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智慧制造云中大數(shù)據(jù)的實(shí)踐與思考

2017-03-22 18:01李伯虎
軟件和集成電路 2017年1期
關(guān)鍵詞:生命周期深度智慧

李伯虎

新的技術(shù)革命,新的產(chǎn)業(yè)變革正蓄勢(shì)待發(fā),目前,大家都認(rèn)為“互聯(lián)網(wǎng)+”人工智能的時(shí)代正在到來(lái)?;ヂ?lián)網(wǎng)是一種泛在互聯(lián)網(wǎng),包括傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)、天地一體化網(wǎng)、新一代互聯(lián)網(wǎng)等?!盎ヂ?lián)網(wǎng)+人工智能”核心技術(shù)的飛速發(fā)展正引發(fā)應(yīng)用領(lǐng)域(國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)計(jì)民生和國(guó)家安全等領(lǐng)域)新模式、新手段和新生態(tài)系統(tǒng)的重大變革。

當(dāng)然制造業(yè)也不例外,眾所周知,像德國(guó)工業(yè)4.0計(jì)劃、美國(guó)國(guó)家制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)(NNMI)計(jì)劃,以及中國(guó)制造2025、“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃,積極推動(dòng)制造業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)深度融合。那么這個(gè)核心問(wèn)題提出來(lái),實(shí)際上就是要發(fā)展智能制造的技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用。

我們這個(gè)團(tuán)隊(duì)在科技部領(lǐng)導(dǎo)下開(kāi)展了制造業(yè)信息化的工作,在2009年根據(jù)當(dāng)時(shí)的情況,我們率先提出了“云制造”理念,開(kāi)始了以網(wǎng)絡(luò)化、服務(wù)化1.0的研究實(shí)踐。認(rèn)識(shí)到這個(gè)時(shí)代的到來(lái)后,我們?cè)?012年開(kāi)始了智慧云制造的工作。

關(guān)于智慧云制造,有這么一段話(huà)——基于泛在網(wǎng)絡(luò),借助新興(大)制造技術(shù)、信息通信技術(shù)、智能科學(xué)技術(shù)及制造應(yīng)用領(lǐng)域技術(shù)等4類(lèi)技術(shù)深度融合的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化技術(shù)手段,構(gòu)成以用戶(hù)為中心的統(tǒng)一經(jīng)營(yíng)的智慧制造資源與能力的服務(wù)云(人/機(jī)/物/環(huán)境/信息互聯(lián)服務(wù)網(wǎng)),使用戶(hù)通過(guò)智慧終端及智慧云制造服務(wù)平臺(tái)便能隨時(shí)隨地按需獲取智慧制造資源與能力, 對(duì)制造全系統(tǒng)、全生命周期活動(dòng)(產(chǎn)業(yè)鏈)中的人、機(jī)、物、環(huán)境、信息進(jìn)行自主智慧地感知、互聯(lián)、協(xié)同、學(xué)習(xí)、分析、認(rèn)知、決策、控制與執(zhí)行,促使制造全系統(tǒng)及全生命周期活動(dòng)中的人/組織、經(jīng)營(yíng)管理、技術(shù)/設(shè)備(三要素)及信息流、物流、資金流、知識(shí)流、服務(wù)流(五流)集成優(yōu)化;形成一種基于泛在網(wǎng)絡(luò),用戶(hù)為中心,人/機(jī)/物/環(huán)境/信息融合,互聯(lián)化、服務(wù)化、協(xié)同化、個(gè)性化(定制化)、柔性化、社會(huì)化的智慧制造新模式和”泛在互聯(lián)、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、共享服務(wù)、跨界融合、自主智慧、萬(wàn)眾創(chuàng)新”的新業(yè)態(tài);進(jìn)而高效、優(yōu)質(zhì)、節(jié)省、綠色、柔性地制造產(chǎn)品和服務(wù)用戶(hù),提高企業(yè)(或集團(tuán))的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。

這里面,我們對(duì)智慧云的模式、手段、業(yè)態(tài)、特征、實(shí)施內(nèi)容和目標(biāo)做了明確規(guī)定,并體現(xiàn)了三種深度融合:以用戶(hù)為核心的人、機(jī)、物、環(huán)境信息深度融合;數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的深度融合;工業(yè)化與信息化的深度融合。智慧云制造特別體現(xiàn)在,基于大數(shù)據(jù)的一種并行、協(xié)同、實(shí)時(shí)、互聯(lián)、智能地一種創(chuàng)新。

