工業(yè)大數(shù)據(jù)是如何助力中國(guó)智造業(yè)發(fā)展的

當(dāng)前，全球主要國(guó)家掀起了新一輪以“信息技術(shù)與制造業(yè)融合”為共同特征的工業(yè)革命，加速發(fā)展新一代信息技術(shù)，并推動(dòng)其與全球工業(yè)系統(tǒng)的深入融合，以期搶占新一輪產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)。無(wú)論是歐美老牌國(guó)家制造業(yè)的重振，還是中國(guó)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型提升，工業(yè)大數(shù)據(jù)都將發(fā)揮不可替代的作用。

何為工業(yè)大數(shù)據(jù)

工業(yè)大數(shù)據(jù)是指在工業(yè)領(lǐng)域中，圍繞典型智能制造模式，從客戶(hù)需求到銷(xiāo)售、訂單、計(jì)劃、研發(fā)、設(shè)計(jì)、工藝、制造、采購(gòu)、供應(yīng)、庫(kù)存、發(fā)貨和交付、售后、服務(wù)、運(yùn)維、報(bào)廢或回收再制造等整個(gè)產(chǎn)品全生命周期各個(gè)環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的各類(lèi)數(shù)據(jù)及相關(guān)技術(shù)和應(yīng)用的總稱(chēng)，工業(yè)大數(shù)據(jù)以產(chǎn)品數(shù)據(jù)為核心，極大延展了傳統(tǒng)工業(yè)數(shù)據(jù)范圍，同時(shí)還包括工業(yè)大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)和應(yīng)用。

工業(yè)大數(shù)據(jù)具備雙重?cái)?shù)據(jù)，即價(jià)值屬性和產(chǎn)權(quán)屬性。一方面，通過(guò)工業(yè)大數(shù)據(jù)分析等關(guān)鍵技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等各個(gè)環(huán)節(jié)智能化水平的提升，滿(mǎn)足用戶(hù)定制化需求，提高生產(chǎn)效率并降低生產(chǎn)成本，為企業(yè)創(chuàng)造可量化的價(jià)值；另一方面，這些數(shù)據(jù)具有明確的權(quán)屬關(guān)系和資產(chǎn)價(jià)值，企業(yè)能夠決定數(shù)據(jù)的具體使用方式和邊界，數(shù)據(jù)產(chǎn)權(quán)屬性明顯。工業(yè)大數(shù)據(jù)的價(jià)值屬性實(shí)質(zhì)上是基于工業(yè)大數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、分析等關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)、運(yùn)維、服務(wù)過(guò)程中數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)價(jià)值的提升或變現(xiàn)；工業(yè)大數(shù)據(jù)的產(chǎn)權(quán)屬性則偏重于通過(guò)管理機(jī)制和管理方法幫助工業(yè)企業(yè)明晰數(shù)據(jù)資產(chǎn)目錄與數(shù)據(jù)資源分布，確定所有權(quán)邊界，為其價(jià)值的深入挖掘提供支撐。

工業(yè)大數(shù)據(jù)背景

在工業(yè)生產(chǎn)中，數(shù)據(jù)是不時(shí)生成的。生產(chǎn)機(jī)床的速度、能耗、溫度和濕度、熱發(fā)電機(jī)組的燃燒和燃燒、汽車(chē)的設(shè)備數(shù)據(jù)以及后勤隊(duì)伍的位置和速度都是生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)。

自從工業(yè)成為一個(gè)獨(dú)立于社會(huì)生產(chǎn)的范疇以來(lái)，工業(yè)生產(chǎn)的數(shù)據(jù)收集和使用范圍逐漸擴(kuò)大。由于泰勒是用秒表來(lái)計(jì)算工人用鏟子把煤送到鍋爐上的時(shí)間，所以它是對(duì)生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)的收集和使用，福特汽車(chē)的水化生產(chǎn)，汽車(chē)生產(chǎn)過(guò)程中工業(yè)數(shù)據(jù)的收集和工廠的使用。豐田的精益生產(chǎn)模式將數(shù)據(jù)的收集和使用擴(kuò)展到工廠和上下游供應(yīng)鏈；核電生產(chǎn)過(guò)程的完全自動(dòng)化將生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)的自動(dòng)化水平提高到更高的水平。

任何數(shù)據(jù)的收集和使用都是昂貴的，工業(yè)數(shù)據(jù)也不例外。然而，隨著信息技術(shù)、電子與數(shù)學(xué)技術(shù)、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(zhǎng)時(shí)間導(dǎo)航、高性?xún)r(jià)比、微型傳感器應(yīng)運(yùn)而生。在移動(dòng)數(shù)據(jù)通信的支持下，以物聯(lián)網(wǎng)為代表的新一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以隨時(shí)隨地采集和傳輸數(shù)據(jù)。以云計(jì)算為代表的新型數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)設(shè)施大大降低了工業(yè)數(shù)據(jù)處理的技術(shù)門(mén)檻和成本支出。以工業(yè)領(lǐng)域的SCADA系統(tǒng)為例，每個(gè)電網(wǎng)和化工企業(yè)在傳統(tǒng)模式下都需要建立一套成本超過(guò)1000萬(wàn)元的SCADA系統(tǒng)。如果采用云架構(gòu)模型，成本將降低70%以上。

