(電子商務研究中心訊) 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，該概念主要關注工業(yè)裝備在使用過程中產生的海量機器數(shù)據(jù)。同年，麥肯錫的報告中給出的一個事實也頗為有趣，那就是在虛擬經濟占主導地位的美國，其工業(yè)界蘊含的數(shù)據(jù)總量反而是最大的。
文中指出，制造業(yè)存儲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)就存儲了將近2EB的新數(shù)據(jù)。工業(yè)已經進入“大數(shù)據(jù)”時代，而他們所控制的數(shù)據(jù)的體量、多樣性和復雜程度，也正以前所未有的速度不斷激烈地爆發(fā)式發(fā)展。
其實，工業(yè)大數(shù)據(jù)就是在工業(yè)領域相關信息化應用中所產生的海量數(shù)據(jù)。需要格外注意的是，工業(yè)大數(shù)據(jù)的“相關應用”不僅應包括生產企業(yè)內部和產業(yè)鏈，還應包括客戶、用戶，以及互聯(lián)網(wǎng)上產生的相關數(shù)據(jù)。
同時，通用電氣公司的報告在闡述工業(yè)大數(shù)據(jù)的概念之外，還揭示了工業(yè)大數(shù)據(jù)所蘊含的巨大價值。
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)字化裝備和產品已經普及；第二，裝備和產品網(wǎng)絡化連接(互聯(lián)網(wǎng)+)的不斷成熟；第三，工業(yè)企業(yè)正逐步開始向服務型制造轉型；第四，“從搖籃到搖籃”制造的必然要求。毫無疑問，無論是中國的《中國制造2025》，還是德國的“工業(yè)4.0”，抑或是美國的“先進制造伙伴計劃(AMP)”都順應了工業(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？它來源于產品生命周期的各個環(huán)節(jié)，包括市場、設計、制造、服務、再利用等各個環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)都會產生大數(shù)據(jù)。而“全”生命周期的數(shù)據(jù)匯合起來則更加龐大。當然，企業(yè)外、產業(yè)鏈外的“跨界”數(shù)據(jù)也是工業(yè)大數(shù)據(jù)“不可忽視”的重要來源。因此，企業(yè)數(shù)據(jù)、機器數(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)。
一般來說，產品全生命周期包括三個階段：開發(fā)制造階段(Beginning of Life，BOL)、使用維護階段(Middle of Life，MOL)、回收利用階段(即End of Life，EOL)。BOL和MOL的分離點是產品交付用戶的時刻，MOL和EOL的分離點是產品退役的時刻。
那么，工業(yè)大數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)企業(yè)數(shù)據(jù)之間又有什么關聯(lián)呢？傳統(tǒng)企業(yè)信息化的“四大件”，廣義產品生命周期管理(Product Lifecycle Management，PLM)系統(tǒng)(包括CAX)主要支持產品開發(fā)，企業(yè)資源計劃系統(tǒng)(Enterprise Resource Planning，ERP)負責“人財物、產供銷”，供應鏈管理系統(tǒng)(Supply chain management，SCM)協(xié)調供應鏈，客戶關系管理系統(tǒng)(Customer Relationship Management，CRM)關照企業(yè)客戶和用戶。過去我們主要關注開發(fā)制造階段(BOL)的信息化，而CRM(包括MRO[3])往往得不到重視，再制造過程更是受到冷落。
傳統(tǒng)企業(yè)信息化系統(tǒng)一般架構在關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)之上，也稱為SQL數(shù)據(jù)，這“20%”的部分的價值密度是很高的。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)價值的基礎。
工業(yè)大數(shù)據(jù)和業(yè)務流程又呈現(xiàn)怎樣的關系呢？傳統(tǒng)企業(yè)信息化項目一般是從梳理業(yè)務流程起步的，流程是“主動”的、而數(shù)據(jù)是“被動”的。在工業(yè)大數(shù)據(jù)環(huán)境下，要求企業(yè)快速滿足個性化的用戶需求。企業(yè)僵化的“長流程”，難以適應“實時決策”的要求。需要變“流程驅動”為“數(shù)據(jù)驅動”，或者至少是“混合驅動”，將“流程”與“數(shù)據(jù)”進行深度融合。上述表現(xiàn)，就是我們所說的“流程碎片化”、“基于數(shù)據(jù)的決策”。而此時，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)有沒有“交鑰匙”工程？新世紀以來，我國工業(yè)界經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”。后半句話說明，企業(yè)推行“信息化”是有難度和風險的，所以“交鑰匙”工程成為廣大企業(yè)所期望的方式。
