隨著信息化與工業(yè)化的深度融合，信息技術(shù)滲透到了工業(yè)企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)，使得工業(yè)企業(yè)所擁有的數(shù)據(jù)日益豐富。工業(yè)大數(shù)據(jù)是在工業(yè)領(lǐng)域信息化應(yīng)用中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，呈現(xiàn)出大體量、多源性、連續(xù)采樣、價值密度低、動態(tài)性強(qiáng)等特點。

 

信息技術(shù)特別是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正在給傳統(tǒng)工業(yè)發(fā)展方式帶來顛覆性、革命性的影響。二維碼、RFID、傳感器、工控系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)、ERP、CRM等技術(shù)的廣泛應(yīng)用，推動工業(yè)企業(yè)實現(xiàn)生產(chǎn)流程各環(huán)節(jié)的互聯(lián)互通，促進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)融合發(fā)展。但網(wǎng)絡(luò)、通信、硬件設(shè)備等只是工業(yè)企業(yè)實現(xiàn)互聯(lián)互通的基礎(chǔ)，實時感知、采集、監(jiān)控生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)對企業(yè)產(chǎn)生、擁有的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，得到有作用的分析結(jié)果，智能制造才能得以實現(xiàn)。

雪地，狐貍分割線

 

多源數(shù)據(jù)的融合是實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)融合創(chuàng)新的必要條件，而要實現(xiàn)對多種來源、多種類型海量數(shù)據(jù)的分析處理，以及復(fù)雜的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系挖掘，都需要有大數(shù)據(jù)的支撐。在大數(shù)據(jù)的驅(qū)動下，互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)進(jìn)一步深度融合，新模式、新業(yè)態(tài)層出不窮，產(chǎn)業(yè)模式、制造模式、商業(yè)模式正在重塑，企業(yè)、市場與用戶的互動程度和范圍得到擴(kuò)展，企業(yè)與用戶關(guān)系加速重構(gòu)，生產(chǎn)周期從產(chǎn)品的設(shè)計、研發(fā)、制造、銷售、服務(wù)等逐漸構(gòu)成閉環(huán)。

工業(yè)大數(shù)據(jù)驅(qū)動智能制造的四種作用模式

 

實現(xiàn)個性化定制

實現(xiàn)定制化設(shè)計。企業(yè)通過互聯(lián)網(wǎng)平臺能夠收集用戶的個性化產(chǎn)品需求，也能獲取到產(chǎn)品的交互和交易數(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(shè)計等創(chuàng)新活動中，實現(xiàn)定制化設(shè)計，再依托柔性化的生產(chǎn)流程，就能為用戶生產(chǎn)出量身定做的產(chǎn)品。例如，海爾集團(tuán)沈陽冰箱工廠利用云將用戶需求和生產(chǎn)過程無縫對接，用戶個性化需求可直接發(fā)送到生產(chǎn)線上，實現(xiàn)定制化生產(chǎn)。用戶還可通過生產(chǎn)線上的上萬個傳感器隨時查到自己冰箱的生產(chǎn)進(jìn)程。目前，一條生產(chǎn)線可支持500多個型號的柔性化大規(guī)模定制，生產(chǎn)時間可以縮短到10秒一臺。

 

利用大數(shù)據(jù)進(jìn)行虛擬仿真。傳統(tǒng)生產(chǎn)企業(yè)在測試、驗證環(huán)節(jié)需要生產(chǎn)出實物來評測其性能等指標(biāo)，成本隨測試次數(shù)增加而不斷提升。利用虛擬仿真技術(shù)，可以實現(xiàn)對原有研發(fā)設(shè)計環(huán)節(jié)過程的模擬、分析、評估、驗證和優(yōu)化，從而減少工程更改量，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，降低成本和能耗。長安福特采用虛擬仿真技術(shù)改良汽車設(shè)計環(huán)節(jié)，設(shè)計師帶著3D眼鏡能夠看見最新設(shè)計的福特轎車，甚至還能夠模擬坐進(jìn)車內(nèi)，感受內(nèi)裝是否符合心意。如果有任何不好的地方，設(shè)計師能夠馬上通過軟件修改，減少了開發(fā)產(chǎn)品的次數(shù)，能夠在短時間內(nèi)完成更多的設(shè)計工作，更快地反映市場的需求。

