羅平

摘要：當前大數(shù)據(jù)主要應用的領(lǐng)域都集中在社會與商業(yè)行業(yè)中，其中包括銷售預判、客戶挖掘等。其所涉及的大數(shù)據(jù)均來自與人類行為有關(guān)的數(shù)據(jù)，而并不是機械設備所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。在現(xiàn)代工業(yè)時代中，自動化智能分析與物聯(lián)網(wǎng)的密切結(jié)合將會對現(xiàn)存的生產(chǎn)管理與運行方式產(chǎn)生顛覆式的改變。文章主要就工業(yè)大數(shù)據(jù)價值實現(xiàn)方式進行探析。

關(guān)鍵詞：工業(yè)大數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)挖掘；實現(xiàn)方式

引言

在經(jīng)濟全球化的現(xiàn)代社會中信息化自動化的發(fā)展已經(jīng)將早期發(fā)展的機械系統(tǒng)升級為高度智能的自動化系統(tǒng)。在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中，信息技術(shù)與社交網(wǎng)絡對產(chǎn)品創(chuàng)新、產(chǎn)品質(zhì)量、更新速度等因素有著直接的影響，其能夠及時調(diào)整生產(chǎn)節(jié)奏，實現(xiàn)機械設備的自我意識與預測，自我對比與維護。在這一環(huán)境中，工業(yè)大數(shù)據(jù)的價值實現(xiàn)是其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。

1.工業(yè)大數(shù)據(jù)的需求

信息化的制造業(yè)不單單需要追尋制造技術(shù)的改革與創(chuàng)新，而且還要給予更多的目光在制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中的重要環(huán)節(jié)——服務業(yè)。制造業(yè)與服務業(yè)之間的邊界逐漸模糊會推動與刺激制造業(yè)轉(zhuǎn)向服務化的方向。在這一情況下工業(yè)大數(shù)據(jù)的需求呼之欲出，其將會成為制造業(yè)改革轉(zhuǎn)型升級的重要因素[1]。

2.工業(yè)大數(shù)據(jù)的環(huán)境

機械設備在運作過程中所產(chǎn)生大量工業(yè)數(shù)據(jù)將會被收集、分析與存儲，同時還可以對機械設備產(chǎn)生的所有歷史數(shù)據(jù)進行挖掘與保存，通過整合歸類后形成大數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化平臺將海量的大數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)閷嵱玫男畔?。在信息時代中，海量的工業(yè)數(shù)據(jù)信息通過智能化的提煉后將會變?yōu)樯倭康年P(guān)鍵信息，其將會轉(zhuǎn)化成為有用的實際信息，這就是現(xiàn)代化工業(yè)的關(guān)鍵所在[2]。

3.工業(yè)大數(shù)據(jù)的服務化

3.1設備健康的自我評估

在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中，通過獲得的大數(shù)據(jù)以及相關(guān)算法，機械設備能夠就自己的運行健康以及其在物理環(huán)境中的表現(xiàn)進行評估[3]。機械設備開展的自我健康評估能夠真實、事實的反映機械設備的性能以及機械設備使用的健康水平。伴隨著新數(shù)據(jù)的不斷增加，關(guān)于機械設備監(jiān)控的數(shù)據(jù)也不斷變多，其保真度以及面對現(xiàn)實復雜工作的能力也將會隨之提高。機械設備在收集發(fā)出的數(shù)據(jù)后將會采用合理的數(shù)據(jù)挖掘方式，在對比機械設備的橫向數(shù)據(jù)與縱向數(shù)據(jù)的同時，對機械設備的健康開展自我評估。在預設算法的基礎(chǔ)上，對制定機械設備的健康信息評估也十分重要，只能控制將在數(shù)據(jù)庫中搜索有關(guān)的實用信息，然后再進行相應的健康評估。