但坦白來講，工業(yè)大數(shù)據(jù)不存在“交鑰匙”工程(至少目前是無法實現(xiàn)的)，原因有三：
第一，工業(yè)大數(shù)據(jù)項目主要針對的對象不是“既有業(yè)務”，而是“未來業(yè)務”、“創(chuàng)新業(yè)務”，其特點便在于創(chuàng)新性、不確定性；
第二，工業(yè)大數(shù)據(jù)目前尚處于“科學”階段，人們對數(shù)據(jù)價值的“提取”方法、技術與工具尚不成熟，特別是以物理規(guī)律發(fā)現(xiàn)為目標的工業(yè)大數(shù)據(jù)處理更是剛剛起步；
第三，人們普遍認同的“領域專家”、“統(tǒng)計專家”和“軟件專家”組成了協(xié)同團隊，他們構成了當前“大數(shù)據(jù)”深度應用的核心。
當然，這三個原因不說明工業(yè)大數(shù)據(jù)項目就沒有任何共性抓手。比如“端+云”的低成本海量時空數(shù)據(jù)存儲處理平臺、基于大數(shù)據(jù)的裝備壽命預測與可靠性分析平臺、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)與企業(yè)數(shù)據(jù)集成平臺等等，他們都是工業(yè)大數(shù)據(jù)的共性軟件工具。
2、實踐出真知
眾所周知，產品全生命周期的各個階段都會產生大數(shù)據(jù)。設計階段引入用戶社區(qū)數(shù)據(jù)，制造階段使用機床在線感知與測量數(shù)據(jù)，在市場營銷階段使用社交網(wǎng)絡數(shù)據(jù)……
上世紀90年代，羅爾斯·羅伊斯公司(Rolls-Royce)率先在發(fā)動機上嵌入傳感器，監(jiān)控其運行狀態(tài)，開創(chuàng)了以銷售飛行小時為標志性業(yè)務的服務型制造新模式。這些傳感器采集的機器數(shù)據(jù)便可對應GE和麥肯錫報告中所說的工業(yè)大數(shù)據(jù)的主體。
那么，裝備生命中期階段(MOL)機器數(shù)據(jù)又該如何應用呢？
“十二五”期間，清華大學與國內某裝備龍頭企業(yè)三一重工合作，共同研制裝備工況大數(shù)據(jù)平臺。隨著應用的深入，系統(tǒng)需要將工況數(shù)據(jù)的處理分析結果向企業(yè)服務(MRO)、制造(ERP)甚至設計(PLM)系統(tǒng)進行反饋，因此需要將這些系統(tǒng)與工業(yè)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)進行集成。
如果說互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務往往是全新的，工業(yè)大數(shù)據(jù)則需要與遺留的系統(tǒng)進行集成，甚至替換“舊”的系統(tǒng)，這是工業(yè)大數(shù)據(jù)項目區(qū)別于互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)項目的重要內容，在實踐中我們形成了“四階段”的切換方案。
一個例子是裝備時空監(jiān)管。企業(yè)在得到工況數(shù)據(jù)以后，首先是對裝備運營進行監(jiān)管。不同于傳統(tǒng)的運營監(jiān)管，在大數(shù)據(jù)技術支持下，運營是成套設備互相協(xié)同的運營。以攪拌站為例，通過收集位置數(shù)據(jù)、油位數(shù)據(jù)可以對攪拌車運輸?shù)倪^程進行優(yōu)化調度，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)是工程機械的核心系統(tǒng)之一，導致其發(fā)生故障的原因很多，比如密封套腐蝕、內壁刮花、密封環(huán)損壞、閥塊受損等等。但有了機器大數(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。
我們通過大規(guī)模比對開工指標，從典型取值、波動幅度、回傳密度多個維度進行分析，自動篩選與故障車輛關系密切的特征工況，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。
再通過引入互聯(lián)網(wǎng)上的行政區(qū)劃數(shù)據(jù)和歷年高鐵建設數(shù)據(jù)(企業(yè)外部數(shù)據(jù))，可以得出這樣一個結論，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。
還有一個例子是備件預測。通過大規(guī)模工況數(shù)據(jù)透視宏觀裝備應用情況，我們根據(jù)這些信息進行易損配件需求的預測，優(yōu)化調配相關服務資源。裝備開工情況也同樣可以反映出各地區(qū)宏觀經濟情況。
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)，蘊藏著巨大價值。例如，通過分析用戶使用數(shù)據(jù)改進產品、通過分析現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)提高加工水平、通過工況數(shù)據(jù)進行產品健康管理等。工業(yè)大數(shù)據(jù)的應用，將成為未來提升制造業(yè)生產力、競爭力、創(chuàng)新能力的關鍵要素，也是目前全球工業(yè)轉型必須面對的重要課題。
工業(yè)大數(shù)據(jù)剛剛起步，我們需要冷靜思考，堅持應用驅動，最終實現(xiàn)中國制造強國之夢。(來源：機器人產業(yè)雜志 編選：網(wǎng)經社）
