,他們的主要工作不是面對一個個客戶的定制化需求,而是去研究更好的生產(chǎn)工藝,,對數(shù)據(jù)和工藝分解進行把控,。這種模式下,效率和質(zhì)量得到保證,,效率隨著生產(chǎn)線的擴容線性提升,,有一批專家隊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)展趨勢看,,后者這種數(shù)字模式的個性化生產(chǎn)將是未來選擇。

  國策方針是重要影響力,。完成了工業(yè)自動化過程的德國工業(yè)界,,在自動化基礎(chǔ)上,以工業(yè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),,引入云計算和人工智能技術(shù),,提升工業(yè)的智能化水平,以滿足大批量個性化定制的社會生產(chǎn)需求,;美國擁有強大的云計算,、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,,將單個設(shè)備、單條生產(chǎn)線,、單個工廠的數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng),,通過大數(shù)據(jù)處理后,,在診斷、預(yù)測,、后服務(wù)等方面挖掘工業(yè)服務(wù)的價值,。

  中國相對于德國、美國而言,,在工業(yè)自動化、在云計算等領(lǐng)域都處于發(fā)展期,,因此提出中國制造2025計劃,,通過工業(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工程和推進計劃,。

  2、工業(yè)大數(shù)據(jù)的特點和分類

  不管是工業(yè)自動化,、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)維度不斷擴大。主要體現(xiàn)在三個方面:

  一是時間維度不斷延長,。經(jīng)過多年的生產(chǎn)經(jīng)營,,積累下來歷年的產(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)范圍不斷擴大。隨著企業(yè)信息化建設(shè)的過程,,一方面積累了企業(yè)的財務(wù),、供應(yīng)商數(shù)據(jù),也通過CRM系統(tǒng)積累了客戶數(shù)據(jù),,通過CAD等積累了研發(fā)過程數(shù)據(jù),,通過攝像頭積累了生產(chǎn)安全數(shù)據(jù)等,另一方面越來越多的外部數(shù)據(jù)也被收集回來,,包括市場數(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)不斷細化,,從單機機床到聯(lián)網(wǎng)機床,,使得數(shù)據(jù)交互頻率大大增強,;加工精度從1mm提升到0.2mm,從5分鐘每次的統(tǒng)計到每5秒的全程監(jiān)測,,都使得采集到的數(shù)據(jù)精細度不斷提升,。

  以上三個維度最終導(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,,這些數(shù)據(jù)都堆砌在工廠的各個角落,而且在不斷增加,。

  再從企業(yè)經(jīng)營的視角來看待這些工業(yè)數(shù)據(jù),。可以按照數(shù)據(jù)的用途分成三類:

  第一類是經(jīng)營性數(shù)據(jù),,比如財務(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)過程中陸陸續(xù)續(xù)積累起來,表現(xiàn)了一個工業(yè)企業(yè)的經(jīng)營要素和成果,。

  第二類是生產(chǎn)性數(shù)據(jù),,這部分是圍繞企業(yè)生產(chǎn)過程中積累的數(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)字機床,、自動化生產(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,。這些數(shù)據(jù)是工業(yè)生產(chǎn)過程中價值增值的體現(xiàn),,是決定企業(yè)差異性的核心所在。

  第三類是環(huán)境類數(shù)據(jù),,包括布置在機床的設(shè)備診斷系統(tǒng),,庫房、車間的溫濕度數(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)對工業(yè)生產(chǎn)過程中起到約束作用,。

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

  一般意義上,,大數(shù)據(jù)有具有數(shù)據(jù)量大,、數(shù)據(jù)種類多、商業(yè)價值高,、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,。

  一是準確率高,大數(shù)據(jù)一般的應(yīng)用場景是預(yù)測,,在一般性商業(yè)領(lǐng)域,,如果預(yù)測準確率達到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)用場景中,,對準確率的要求達到99.9%甚至更高,比如軌道交通自動控制,,再比如定制生產(chǎn),,如果把甲乙客戶的訂單參數(shù)搞混了,就會造成經(jīng)濟損失,。

  二是實時性強,,工業(yè)大數(shù)據(jù)重要的應(yīng)用場景是實時監(jiān)測、實時預(yù)警,、實時控制,。一旦數(shù)據(jù)的采集、傳輸和應(yīng)用等全處理流程耗時過長,,就難以在生產(chǎn)過程中發(fā)揮價值,。

  3、工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用案例

  企業(yè)所積累的數(shù)據(jù)量以越來越快的速度在增加,,很多企業(yè)也就順勢將大數(shù)據(jù)技術(shù)引入企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營中,。大數(shù)據(jù)在工業(yè)企業(yè)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在三方面:

  一是基于數(shù)據(jù)的產(chǎn)品價值挖掘。通過對產(chǎn)品及相關(guān)數(shù)據(jù)進行二次挖掘,,創(chuàng)造新價值,。

