(電子商務(wù)研究中心訊) 2012年，通用電氣公司(GE)首次明確了“工業(yè)大數(shù)據(jù)”的概念，該概念主要關(guān)注工業(yè)裝備在使用過(guò)程中產(chǎn)生的海量機(jī)器數(shù)據(jù)。同年，麥肯錫的報(bào)告中給出的一個(gè)事實(shí)也頗為有趣，那就是在虛擬經(jīng)濟(jì)占主導(dǎo)地位的美國(guó)，其工業(yè)界蘊(yùn)含的數(shù)據(jù)總量反而是最大的。
文中指出，制造業(yè)存儲(chǔ)了比任何其他一種行業(yè)都多的海量數(shù)據(jù)——僅2010年，制造業(yè)就存儲(chǔ)了將近2EB的新數(shù)據(jù)。工業(yè)已經(jīng)進(jìn)入“大數(shù)據(jù)”時(shí)代，而他們所控制的數(shù)據(jù)的體量、多樣性和復(fù)雜程度，也正以前所未有的速度不斷激烈地爆發(fā)式發(fā)展。
其實(shí)，工業(yè)大數(shù)據(jù)就是在工業(yè)領(lǐng)域相關(guān)信息化應(yīng)用中所產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)。需要格外注意的是，工業(yè)大數(shù)據(jù)的“相關(guān)應(yīng)用”不僅應(yīng)包括生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)部和產(chǎn)業(yè)鏈，還應(yīng)包括客戶、用戶，以及互聯(lián)網(wǎng)上產(chǎn)生的相關(guān)數(shù)據(jù)。
同時(shí)，通用電氣公司的報(bào)告在闡述工業(yè)大數(shù)據(jù)的概念之外，還揭示了工業(yè)大數(shù)據(jù)所蘊(yùn)含的巨大價(jià)值。
那么，基于何種背景下，人們提出了“工業(yè)大數(shù)據(jù)”呢?第一，數(shù)字化裝備和產(chǎn)品已經(jīng)普及；第二，裝備和產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)化連接(互聯(lián)網(wǎng)+)的不斷成熟；第三，工業(yè)企業(yè)正逐步開(kāi)始向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)型；第四，“從搖籃到搖籃”制造的必然要求。毫無(wú)疑問(wèn)，無(wú)論是中國(guó)的《中國(guó)制造2025》，還是德國(guó)的“工業(yè)4.0”，抑或是美國(guó)的“先進(jìn)制造伙伴計(jì)劃(AMP)”都順應(yīng)了工業(yè)大數(shù)據(jù)的發(fā)展潮流。
1、三流匯聚而成的工業(yè)大數(shù)據(jù)
工業(yè)大數(shù)據(jù)從何而來(lái)？它來(lái)源于產(chǎn)品生命周期的各個(gè)環(huán)節(jié)，包括市場(chǎng)、設(shè)計(jì)、制造、服務(wù)、再利用等各個(gè)環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生大數(shù)據(jù)。而“全”生命周期的數(shù)據(jù)匯合起來(lái)則更加龐大。當(dāng)然，企業(yè)外、產(chǎn)業(yè)鏈外的“跨界”數(shù)據(jù)也是工業(yè)大數(shù)據(jù)“不可忽視”的重要來(lái)源。因此，企業(yè)數(shù)據(jù)、機(jī)器數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)這三條數(shù)據(jù)流匯聚成了工業(yè)大數(shù)據(jù)。
一般來(lái)說(shuō)，產(chǎn)品全生命周期包括三個(gè)階段：開(kāi)發(fā)制造階段(Beginning of Life，BOL)、使用維護(hù)階段(Middle of Life，MOL)、回收利用階段(即End of Life，EOL)。BOL和MOL的分離點(diǎn)是產(chǎn)品交付用戶的時(shí)刻，MOL和EOL的分離點(diǎn)是產(chǎn)品退役的時(shí)刻。
那么，工業(yè)大數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)企業(yè)數(shù)據(jù)之間又有什么關(guān)聯(lián)呢？傳統(tǒng)企業(yè)信息化的“四大件”，廣義產(chǎn)品生命周期管理(Product Lifecycle Management，PLM)系統(tǒng)(包括CAX)主要支持產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)(Enterprise Resource Planning，ERP)負(fù)責(zé)“人財(cái)物、產(chǎn)供銷”，供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)(Supply chain management，SCM)協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈，客戶關(guān)系管理系統(tǒng)(Customer Relationship Management，CRM)關(guān)照企業(yè)客戶和用戶。過(guò)去我們主要關(guān)注開(kāi)發(fā)制造階段(BOL)的信息化，而CRM(包括MRO[3])往往得不到重視，再制造過(guò)程更是受到冷落。