根據(jù)這樣一個(gè)理念所構(gòu)成的系統(tǒng),我們把它叫做智慧云制造系統(tǒng),或者叫智慧制造云,或工業(yè)云,或工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。這樣一個(gè)系統(tǒng)首先要提出概念模型,包含三部分:一個(gè)是智慧制造的資源、能力和產(chǎn)品;第二就是智慧制造云;第三個(gè)就是制造的全生命周期的應(yīng)用。一個(gè)核心就是智慧云制造的平臺(tái),有三類(lèi)人員——服務(wù)的提供者、服務(wù)使用者和云的應(yīng)用者。作為一個(gè)企業(yè),可以兼顧三者。

在這樣一個(gè)概念模型下,我們提出整個(gè)體系結(jié)構(gòu),智慧云制造系統(tǒng)實(shí)質(zhì)是一種基于泛在網(wǎng)絡(luò)及其組合的、人/機(jī)/物/環(huán)境/信息深度融合的、提供智慧制造資源與智慧能力隨時(shí)隨地按需服務(wù)的智慧制造服務(wù)互聯(lián)系統(tǒng)。它就是 一種“互聯(lián)網(wǎng)(云)+智慧制造資源與能力”的人/機(jī)/物/環(huán)境/信息的智慧互聯(lián)制造系統(tǒng)。

關(guān)于大數(shù)據(jù)的情況,首先要談及制造云中間大數(shù)據(jù)的來(lái)源,這里面包括制造全生命周期的數(shù)據(jù)、企業(yè)經(jīng)營(yíng)的管理數(shù)據(jù)和技術(shù)產(chǎn)品設(shè)備的數(shù)據(jù)。我們可以把它分成結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化和半結(jié)構(gòu)化,或者是混合結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù),也可以從頻度來(lái)分,有靜態(tài)的、動(dòng)態(tài)的和實(shí)時(shí)的。

智慧制造云對(duì)大數(shù)據(jù)很重要,我們有六大類(lèi)技術(shù)作支撐。這六大類(lèi)技術(shù)簡(jiǎn)單說(shuō),在智慧制造云里面對(duì)大數(shù)據(jù)能夠進(jìn)行清洗,能夠?qū)崿F(xiàn)海量數(shù)據(jù)分布式的存儲(chǔ),以及對(duì)各類(lèi)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的快速訪(fǎng)問(wèn)。大數(shù)據(jù)的分析要求它以應(yīng)用目標(biāo)為導(dǎo)向,找出相應(yīng)的特殊算法,以及模型??梢暬軌蚓C合處理顯示多緯度數(shù)據(jù),進(jìn)行強(qiáng)烈的交互,而對(duì)多類(lèi)型標(biāo)準(zhǔn)的需求十分迫切。安全隱私保護(hù)、追溯保護(hù),特別是商業(yè)安全,也尤為重要。

還有很重要的一個(gè)方面是云化,數(shù)據(jù)的云化叫DaaS,有些數(shù)據(jù)在模型里通過(guò)SaaS提供服務(wù),這里面涉及高性能技術(shù)、云處理等等。數(shù)據(jù)分析對(duì)歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的描述、規(guī)定、預(yù)測(cè)進(jìn)行分析,里面采用分布式計(jì)算引擎、各種各樣的智能算法,包括機(jī)器學(xué)習(xí)和交互式分析。在可視化方面,我們可以做出設(shè)備健康的曲線(xiàn)、設(shè)備多維的智能預(yù)警以及制造活動(dòng)的趨勢(shì)預(yù)測(cè)等等。根據(jù)我們目前的平臺(tái)和技術(shù)體系,目前有很多應(yīng)用范例,如航天電纜數(shù)據(jù)化設(shè)計(jì)、醫(yī)藥研發(fā)的數(shù)據(jù)化的設(shè)計(jì)。

通過(guò)我們的實(shí)踐,大數(shù)據(jù)的確是一種戰(zhàn)略資源,它是智慧制造的一個(gè)基礎(chǔ)。它的研究和實(shí)踐,我覺(jué)得應(yīng)該重視基礎(chǔ)理論、算法、決策分析問(wèn)題的持續(xù)研究。重視大數(shù)據(jù)不能光靠大數(shù)據(jù),人工智能技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)等都需要進(jìn)行深度融合。我們還應(yīng)重視大數(shù)據(jù)制造全生命周期各種各樣活動(dòng)的管理模式手段技術(shù),重視共享經(jīng)濟(jì)的商業(yè)模式研究,,重視安全技術(shù)和相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。

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