3.2自我維護的決策分析

機械設備的設計、控制與決策的主要目的就是要實現(xiàn)生產(chǎn)目標，并且提高生產(chǎn)計劃以及設備維修、生產(chǎn)調(diào)度等的工作效率。通常來說，在現(xiàn)實生產(chǎn)過程中機械設備運行停機或機械設備出現(xiàn)故障一般都是由系統(tǒng)性能所導致的，其大大降低了設備的生產(chǎn)效率與運行效率。影響機械設備設備系統(tǒng)性能的重要關(guān)鍵因素包括減少非計劃停機時間，提升機械設備的運營效率；檢測影響生產(chǎn)的組件，提升系統(tǒng)有限資源的利用率，從而改善機械設備的應用效率。

3.3CPS架構(gòu)

CPS架構(gòu)即為Cyber-Physical Systems，其是一種通過結(jié)合傳感器數(shù)據(jù)以及機械設備機組的信息數(shù)據(jù)來實現(xiàn)自我意識與自我維護的方式。在CPS架構(gòu)下的策略能夠深度挖掘位于大數(shù)據(jù)中的有價值的信息。在工業(yè)大數(shù)據(jù)下CPS結(jié)構(gòu)的主要特點包括1）架構(gòu)的統(tǒng)一性。統(tǒng)一性可以對機械設備對機械設備狀況的建模，在CPS模式下系統(tǒng)能夠從特定的機械設備、與機械設備有關(guān)的其他機械設備以及工作人員的周圍環(huán)境等情況來挖掘歷史數(shù)據(jù)，并且通過與自身數(shù)據(jù)的對比來對自己的運行情況進行測評。2）自我意識與自我維護。要實現(xiàn)該模式首先要利用自學習PHM算法來實現(xiàn)。值得注意的是，PHM算法可能會遇到低強度以及無效處理的情況。3）智能決策系統(tǒng)維護。根據(jù)每個機械設備的實際運行狀態(tài)來實行平衡與補償工作，進而使得機械設備的性能可以達到最優(yōu)化的狀態(tài)[4]。

3.4工業(yè)大數(shù)據(jù)的監(jiān)測系統(tǒng)

在智能制造與工藝大數(shù)據(jù)環(huán)境下監(jiān)測系統(tǒng)是提供服務功能的，其能夠?qū)C械設備的運行狀態(tài)進行預測，進而減少停機時間。監(jiān)測系統(tǒng)能夠被應用于生產(chǎn)線中的信息流與供應鏈管理工作中，能夠幫助企業(yè)的產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營更加透明化，更加規(guī)范化的進行。另外，監(jiān)測系統(tǒng)的應用還能夠用于降低勞動力成本，并且還能夠給企業(yè)工作人員提供更加良好的環(huán)境。同時，監(jiān)測系統(tǒng)還能夠通過實現(xiàn)節(jié)能措施來降低企業(yè)的運營成本，進而實現(xiàn)完善檢測計劃與健全的供應鏈管理[5]。