傳統(tǒng)企業(yè)信息化系統(tǒng)一般架構(gòu)在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)之上，也稱為SQL數(shù)據(jù)，這“20%”的部分的價(jià)值密度是很高的。別小看這占比僅有20%的SQL小數(shù)據(jù)，只有它才能引爆那剩余的“80%”，它是工業(yè)大數(shù)據(jù)價(jià)值的基礎(chǔ)。
工業(yè)大數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)流程又呈現(xiàn)怎樣的關(guān)系呢？傳統(tǒng)企業(yè)信息化項(xiàng)目一般是從梳理業(yè)務(wù)流程起步的，流程是“主動(dòng)”的、而數(shù)據(jù)是“被動(dòng)”的。在工業(yè)大數(shù)據(jù)環(huán)境下，要求企業(yè)快速滿足個(gè)性化的用戶需求。企業(yè)僵化的“長(zhǎng)流程”，難以適應(yīng)“實(shí)時(shí)決策”的要求。需要變“流程驅(qū)動(dòng)”為“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”，或者至少是“混合驅(qū)動(dòng)”，將“流程”與“數(shù)據(jù)”進(jìn)行深度融合。上述表現(xiàn)，就是我們所說(shuō)的“流程碎片化”、“基于數(shù)據(jù)的決策”。而此時(shí)，數(shù)據(jù)便成為了連接這些“碎片”的媒介。
工業(yè)大數(shù)據(jù)有沒(méi)有“交鑰匙”工程？新世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)工業(yè)界經(jīng)歷了轟轟烈烈的信息化浪潮。業(yè)界有這樣一句口頭禪，“不搞信息化等于坐以待斃，搞了信息化也是存亡未卜”。后半句話說(shuō)明，企業(yè)推行“信息化”是有難度和風(fēng)險(xiǎn)的，所以“交鑰匙”工程成為廣大企業(yè)所期望的方式。
但坦白來(lái)講，工業(yè)大數(shù)據(jù)不存在“交鑰匙”工程(至少目前是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的)，原因有三：
第一，工業(yè)大數(shù)據(jù)項(xiàng)目主要針對(duì)的對(duì)象不是“既有業(yè)務(wù)”，而是“未來(lái)業(yè)務(wù)”、“創(chuàng)新業(yè)務(wù)”，其特點(diǎn)便在于創(chuàng)新性、不確定性；
第二，工業(yè)大數(shù)據(jù)目前尚處于“科學(xué)”階段，人們對(duì)數(shù)據(jù)價(jià)值的“提取”方法、技術(shù)與工具尚不成熟，特別是以物理規(guī)律發(fā)現(xiàn)為目標(biāo)的工業(yè)大數(shù)據(jù)處理更是剛剛起步；
第三，人們普遍認(rèn)同的“領(lǐng)域?qū)＜?rdquo;、“統(tǒng)計(jì)專家”和“軟件專家”組成了協(xié)同團(tuán)隊(duì)，他們構(gòu)成了當(dāng)前“大數(shù)據(jù)”深度應(yīng)用的核心。
當(dāng)然，這三個(gè)原因不說(shuō)明工業(yè)大數(shù)據(jù)項(xiàng)目就沒(méi)有任何共性抓手。比如“端+云”的低成本海量時(shí)空數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理平臺(tái)、基于大數(shù)據(jù)的裝備壽命預(yù)測(cè)與可靠性分析平臺(tái)、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)與企業(yè)數(shù)據(jù)集成平臺(tái)等等，他們都是工業(yè)大數(shù)據(jù)的共性軟件工具。
2、實(shí)踐出真知
眾所周知，產(chǎn)品全生命周期的各個(gè)階段都會(huì)產(chǎn)生大數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)階段引入用戶社區(qū)數(shù)據(jù)，制造階段使用機(jī)床在線感知與測(cè)量數(shù)據(jù)，在市場(chǎng)營(yíng)銷階段使用社交網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)……
上世紀(jì)90年代，羅爾斯·羅伊斯公司(Rolls-Royce)率先在發(fā)動(dòng)機(jī)上嵌入傳感器，監(jiān)控其運(yùn)行狀態(tài)，開(kāi)創(chuàng)了以銷售飛行小時(shí)為標(biāo)志性業(yè)務(wù)的服務(wù)型制造新模式。這些傳感器采集的機(jī)器數(shù)據(jù)便可對(duì)應(yīng)GE和麥肯錫報(bào)告中所說(shuō)的工業(yè)大數(shù)據(jù)的主體。