 

促進(jìn)研發(fā)資源集成共享和創(chuàng)新協(xié)同。企業(yè)通過建設(shè)和完善研發(fā)設(shè)計知識庫，促進(jìn)數(shù)字化圖紙、標(biāo)準(zhǔn)零部件庫等設(shè)計數(shù)據(jù)在企業(yè)內(nèi)部以及供應(yīng)鏈上下游企業(yè)間的資源共享和創(chuàng)新協(xié)同，提升企業(yè)跨區(qū)域研發(fā)資源統(tǒng)籌管理和產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同設(shè)計能力。提升企業(yè)管理利用全球研發(fā)資源能力，優(yōu)化重組研發(fā)流程，提高研發(fā)效率。例如，中國商飛公司的產(chǎn)品研發(fā)制造全程均在全球協(xié)同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境平臺的管理下開展。商飛公司僅負(fù)責(zé)飛機(jī)的總體設(shè)計，把零部件設(shè)計、制造工作全部外包給全球各地零部件供應(yīng)商。商飛利用計算機(jī)模型進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)的虛擬裝配，利用每個部件的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行部件的組裝和校驗工作，組裝完成的各機(jī)體被運(yùn)送至商飛公司的總裝工廠，進(jìn)行最后的大部件對接和總裝工作。商飛公司ARJ21支線飛機(jī)全機(jī)的31000項零部件中，有超過77%是在全球10多個國家、104家供應(yīng)商之間協(xié)同研發(fā)和制造完成的。

 

培育研發(fā)新模式。基于設(shè)計資源的社會化共享和參與，企業(yè)能夠立足自身研發(fā)需求開展眾創(chuàng)、眾包等研發(fā)新模式，提升企業(yè)利用社會化創(chuàng)新和資金資源能力。在帝樽空調(diào)和天樽空調(diào)的研發(fā)過程中，海爾集團(tuán)前期通過互聯(lián)網(wǎng)平臺與數(shù)十萬用戶實時互動，提取用戶對產(chǎn)品的共性需求。然后利用HOPE（開放創(chuàng)新平臺）平臺對接全球100多萬個領(lǐng)域?qū)＜液蜕锨Ъ胰蛞涣鞯难邪l(fā)資源。這些研發(fā)資源既包括保時捷、寶馬等頂級的汽車研發(fā)團(tuán)隊，也包括施華洛世奇等知名的時尚設(shè)計師。

 

建立先進(jìn)生產(chǎn)體系實現(xiàn)智能化生產(chǎn)

提升車間管理水平?，F(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、振動和噪聲等，利用這些數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)很多形式的分析，包括設(shè)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。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，一旦某個流程偏離了標(biāo)準(zhǔn)工藝，就會發(fā)出報警信號，快速地發(fā)現(xiàn)錯誤或者瓶頸所在。例如，美國GE集團(tuán)在紐約州斯克內(nèi)克塔迪市有一家氯化鎳電池工廠，18萬平方英尺的電池生產(chǎn)廠區(qū)內(nèi)，安裝了1萬多個傳感器，用來監(jiān)測相關(guān)的溫度、能耗和氣壓，并全部連接高速內(nèi)部以太網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在流水生產(chǎn)線外，管理人員手拿iPad通過工廠的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)來獲取這些傳感器發(fā)來的數(shù)據(jù)，監(jiān)督生產(chǎn)過程和一天的產(chǎn)能。如果抽檢的電池如某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問題，就可以通過跟蹤數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)問題的根源并及時解決。傳感器和機(jī)器之間也有數(shù)據(jù)交換，當(dāng)某一傳感器發(fā)現(xiàn)流水線移動緩慢時，就會“告知”機(jī)器，讓它們傳輸?shù)乃俣嚷稽c。

 