社會(huì)需求的變化是最大的推動(dòng)力。在商品剩余經(jīng)濟(jì)時(shí)代，以個(gè)性化為代表的消費(fèi)文化使工業(yè)企業(yè)的產(chǎn)出最大程度地滿(mǎn)足個(gè)體需求。從服裝定制，車(chē)輛匹配，到T恤印花和個(gè)性化教育。

有兩種方法可以滿(mǎn)足個(gè)性化需求。以服裝定制為例，通過(guò)教師的尺、手、眼和經(jīng)驗(yàn)，確定服裝的裁剪和布局。這種模式稱(chēng)為仿真模式，難以保證個(gè)性化定制的效率和質(zhì)量、耗時(shí)和成本。另一種方法是數(shù)字模式，即通過(guò)開(kāi)發(fā)一套數(shù)據(jù)采集手段。前臺(tái)客戶(hù)代表測(cè)量并收集用戶(hù)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)發(fā)送回總部。結(jié)合原材料數(shù)據(jù)，將需求分解為生產(chǎn)過(guò)程動(dòng)作。最后，生產(chǎn)出符合定制要求的服裝。

當(dāng)然，工廠也會(huì)聘請(qǐng)高級(jí)碩士。他們的主要工作不是面對(duì)個(gè)別客戶(hù)的客制化需求，而是研究更好的生產(chǎn)流程，控制數(shù)據(jù)和流程分解。在這種模式下，效率和質(zhì)量得到保證，效率隨著生產(chǎn)線的擴(kuò)大而線性提高，一批專(zhuān)家組繼續(xù)研究和提高工藝能力。定制生產(chǎn)成本將大大降低。從發(fā)展趨勢(shì)的角度看，后一種數(shù)字模式的個(gè)性化生產(chǎn)將是未來(lái)的選擇。

國(guó)家政策是重要影響因素。德國(guó)工業(yè)已經(jīng)完成了工業(yè)自動(dòng)化的過(guò)程，在自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，以工業(yè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，引入云計(jì)算和人工智能技術(shù)來(lái)提高工業(yè)的智能化水平，以滿(mǎn)足社會(huì)對(duì)大規(guī)模定制生產(chǎn)的需求。美國(guó)擁有強(qiáng)大的云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)處理能力。在此基礎(chǔ)上，提出了一種通過(guò)大數(shù)據(jù)將單個(gè)設(shè)備、一條生產(chǎn)線和一家工廠的數(shù)據(jù)連接起來(lái)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)策略。挖掘工業(yè)服務(wù)業(yè)在診斷、預(yù)測(cè)、售后服務(wù)等方面的價(jià)值。

與德國(guó)和美國(guó)相比，中國(guó)處于工業(yè)自動(dòng)化和云計(jì)算領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)階段，因此建議中國(guó)制造2025計(jì)劃將通過(guò)工業(yè)化和信息集成的方式集成工業(yè)化和信息集成。制定一系列關(guān)鍵項(xiàng)目和推進(jìn)計(jì)劃。

工業(yè)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)和支柱，也是一國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力和競(jìng)爭(zhēng)力的重要標(biāo)志。

近年來(lái)，工業(yè)大數(shù)據(jù)作為我國(guó)“智能制造”和“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的關(guān)鍵技術(shù)支撐以及兩化融合的重要基礎(chǔ)備受關(guān)注。黨中央、國(guó)務(wù)院出臺(tái)了一系列“大數(shù)據(jù)”“兩化融合”“互聯(lián)網(wǎng)與制造業(yè)融合”等綜合性政策與指示，其中對(duì)工業(yè)大數(shù)據(jù)發(fā)展提出了明確的要求，全面指導(dǎo)我國(guó)工業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用及其標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。

從供給側(cè)看，工業(yè)大數(shù)據(jù)供給側(cè)能力持續(xù)提升，涌現(xiàn)出一批專(zhuān)精特新企業(yè)，成為推動(dòng)我國(guó)工業(yè)大數(shù)據(jù)發(fā)展的中堅(jiān)力量。一是由傳統(tǒng)工業(yè)制造企業(yè)數(shù)字化、軟件化、平臺(tái)化發(fā)展，出現(xiàn)了一批具有較強(qiáng)數(shù)據(jù)匯聚能力的衍生型企業(yè)，如航天云網(wǎng)、樹(shù)根互聯(lián)等；二是軟件企業(yè)向工業(yè)領(lǐng)域滲透，出現(xiàn)的技術(shù)型企業(yè)，如昆侖智匯、東方國(guó)信等企業(yè)在工業(yè)數(shù)據(jù)建模、分析處理等領(lǐng)域不斷突破核心技術(shù)；三是互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)積極進(jìn)入工業(yè)領(lǐng)域，如阿里推出“ET工業(yè)大腦”等產(chǎn)品和服務(wù)，騰訊推出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)“木屋云”平臺(tái)。