  日本的科研人員日前設(shè)計出一種新型座椅,能夠通過分析相關(guān)數(shù)據(jù)識別主人,,以此確保汽車的安全,。這種座椅裝有360個不同類型的感應(yīng)器,,可以收集并分析駕駛者的體重、壓力值,,甚至坐到座椅上的方式等多種信息,,并將它們與車載系統(tǒng)中內(nèi)置的車主信息進行匹配,以此判斷駕駛者是否為車主,,從而決定是否開動汽車,。實驗數(shù)據(jù)顯示,這種車座的識別準確率高達98%,。

  三一公司的挖掘機指數(shù)也是如此,。通過在線跟蹤銷售出去的挖掘機的開工、負荷情況,,就能了解全國各地基建情況,,進而對于宏觀經(jīng)濟判斷、市場銷售布局,、金融服務(wù)提供調(diào)整依據(jù),。

  二是提升服務(wù)型生產(chǎn)。提升服務(wù)型生產(chǎn)就是增加服務(wù)在生產(chǎn)(產(chǎn)品)的價值比重,。主要體現(xiàn)在兩個方向,。一是前向延伸,就是在售前階段,,通過用戶參與,、個性化設(shè)計的方式,吸引,、引導(dǎo)和鎖定用戶,。比如紅領(lǐng)西服的服裝定制,通過精準的量體裁衣,,在其他成衣服裝規(guī)模關(guān)店的市場下,,能保持每年150%的收入和利潤增長,每件衣服的成本僅比成衣高10%,。當然了,,小米手機也屬于這一類。二是后向延伸,,通過銷售的產(chǎn)品建立客戶和廠家的互動,,產(chǎn)生持續(xù)性價值。蘋果手機的硬件配置是標準的,,但每個蘋果手機用戶安裝的軟件是個性化的,,這里面最大的功勞是APPStore。蘋果通過銷售蘋果終端產(chǎn)品只是開始,通過APPStore建立用戶和廠商的連接,,滿足用戶個性化需求,,提供差異性服務(wù),年創(chuàng)造收入在百億美金,。

  三是創(chuàng)新商業(yè)模式,。商業(yè)模式創(chuàng)新主要體現(xiàn)在兩個方面,一是基于工業(yè)大數(shù)據(jù),,工業(yè)企業(yè)對外能提供什么樣的創(chuàng)新性商業(yè)服務(wù),;二是在工業(yè)大數(shù)據(jù)背景下,能接受什么樣的新型的商業(yè)服務(wù),。最優(yōu)的情況是,,通過提供創(chuàng)新性商業(yè)模式能獲得更多的客戶,發(fā)掘更多的藍海市場,,贏取更多的利潤,;同時通過接受創(chuàng)新性的工業(yè)服務(wù),降低了生產(chǎn)成本,、經(jīng)營風(fēng)險,。

  比如,GE不銷售發(fā)動機,,而是將發(fā)動機租賃給航空公司使用,按照運行時間收取費用,,這樣GE通過引入大數(shù)據(jù)技術(shù)監(jiān)測發(fā)動機運行狀態(tài),,通過科學(xué)診斷和維護提升發(fā)動機使用壽命,獲得的經(jīng)濟回報高于發(fā)動機銷售,。

  在接受服務(wù)方面,,目前國內(nèi)外有一批企業(yè)提供云服務(wù)架構(gòu)的工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺。包括海爾收購GE的白電業(yè)務(wù)的一攬子合作中,,就包括GE的Predix工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺向海爾開放,,接入海爾的工廠,提供工業(yè)大數(shù)據(jù)服務(wù),。九次方大數(shù)據(jù)也在聯(lián)合各省市建立云化的工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺,,向當?shù)氐墓I(yè)企業(yè)開放大數(shù)據(jù)采集、大數(shù)據(jù)存儲,、大數(shù)據(jù)挖掘和應(yīng)用能力,。

  4、工業(yè)大數(shù)據(jù)的實踐指導(dǎo)

  工業(yè)大數(shù)據(jù)是企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的一次重大變革,,對于工業(yè)化,、信息化都還沒有完成的工業(yè)企業(yè)而言,數(shù)據(jù)化時代又到來了,,挑戰(zhàn)很大,。

  工業(yè)大數(shù)據(jù)建設(shè),,首先是一種思維變革,改變以前以要素競爭為主的工業(yè)生產(chǎn)模式,,進入到數(shù)據(jù)和創(chuàng)新競爭為主的新生產(chǎn)時代,。其次,正如清華大學(xué)王建民教授所言“工業(yè)大數(shù)據(jù)不存在交鑰匙工程”,,因此,,需要企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)人、管理層,、員工和相關(guān)人都投身其中,,各司其職,才有所成,。

  最后,,工業(yè)大數(shù)據(jù)建設(shè)抓住兩個板子作為突破點。一個是最長的板,,也就是梳理產(chǎn)品(工業(yè))競爭力最強的在哪里,,繼續(xù)深挖下面的數(shù)據(jù)價值,圍繞這一塊的工業(yè)數(shù)據(jù)構(gòu)建產(chǎn)品和服務(wù)能力,;另一個是最短的板,,就是影響工業(yè)企業(yè)發(fā)展的痛點在哪里,成本,、市場,、還是供應(yīng)鏈,還是能耗,,在數(shù)據(jù)化時代下,,尋找機遇大數(shù)據(jù)的解決方案。


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