優(yōu)化生產(chǎn)流程。將生產(chǎn)制造各個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)整合集聚，并對工業(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(dāng)所有流程和績效數(shù)據(jù)都能在系統(tǒng)中重建時，對各環(huán)節(jié)制造數(shù)據(jù)的集成分析有助于制造商改進(jìn)其生產(chǎn)流程。例如，在能耗分析方面，在設(shè)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?；蚍逯登樾危纱吮憧稍谏a(chǎn)過程中優(yōu)化能源的消耗，對所有流程進(jìn)行分析，此舉將會大大降低能耗。

 

德國安貝格電子工廠基于西門子PLM軟件在虛擬環(huán)境中仿真產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)，并在真實世界的工廠中進(jìn)行實際操作，即實現(xiàn)了產(chǎn)品跨行業(yè)的多樣化，也提升了生產(chǎn)效率和質(zhì)量。研發(fā)環(huán)節(jié)，安貝格擁有一個虛擬的工廠，研發(fā)設(shè)計部門把虛擬的研發(fā)產(chǎn)品同步給生產(chǎn)部門來生產(chǎn)，兩部門有著統(tǒng)一平臺，并時刻保持著協(xié)調(diào)的一致性。真實工廠生產(chǎn)時的數(shù)據(jù)參數(shù)、生產(chǎn)環(huán)境等都會通過虛擬工廠來反映出來，而人則通過虛擬工廠對現(xiàn)實中的真實工廠進(jìn)行把控。生產(chǎn)環(huán)節(jié)，當(dāng)一個元件進(jìn)入烘箱時，機(jī)器會判斷該用什么溫度以及溫度持續(xù)的時間長短，并可以判斷下一個進(jìn)入烘箱的元件是哪一種，并適時調(diào)節(jié)生產(chǎn)參數(shù)。安貝格工廠的每一條生產(chǎn)線每天并不是一成不變地只生產(chǎn)一種產(chǎn)品，生產(chǎn)系統(tǒng)會實時同步研發(fā)部門的最新指示，自動跳轉(zhuǎn)到不同產(chǎn)品或者器件的生產(chǎn)模式。在這樣的生產(chǎn)模式下，該工廠每年可生產(chǎn)約1000個品種共計1200萬件工業(yè)控制產(chǎn)品。按照每年生產(chǎn)230天計算，平均每秒就能生產(chǎn)出一件產(chǎn)品，其中百萬件缺陷僅為15，缺陷率僅為德國工人的1/25。

 

推動現(xiàn)代化生產(chǎn)體系的建立。通過對制造生產(chǎn)全過程的自動化控制和智能化控制，促進(jìn)信息共享、系統(tǒng)整合和業(yè)務(wù)協(xié)同，實現(xiàn)制造過程的科學(xué)決策，最大程度實現(xiàn)生產(chǎn)流程的自動化、個性化、柔性化和自我優(yōu)化，實現(xiàn)提高精準(zhǔn)制造、高端制造、敏捷制造的能力，加速智能車間、智能工廠等現(xiàn)代化生產(chǎn)體系建立，實現(xiàn)智能生產(chǎn)。

優(yōu)化經(jīng)營管理體系實現(xiàn)精益化管理

優(yōu)化工業(yè)供應(yīng)鏈。RFID等電子標(biāo)識技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能幫助工業(yè)企業(yè)獲得完整的產(chǎn)品供應(yīng)鏈的大數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)進(jìn)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。跟蹤產(chǎn)品庫存和銷售價格，而且準(zhǔn)確地預(yù)測全球不同區(qū)域的需求，從而運(yùn)用數(shù)據(jù)分析得到更好的決策來優(yōu)化供應(yīng)鏈。例如，京東于2014年推出了“JD+”計劃，與制造企業(yè)深度合作并提供全方位支持，促進(jìn)智能硬件行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。加入“JD+”計劃的合作伙伴可獲得的京東服務(wù)包括：庫存、日銷、流量等數(shù)據(jù)信息；專業(yè)化的供應(yīng)鏈服務(wù)支持；云計算、大數(shù)據(jù)等方面的技術(shù)支持。同時，對于優(yōu)質(zhì)企業(yè)還將依據(jù)評估結(jié)果提供小微貸款或孵化資金支持。