從需求側(cè)看，隨著智能制造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等國(guó)家戰(zhàn)略的逐一推進(jìn)，個(gè)性化定制、網(wǎng)絡(luò)化延伸以及智能化設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、服務(wù)等新模式不斷出現(xiàn)，對(duì)于工業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)、產(chǎn)品、平臺(tái)的需求不斷增大，為工業(yè)大數(shù)據(jù)提供了充足的應(yīng)用場(chǎng)景。

然而，在我國(guó)工業(yè)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展不斷優(yōu)化提升的同時(shí)，仍需要清楚認(rèn)識(shí)到我國(guó)工業(yè)大數(shù)據(jù)的仍存在物聯(lián)數(shù)據(jù)無(wú)法獲取、格式不統(tǒng)一，數(shù)據(jù)產(chǎn)權(quán)不清晰、數(shù)據(jù)壁壘難以打破，全產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)應(yīng)用不足等問(wèn)題。主要原因在于，第一，在我國(guó)國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件、高端物聯(lián)設(shè)備核心技術(shù)供給不足，而國(guó)外設(shè)備讀寫(xiě)不開(kāi)放，數(shù)據(jù)無(wú)法讀取或者格式多樣，無(wú)法直接利用；第二，面對(duì)體量大、分布廣、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、類(lèi)型多樣化的工業(yè)數(shù)據(jù)，目前工業(yè)行業(yè)整體數(shù)據(jù)資源管理水平不足，難以管理企業(yè)內(nèi)部和外部各類(lèi)數(shù)據(jù)，更無(wú)法充分分析和利用。第三，缺乏可用、好用、可信的工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，難以充分利用工業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈上下游的數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)人、機(jī)、物等各類(lèi)工業(yè)要素、工業(yè)業(yè)務(wù)流程以及產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)間更大范圍的實(shí)施鏈接與智能交互，推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)的資源優(yōu)化、協(xié)同制造和服務(wù)延伸。

近日，工信部發(fā)布《工業(yè)大數(shù)據(jù)發(fā)展指導(dǎo)意見(jiàn)（征求意見(jiàn)稿）》，為推進(jìn)工業(yè)大數(shù)據(jù)發(fā)展，逐步激活工業(yè)數(shù)據(jù)資源要素潛力，不斷提升數(shù)據(jù)治理和安全保障能力。工業(yè)大數(shù)據(jù)分析是利用統(tǒng)計(jì)學(xué)分析技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)等技術(shù)手段，結(jié)合業(yè)務(wù)知識(shí)對(duì)工業(yè)過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、計(jì)算、分析并提取其中有價(jià)值的信息、規(guī)律的過(guò)程。據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2019年中國(guó)工業(yè)大數(shù)據(jù)市場(chǎng)前景研究報(bào)告》顯示，2016年我國(guó)工業(yè)大數(shù)據(jù)市場(chǎng)規(guī)模突破150億元，保持增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)2019年市場(chǎng)規(guī)模將近500億元。到2022年，中國(guó)工業(yè)大數(shù)據(jù)市場(chǎng)規(guī)?；虺?22億元；2022年超1900億元。

工業(yè)大數(shù)據(jù)的實(shí)際指導(dǎo)

工業(yè)大數(shù)據(jù)是企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的重大變革。對(duì)于尚未完成工業(yè)化和信息化的工業(yè)企業(yè)來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)時(shí)代又來(lái)了，挑戰(zhàn)也很大。

產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)建設(shè)首先是思維的轉(zhuǎn)變，改變了以往以要素競(jìng)爭(zhēng)為主的產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)方式，進(jìn)入了以數(shù)據(jù)和創(chuàng)新競(jìng)爭(zhēng)為主的新的生產(chǎn)時(shí)代。其次，正如清華大學(xué)王建民教授所說(shuō)，“大工業(yè)數(shù)據(jù)沒(méi)有交鑰匙工程”，需要領(lǐng)導(dǎo)、管理、員工和相關(guān)人員共同參與并履行各自的職責(zé)，才能取得成功。

最后，工業(yè)數(shù)據(jù)建設(shè)抓住了兩塊木板作為突破口。一個(gè)是最長(zhǎng)的板，即找出產(chǎn)品（行業(yè)）最具競(jìng)爭(zhēng)力的地方，繼續(xù)深入挖掘潛在的數(shù)據(jù)價(jià)值，并圍繞這一領(lǐng)域的工業(yè)數(shù)據(jù)建立產(chǎn)品和服務(wù)能力；二是最短的板，哪里是影響工業(yè)企業(yè)發(fā)展、成本、市場(chǎng)、供應(yīng)鏈或能源消耗的痛點(diǎn)？在數(shù)據(jù)時(shí)代，尋找大數(shù)據(jù)機(jī)會(huì)的解決方案。