4.工業(yè)大數(shù)據(jù)的價值實現(xiàn)方式

4.1生產(chǎn)和市場中實現(xiàn)量的積累

我國作為一個全球的制造業(yè)大國已經(jīng)形成了種類齊全，規(guī)模巨大的現(xiàn)代化工業(yè)體系，工業(yè)門類品種繁多，類別齊全，能夠形成大量的機械設備時常需求。伴隨著的市場經(jīng)濟的發(fā)展以及制造模式不斷朝著智能化、數(shù)據(jù)化的創(chuàng)新變動，我國的工業(yè)機器等智能自動化機械設備市場規(guī)模已經(jīng)實現(xiàn)了持續(xù)擴展與發(fā)展[6]。到目前為止，我國已經(jīng)投入生產(chǎn)線開展生產(chǎn)的機器大約占據(jù)了全世界總量的8%，全年的總裝機量的增長速度達到了19%，相對與全球9%的增長率，這一速度十分驚人。伴隨著國產(chǎn)機器自主開發(fā)與生產(chǎn)能力的不斷增長，以及國內(nèi)市場對國產(chǎn)機器的品牌的認可，國內(nèi)生產(chǎn)的工業(yè)機器的應用領(lǐng)域?qū)钠?、航空、軍事、電子制造等各種高端型產(chǎn)業(yè)逐漸轉(zhuǎn)向食品加工、金屬加工、五金加工等傳統(tǒng)行業(yè)。可以看出，智能生產(chǎn)應用已經(jīng)開始了普及推廣的步伐。例如，九江石化已經(jīng)開始建設智能工廠。不論是城市軌道交通、隧道施工開挖亦或是海洋工程設備等機械制造在智能裝備的自主設計創(chuàng)新、自主生產(chǎn)上得到了十分顯著的成果。在國內(nèi)，高鐵建設已經(jīng)全面開展，并且逐漸相連成為了國內(nèi)、國際經(jīng)濟帶上重要的交通工具。因此，可以預見工業(yè)生產(chǎn)、制造領(lǐng)域中的智能化應用與高端技術(shù)的領(lǐng)先發(fā)展將會使得我國工業(yè)大數(shù)據(jù)實現(xiàn)驚人的增長速度，給數(shù)據(jù)挖掘提供充分的資料與對象。圖1為2006-2017年國內(nèi)工業(yè)機器年安裝量統(tǒng)計預測圖.

圖12006-2017年國內(nèi)工業(yè)機器年安裝量統(tǒng)計預測圖（臺）

4.2改進數(shù)據(jù)質(zhì)量和數(shù)據(jù)管理短板

雖然相對于其他國家來說我國在數(shù)據(jù)數(shù)量與規(guī)模上占據(jù)了一定的優(yōu)勢。但是在數(shù)據(jù)的質(zhì)量與管理方面卻存在明顯的缺陷[7]。數(shù)據(jù)質(zhì)量方面，中國制造這一詞匯已經(jīng)被認定始終處于產(chǎn)業(yè)鏈末端的零部件組裝環(huán)境中，在產(chǎn)品核心價值的高端環(huán)節(jié)中沒有參與和控制的權(quán)利。而大數(shù)據(jù)的質(zhì)量將必然受到簡單制造流程的影響。同時，在大規(guī)模的人口時代，我國制造行業(yè)已經(jīng)延續(xù)了長時間的勞動密集型生產(chǎn)模式，所創(chuàng)造的工業(yè)價值十分依賴于人口的規(guī)模，并不是依賴機械設備的生產(chǎn)，因此對全產(chǎn)業(yè)鏈的管理與企業(yè)各個部門之間的資源協(xié)作共同并沒有強烈的意識。由于當前我國制造行業(yè)生產(chǎn)流程各個環(huán)節(jié)都是相互孤立的，因此難以保證各個階段的數(shù)據(jù)能夠相互共享利用。但是就目前國內(nèi)制造企業(yè)應用大數(shù)據(jù)的現(xiàn)狀來看，其主要還是停留在以內(nèi)部數(shù)據(jù)為主的狀態(tài)，大多停留在擴大數(shù)據(jù)來源，增加數(shù)據(jù)數(shù)量的階段，尚未性有效的應用規(guī)模。因此可以看出，我國在數(shù)據(jù)管理方面資產(chǎn)思維管理思維嚴重缺失，導致大數(shù)據(jù)價值無法有效發(fā)揮。

4.3分析創(chuàng)造獲得質(zhì)的突破

工業(yè)大數(shù)據(jù)不單單在數(shù)據(jù)規(guī)模上實現(xiàn)了突破，而且包含了聲音、圖像、符合等各種類型的數(shù)據(jù)，來源渠道廣泛、類別多樣復雜、實時生產(chǎn)、信息冗長，給信息價值挖掘增加了難度。要挖掘數(shù)據(jù)價值數(shù)據(jù)分析是十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一。先進科學的分析技術(shù)能夠?qū)?shù)據(jù)個體的內(nèi)在關(guān)系進行深入挖掘，進而獲得有價值的信息給企業(yè)決策提供依據(jù)。目前我國的大數(shù)據(jù)分析技術(shù)尚未成熟，也沒有形成壟斷機制，當前開展大數(shù)據(jù)技術(shù)集成研發(fā)與產(chǎn)品創(chuàng)新的初期成本十分低廉，給企業(yè)團隊在這一方面的突破與研究創(chuàng)造了更多的價值。