 

推動經(jīng)營管理全流程的銜接和優(yōu)化。整合企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、財務(wù)數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)、采購數(shù)據(jù)、銷售數(shù)據(jù)和消費(fèi)者行為數(shù)據(jù)等資源，通過數(shù)據(jù)挖掘分析，能夠幫助企業(yè)找到生產(chǎn)要素的最佳投入比例，實現(xiàn)研產(chǎn)供銷、經(jīng)營管理、生產(chǎn)控制、業(yè)務(wù)與財務(wù)全流程的無縫銜接和業(yè)務(wù)協(xié)同，促進(jìn)業(yè)務(wù)流程、決策流程、運(yùn)營流程的整合、重組和優(yōu)化，推動企業(yè)管理從金字塔靜態(tài)管理組織向扁平化動態(tài)管理組織轉(zhuǎn)變，利用云端數(shù)據(jù)集成驅(qū)動提升企業(yè)管理決策的科學(xué)性和運(yùn)營一體化能力。北京智慧聯(lián)合公司通過大數(shù)據(jù)情報分析，為華北地區(qū)水泥行業(yè)提供“冬儲”生產(chǎn)管理應(yīng)用解決方案。華北地區(qū)水泥行業(yè)冬季無法施工，只能儲存起來，但無法把握“冬儲”水泥的數(shù)量。智慧聯(lián)合通過對華北地區(qū)本年度及來年工程項目的搜集分析，得出相應(yīng)工程量，再根據(jù)單位工程量所需水泥數(shù)量，大致計算出華北地區(qū)第二年度總的水泥需求量，結(jié)合競爭對手、銷售渠道分布等因素，最終估算出公司的水泥生產(chǎn)數(shù)量。

 

促進(jìn)商業(yè)模式創(chuàng)新實現(xiàn)服務(wù)型制造

大數(shù)據(jù)將幫助工業(yè)企業(yè)不斷創(chuàng)新產(chǎn)品和服務(wù)，發(fā)展新的商業(yè)模式。通過嵌在產(chǎn)品中的傳感器，企業(yè)能夠?qū)崟r監(jiān)測產(chǎn)品的運(yùn)行狀態(tài)，通過商務(wù)平臺，企業(yè)能夠獲得產(chǎn)品的銷售數(shù)據(jù)和客戶數(shù)據(jù)，通過對這些數(shù)據(jù)的分析和預(yù)測，企業(yè)能夠開展故障預(yù)警、遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程運(yùn)維、質(zhì)量診斷等在線增值服務(wù)，提供個性化、在線化、便捷化的增值服務(wù)，擴(kuò)展產(chǎn)品價值空間，使得以產(chǎn)品為核心的經(jīng)營模式向“制造+服務(wù)”的模式轉(zhuǎn)變。

 

在GE軟件研發(fā)中心，工作人員通過測試篩選2萬臺噴氣發(fā)動機(jī)各種細(xì)小警報信號，可以提供發(fā)動機(jī)維修的前瞻性評估數(shù)據(jù)。包括能夠提前一個月預(yù)測哪些發(fā)動機(jī)急需維護(hù)修理，準(zhǔn)備率達(dá)到70%。這套系統(tǒng)的另一個價值，就是可以讓飛機(jī)誤點機(jī)率大幅降低。因為，每年航班延誤給全球航空公司帶來400億美元的損失，其中10%飛機(jī)延誤，正是源自飛機(jī)發(fā)動機(jī)等部件的突發(fā)性維修。GE航空還和埃森哲成立了一家名為Taleris的合資公司，為全球各地的航空公司和航空貨運(yùn)公司提供監(jiān)測服務(wù)。當(dāng)一架飛機(jī)落地以后，Taleris很快就可以把飛機(jī)數(shù)據(jù)用無線的方式傳遞出去，隨后據(jù)此為之量身打造一套專門的維修方案。航空公司因此也能夠?qū)︼w機(jī)上的各項性能指標(biāo)進(jìn)行實時監(jiān)測和分析，并對故障進(jìn)行預(yù)測，從而避免飛機(jī)因計劃外的故障造成損失。

