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)，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)領域信息化應用中所產(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)性強等特點。

 

　　信息技術特別是互聯(lián)網(wǎng)技術正在給傳統(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等技術的廣泛應用，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，促進互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)融合發(fā)展。

 

　　但網(wǎng)絡、通信、硬件設備等只是工業(yè)企業(yè)實現(xiàn)互聯(lián)互通的基礎，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),運用大數(shù)據(jù)技術對企業(yè)產(chǎn)生、擁有的海量數(shù)據(jù)進行挖掘，得到有作用的分析結果，智能制造才能得以實現(xiàn)。

 

　　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，以及復雜的數(shù)據(jù)關聯(lián)關系挖掘，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展，企業(yè)與用戶關系加速重構，生產(chǎn)周期從產(chǎn)品的設計、研發(fā)、制造、銷售、服務等逐漸構成閉環(huán)。

 

　　工業(yè)大數(shù)據(jù)驅(qū)動智能制造的四種作用模式

 

　　創(chuàng)新研發(fā)設計模式實現(xiàn)個性化定制

 

　　實現(xiàn)定制化設計。

 

　　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)品設計等創(chuàng)新活動中，實現(xiàn)定制化設計，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，成本隨測試次數(shù)增加而不斷提升。利用虛擬仿真技術，可以實現(xiàn)對原有研發(fā)設計環(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改良汽車設計環(huán)節(jié)，設計師帶著3D眼鏡能夠看見最新設計的福特轎車，甚至還能夠模擬坐進車內(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)完成更多的設計工作，更快地反映市場的需求。

 

　　促進研發(fā)資源集成共享和創(chuàng)新協(xié)同。

 

　　企業(yè)通過建設和完善研發(fā)設計知識庫，促進數(shù)字化圖紙、標準零部件庫等設計數(shù)據(jù)在企業(yè)內(nèi)部以及供應鏈上下游企業(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)絡環(huán)境平臺的管理下開展。商飛公司僅負責飛機的總體設計，把零部件設計、制造工作全部外包給全球各地零部件供應商。

 

　　商飛利用計算機模型進行總體結構的虛擬裝配，利用每個部件的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行部件的組裝和校驗工作，組裝完成的各機體被運送至商飛公司的總裝工廠，進行最后的大部件對接和總裝工作。

 

　　商飛公司ARJ21支線飛機全機的31000項零部件中，有超過77%是在全球10多個國家、104家供應商之間協(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)團隊，也包括施華洛世奇等知名的時尚設計師。

 

　　建立先進生產(chǎn)體系實現(xiàn)智能化生產(chǎn)

 

　　提升車間管理水平。

 

　　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、振動和噪聲等，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。

 

　　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準工藝，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)測相關的溫度、能耗和氣壓，并全部連接高速內(nèi)部以太網(wǎng)絡進行數(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。

 

　　傳感器和機器之間也有數(shù)據(jù)交換，當某一傳感器發(fā)現(xiàn)流水線移動緩慢時，就會“告知”機器，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其生產(chǎn)流程。

 

　　例如，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)實中的真實工廠進行把控。

 

　　生產(chǎn)環(huán)節(jié)，當一個元件進入烘箱時，機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，促進信息共享、系統(tǒng)整合和業(yè)務協(xié)同，實現(xiàn)制造過程的科學決策，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)供應鏈。

 

　　RFID等電子標識技術、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。

 

　　跟蹤產(chǎn)品庫存和銷售價格，而且準確地預測全球不同區(qū)域的需求，從而運用數(shù)據(jù)分析得到更好的決策來優(yōu)化供應鏈。

 

　　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包括：

 

　　庫存、日銷、流量等數(shù)據(jù)信息;

 

　　專業(yè)化的供應鏈服務支持;

 

　　云計算、大數(shù)據(jù)等方面的技術支持。

 

　　同時，對于優(yōu)質(zhì)企業(yè)還將依據(jù)評估結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)務與財務全流程的無縫銜接和業(yè)務協(xié)同，促進業(yè)務流程、決策流程、運營流程的整合、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)管理決策的科學性和運營一體化能力。

 

　　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。

 

　　促進商業(yè)模式創(chuàng)新實現(xiàn)服務型制造

 

　　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，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)品的運行狀態(tài)，通過商務平臺，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)的分析和預測，企業(yè)能夠開展故障預警、遠程監(jiān)控、遠程運維、質(zhì)量診斷等在線增值服務，提供個性化、在線化、便捷化的增值服務，擴展產(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”的模式轉變。

 

　　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)動機各種細小警報信號，可以提供發(fā)動機維修的前瞻性評估數(shù)據(jù)。包括能夠提前一個月預測哪些發(fā)動機急需維護修理，準備率達到70%。

 

　　這套系統(tǒng)的另一個價值，就是可以讓飛機誤點機率大幅降低。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%飛機延誤，正是源自飛機發(fā)動機等部件的突發(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公司提供監(jiān)測服務。

 

　　當一架飛機落地以后，Taleris很快就可以把飛機數(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機上的各項性能指標進行實時監(jiān)測和分析，并對故障進行預測，從而避免飛機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)的總體設計

 

　　首先，開展工業(yè)大數(shù)據(jù)發(fā)展的相關法規(guī)、技術標準體系和數(shù)據(jù)標準體系建設，抓住在中國市場制定競爭新規(guī)則的機會;

 

　　其次，聚焦重點行業(yè)領域工業(yè)大數(shù)據(jù)發(fā)展，形成中國自主的核心工業(yè)信息技術體系，打破西方主導格局;

 

　　第三，瞄準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，實現(xiàn)規(guī)?；袌鰬谩?/span>

 

　　加強標準規(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準的制定和實施。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)范和標準。

 

　　加強大數(shù)據(jù)環(huán)境下信息安全技術研究，落實信息安全等級保護制度，建立健全大數(shù)據(jù)安全保障體系。

 

　　明確數(shù)據(jù)所有權、使用權和各相關主體與信息之間的權利、責任和義務，修訂和完善數(shù)據(jù)安全保護相關立法，對濫用數(shù)據(jù)、侵犯個人隱私等行為加強管理和懲戒。

 

　　支持建立大數(shù)據(jù)測評機制，建立服務可用性、可靠性、安全性和質(zhì)量等方面的大數(shù)據(jù)評估認證體系，支持第三方機構開展評估評測工作。

 

　　突破核心關鍵技術，提升應用能力

 

　　加大技術研發(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)挖掘分析等核心關鍵核心技術攻關，推動已取得技術突破的領域加快成果轉化和應用推廣。

 

　　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)展機制，支持引導軟件和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)深入工業(yè)領域，與工業(yè)企業(yè)從技術、資本等層面進行跨界戰(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)展的技術路線圖，支持相關企業(yè)開展工業(yè)大數(shù)據(jù)關鍵技術研究和產(chǎn)業(yè)化探索。

 

　　促進典型應用示范

 

　　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、分析應用體系，扶持基于大數(shù)據(jù)的新技術、新產(chǎn)品、新模式，開展個性化定制、眾包設計、智能監(jiān)測、全產(chǎn)業(yè)鏈追溯、在線監(jiān)控診斷及維護、工控系統(tǒng)安全監(jiān)控、智能制造等新業(yè)務，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)應用項目試點示范，積極推動制造業(yè)網(wǎng)絡化、數(shù)據(jù)化、智能化和服務化的發(fā)展。

圖片來源：找項目網(wǎng)