5.實現(xiàn)工業(yè)大數(shù)據(jù)應用創(chuàng)新建議

5.1變革傳統(tǒng)制造流程

工業(yè)企業(yè)是工業(yè)大數(shù)據(jù)的源頭，同時也是工業(yè)大數(shù)據(jù)應用的受益者。工業(yè)企業(yè)制造流程與大數(shù)據(jù)的質(zhì)量與應用效益有著直接的聯(lián)系。因此，工業(yè)企業(yè)應該對傳統(tǒng)制造行業(yè)的流程進行變革創(chuàng)新，不斷學習、引進先進的制造理念與思維，優(yōu)化原有的生產(chǎn)流程，打造能夠滿足工業(yè)大數(shù)據(jù)集成應用的生產(chǎn)模式[8]。政府方面可以支持部分有條件的企業(yè)先行建設示范工程，以引導勞動密集型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)向智能制造產(chǎn)業(yè)。

5.2建設行業(yè)特性的大數(shù)據(jù)標準體系

工業(yè)行業(yè)的大數(shù)據(jù)標準體系是工業(yè)大數(shù)據(jù)應用的重要基礎(chǔ)。雖然全球大數(shù)據(jù)標準化工作都處于初始化階段，但是能夠第一時間的組織力量與資源開展工業(yè)大數(shù)據(jù)標準，實現(xiàn)自主知識產(chǎn)權(quán)，對于推動我國工業(yè)大數(shù)據(jù)的發(fā)展有著決定性的作用。因此，國家可以頒布相關(guān)政策，允許部分行業(yè)與地方試行，率先探索我國工業(yè)大數(shù)據(jù)標準體系的建立。

5.3重視培養(yǎng)數(shù)據(jù)工程師

目前我國的工業(yè)企業(yè)，尤其是中小型工業(yè)企業(yè)大多都是將與大數(shù)據(jù)有關(guān)的工作外包給其他機構(gòu)進行。這些分析大數(shù)據(jù)的機構(gòu)大多為科技企業(yè)，對工業(yè)的全產(chǎn)業(yè)鏈的生產(chǎn)缺乏合理地把握，也不具備將大數(shù)據(jù)技術(shù)與工業(yè)生產(chǎn)緊密聯(lián)系的經(jīng)驗?；诖饲闆r，工業(yè)企業(yè)需要大力開展大數(shù)據(jù)技術(shù)培訓，與高校建立起緊密的合作關(guān)系，建立數(shù)據(jù)工程師培養(yǎng)平臺，培養(yǎng)打造能夠滿足企業(yè)發(fā)展需求的數(shù)據(jù)專業(yè)工程師，重點培養(yǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移工程師的理論學習與實踐操作應用上，為實現(xiàn)我國工業(yè)大數(shù)據(jù)價值提供保障。

6.結(jié)束語

德國作為傳統(tǒng)的制造行業(yè)強國為了應對新興的市場需求、新興的國家以及全球供應鏈的威脅，正在不斷努力調(diào)整原有的經(jīng)濟體系，創(chuàng)新改革傳統(tǒng)的制造業(yè)運行模式，以期維持其制造行業(yè)在國際上的領(lǐng)先位置。相對于發(fā)展中國家來說，中國與印度也開始積極的創(chuàng)新升級傳統(tǒng)的制造行業(yè)，以應對科技革命與發(fā)展帶來的挑戰(zhàn)。工業(yè)大數(shù)據(jù)的價值實現(xiàn)方式是一個重要的課題，需要我國制造行業(yè)予以足夠的重視，不斷培養(yǎng)創(chuàng)新型探索型人才，改善制造行業(yè)環(huán)境，優(yōu)化制造行業(yè)運行，從而最大程度的實現(xiàn)工業(yè)大數(shù)據(jù)的價值。（作者單位：中國人民大學）

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