 

積極推動我國工業(yè)大數(shù)據(jù)發(fā)展

 

做好發(fā)展工業(yè)大數(shù)據(jù)的總體設(shè)計

首先，開展工業(yè)大數(shù)據(jù)發(fā)展的相關(guān)法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，抓住在中國市場制定競爭新規(guī)則的機(jī)會；其次，聚焦重點行業(yè)領(lǐng)域工業(yè)大數(shù)據(jù)發(fā)展，形成中國自主的核心工業(yè)信息技術(shù)體系，打破西方主導(dǎo)格局；第三，瞄準(zhǔn)我國用戶的需求與本土環(huán)境特點，打造具有中國特色的工業(yè)大數(shù)據(jù)服務(wù)，實現(xiàn)規(guī)?；袌鰬?yīng)用。

 

加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制定和實施

加快元數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)交易、數(shù)據(jù)質(zhì)量、安全保密等重點共性標(biāo)準(zhǔn)的制定和實施。鼓勵龍頭企業(yè)參與組建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟，建立企業(yè)間數(shù)據(jù)交換交易的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。加強(qiáng)大數(shù)據(jù)環(huán)境下信息安全技術(shù)研究，落實信息安全等級保護(hù)制度，建立健全大數(shù)據(jù)安全保障體系。明確數(shù)據(jù)所有權(quán)、使用權(quán)和各相關(guān)主體與信息之間的權(quán)利、責(zé)任和義務(wù)，修訂和完善數(shù)據(jù)安全保護(hù)相關(guān)立法，對濫用數(shù)據(jù)、侵犯個人隱私等行為加強(qiáng)管理和懲戒。支持建立大數(shù)據(jù)測評機(jī)制，建立服務(wù)可用性、可靠性、安全性和質(zhì)量等方面的大數(shù)據(jù)評估認(rèn)證體系，支持第三方機(jī)構(gòu)開展評估評測工作。

 

突破核心關(guān)鍵技術(shù)，提升應(yīng)用能力

加大技術(shù)研發(fā)資金扶持力度，支持面向工業(yè)企業(yè)的數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)挖掘分析等核心關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，推動已取得技術(shù)突破的領(lǐng)域加快成果轉(zhuǎn)化和應(yīng)用推廣。

 

推動軟件企業(yè)和工業(yè)企業(yè)協(xié)同發(fā)展

探索建立軟件企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)和工業(yè)企業(yè)的協(xié)同發(fā)展機(jī)制，支持引導(dǎo)軟件和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)深入工業(yè)領(lǐng)域，與工業(yè)企業(yè)從技術(shù)、資本等層面進(jìn)行跨界戰(zhàn)略合作探索，支持重點行業(yè)龍頭企業(yè)研究規(guī)劃互聯(lián)網(wǎng)與各工業(yè)行業(yè)融合發(fā)展的技術(shù)路線圖，支持相關(guān)企業(yè)開展工業(yè)大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)化探索。

 

促進(jìn)典型應(yīng)用示范

基于互聯(lián)網(wǎng)平臺建立面向工業(yè)不同行業(yè)、不同環(huán)節(jié)的大數(shù)據(jù)資源聚合、分析應(yīng)用體系，扶持基于大數(shù)據(jù)的新技術(shù)、新產(chǎn)品、新模式，開展個性化定制、眾包設(shè)計、智能監(jiān)測、全產(chǎn)業(yè)鏈追溯、在線監(jiān)控診斷及維護(hù)、工控系統(tǒng)安全監(jiān)控、智能制造等新業(yè)務(wù)，培育新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)。推動大數(shù)據(jù)在工業(yè)企業(yè)產(chǎn)品全生命周期、產(chǎn)業(yè)鏈全流程各環(huán)節(jié)應(yīng)用，分析感知用戶需求，提升產(chǎn)品附加價值，建造智能工廠。選擇典型企業(yè)、重點行業(yè)、重點地區(qū)開展大數(shù)據(jù)應(yīng)用項目試點示范，積極推動制造業(yè)網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)據(jù)化、智能化和服務(wù)化的發(fā)展。