那么，裝備生命中期階段(MOL)機(jī)器數(shù)據(jù)又該如何應(yīng)用呢？
“十二五”期間，清華大學(xué)與國(guó)內(nèi)某裝備龍頭企業(yè)三一重工合作，共同研制裝備工況大數(shù)據(jù)平臺(tái)。隨著應(yīng)用的深入，系統(tǒng)需要將工況數(shù)據(jù)的處理分析結(jié)果向企業(yè)服務(wù)(MRO)、制造(ERP)甚至設(shè)計(jì)(PLM)系統(tǒng)進(jìn)行反饋，因此需要將這些系統(tǒng)與工業(yè)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)進(jìn)行集成。
如果說(shuō)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)往往是全新的，工業(yè)大數(shù)據(jù)則需要與遺留的系統(tǒng)進(jìn)行集成，甚至替換“舊”的系統(tǒng)，這是工業(yè)大數(shù)據(jù)項(xiàng)目區(qū)別于互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)項(xiàng)目的重要內(nèi)容，在實(shí)踐中我們形成了“四階段”的切換方案。
一個(gè)例子是裝備時(shí)空監(jiān)管。企業(yè)在得到工況數(shù)據(jù)以后，首先是對(duì)裝備運(yùn)營(yíng)進(jìn)行監(jiān)管。不同于傳統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)監(jiān)管，在大數(shù)據(jù)技術(shù)支持下，運(yùn)營(yíng)是成套設(shè)備互相協(xié)同的運(yùn)營(yíng)。以攪拌站為例，通過(guò)收集位置數(shù)據(jù)、油位數(shù)據(jù)可以對(duì)攪拌車運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，從而避免擁堵、減少等待、降低能耗。
以杭深高鐵沿線裝備的故障分析為例。液壓系統(tǒng)是工程機(jī)械的核心系統(tǒng)之一，導(dǎo)致其發(fā)生故障的原因很多，比如密封套腐蝕、內(nèi)壁刮花、密封環(huán)損壞、閥塊受損等等。但有了機(jī)器大數(shù)據(jù)，情況就不一樣了，我們可以尋找發(fā)生故障的深層次原因。
我們通過(guò)大規(guī)模比對(duì)開(kāi)工指標(biāo)，從典型取值、波動(dòng)幅度、回傳密度多個(gè)維度進(jìn)行分析，自動(dòng)篩選與故障車輛關(guān)系密切的特征工況，發(fā)現(xiàn)這些故障車輛的每分鐘換向次數(shù)在變化幅度上高度相關(guān)。
再通過(guò)引入互聯(lián)網(wǎng)上的行政區(qū)劃數(shù)據(jù)和歷年高鐵建設(shè)數(shù)據(jù)(企業(yè)外部數(shù)據(jù))，可以得出這樣一個(gè)結(jié)論，這些典型故障均發(fā)生在2012-2013年期間在建重大工程“杭深高鐵”沿線，這為我們尋找更深層次的原因提供了重要線索。
還有一個(gè)例子是備件預(yù)測(cè)。通過(guò)大規(guī)模工況數(shù)據(jù)透視宏觀裝備應(yīng)用情況，我們根據(jù)這些信息進(jìn)行易損配件需求的預(yù)測(cè)，優(yōu)化調(diào)配相關(guān)服務(wù)資源。裝備開(kāi)工情況也同樣可以反映出各地區(qū)宏觀經(jīng)濟(jì)情況。
3、工業(yè)大數(shù)據(jù)在路上
由互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、機(jī)器數(shù)據(jù)和企業(yè)數(shù)據(jù)匯聚而成的工業(yè)大數(shù)據(jù)，蘊(yùn)藏著巨大價(jià)值。例如，通過(guò)分析用戶使用數(shù)據(jù)改進(jìn)產(chǎn)品、通過(guò)分析現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)提高加工水平、通過(guò)工況數(shù)據(jù)進(jìn)行產(chǎn)品健康管理等。工業(yè)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，將成為未來(lái)提升制造業(yè)生產(chǎn)力、競(jìng)爭(zhēng)力、創(chuàng)新能力的關(guān)鍵要素，也是目前全球工業(yè)轉(zhuǎn)型必須面對(duì)的重要課題。
工業(yè)大數(shù)據(jù)剛剛起步，我們需要冷靜思考，堅(jiān)持應(yīng)用驅(qū)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)中國(guó)制造強(qiáng)國(guó)之夢(mèng)。(來(lái)源：機(jī)器人產(chǎn)業(yè)雜志 編選：網(wǎng)經(jīng)社）
