工業(yè)4.0與大數(shù)據(jù)應用：一場不見硝煙的戰(zhàn)爭

工業(yè)4.0與大數(shù)據(jù)應用：一場不見硝煙的戰(zhàn)爭

李杰

美國辛辛那提大學特聘教授李杰在工業(yè)大數(shù)據(jù)及工業(yè)4.0等領(lǐng)域有著豐富的理論基礎(chǔ)和實戰(zhàn)經(jīng)驗。他從西方經(jīng)濟學的視角為我們分析了工業(yè)4.0的思想精髓，并用多個實例闡述了大數(shù)據(jù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造和提升。

工業(yè)4.0 有何不同？

人們談到工業(yè)轉(zhuǎn)型帶來的變革時，往往容易看到其代表性的技術(shù)特征，而忽視促使其轉(zhuǎn)型的最原始的驅(qū)動力，即對于新價值創(chuàng)造的永恒追求。

李杰表示，如果說前三次工業(yè)革命從機械化、規(guī)?；?、標準化和自動化等方面大幅提高了生產(chǎn)力，那么工業(yè)4.0與它們的區(qū)別就在于：不再以制造端的生產(chǎn)力需求為起點，而將用戶端的價值需求作為整個產(chǎn)業(yè)鏈的出發(fā)點；改變以往的工業(yè)價值鏈的模式，從用戶端的價值需求出發(fā)提供定制化的產(chǎn)品和服務(wù)，并以此作為整個產(chǎn)業(yè)鏈的共同目標，使整個產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)實現(xiàn)協(xié)同優(yōu)化。歸結(jié)其本質(zhì)，李杰表示，是工業(yè)視角的轉(zhuǎn)變。

工業(yè)4.0有三個支撐點：一是制造本身的價值化。不僅是做好產(chǎn)品，還要將產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的浪費降到最低，實現(xiàn)設(shè)計、制造過程與用戶需求相配合；二是系統(tǒng)的“自省 (Self-Aware)”功能。讓系統(tǒng)在制造過程中根據(jù)產(chǎn)品加工狀況的改變自動進行調(diào)整，在原有的自動化基礎(chǔ)上實現(xiàn)系統(tǒng)的“自省”；三是在整個制造過程中實現(xiàn)零故障、零隱患、零意外、零污染。

事實上，在現(xiàn)今的制造系統(tǒng)中，有許多無法被定量、無法被決策者掌握的不確定因素，這些因素既存在于制造過程中，也存在于使用過程中。分析前三次工業(yè)革命，可以看到主要解決的都是可見的問題，如避免產(chǎn)品缺陷、避免加工失效等。這些問題由于可見、可測量，往往比較容易加以避免和解決。而不可見的問題通常表現(xiàn)為設(shè)備的性能下降、健康衰退、零部件磨損、運行風險升高等。這些因素由于很難通過測量被量化呈現(xiàn)，便成為了生產(chǎn)中不可控的風險，因此，工業(yè)4.0所關(guān)注點就是這些不可見因素如何避免和透明呈現(xiàn)。

據(jù)李杰分析，工業(yè)4.0的另一個特點就是制造過程和制造價值向使用過程的延伸，不僅關(guān)注產(chǎn)品制造，還應關(guān)心如何去使用好這個產(chǎn)品，實現(xiàn)產(chǎn)品價值的最大化。產(chǎn)品的創(chuàng)新和價值的創(chuàng)造不再僅僅以滿足用戶可見的需求為導向，而且要利用用戶的使用數(shù)據(jù)創(chuàng)建使用情景模擬，從情景模擬中找到用戶需求的缺口（GAP），這些缺口我們稱之為“不可見的需求”，對此即便是用戶自己都很難意識到。

用數(shù)據(jù)挖掘市場價值

工業(yè)4.0時代的市場競爭會從以往滿足客戶可見的需求向?qū)ふ矣脩粜枨蟮娜笨谵D(zhuǎn)變。以往我們將產(chǎn)品賣給客戶之后就幾乎到達了生產(chǎn)價值鏈的終點，然而工業(yè)4.0時代將價值鏈進一步延伸：以產(chǎn)品作為服務(wù)的載體，以使用數(shù)據(jù)作為服務(wù)的媒介，在使用過程中不斷挖掘用戶需求的缺口，并利用數(shù)據(jù)挖掘所產(chǎn)生的

信息為用戶創(chuàng)造價值。

李杰還舉例說明了數(shù)據(jù)的價值。比如對于制衣業(yè)而言，大多數(shù)制衣店在給用戶量體時都在固定的姿勢下進行，而沒有考慮用戶在動態(tài)情況下的舒適程度。若消費者是一個教師，會經(jīng)常抬手在黑板上寫字，手臂的運動幅度就會很大，手肘和腋下部分就需要加大彈性。由此看來，未來的量體應該是動態(tài)的，讓消費者穿上特制的衣服后按照習慣隨意活動，借由衣服上的傳感器自動記錄關(guān)鍵位置的應力情況，根據(jù)這些數(shù)據(jù)制作更加合體的衣服。

這些在過去看來都是天方夜譚的事情，隨著智能傳感和3D視覺技術(shù)的成熟，目前已觸手可及?？萍歼M步帶動了商業(yè)與服務(wù)模式的轉(zhuǎn)變。

從案例分析看，數(shù)據(jù)依然是為用戶提供定制化產(chǎn)品最重要的媒介，工業(yè)4.0時代的制造將通過數(shù)據(jù)把終端用戶與制造系統(tǒng)相連接，這些數(shù)據(jù)將自動決定生產(chǎn)系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的決策，實現(xiàn)生產(chǎn)上下游環(huán)環(huán)相扣的整合，人的工作難度將被大大降低，在這種模式下工廠的組織構(gòu)架將趨于扁平，生產(chǎn)資源的利用也將更加優(yōu)化。

工業(yè)4.0時代的市場競爭向?qū)ふ矣脩粜枨蟮娜笨谵D(zhuǎn)變。

發(fā)現(xiàn)價值缺口

工業(yè)4.0不僅僅是制造業(yè)的革命，而是一場更為深刻的變革，包括創(chuàng)新模式、商業(yè)模式、服務(wù)模式、產(chǎn)業(yè)鏈和價值鏈都將改變。制造業(yè)的革命只是工業(yè)4.0實現(xiàn)的基礎(chǔ)條件，其最根本的驅(qū)動力來自于商業(yè)模式與智能服務(wù)體系的創(chuàng)新技術(shù)變革，這兩者才是未來工業(yè)界競爭的關(guān)鍵。

事實上，德國對工業(yè)4.0的定義僅僅體現(xiàn)了制造革命，并非是工業(yè)革命。這并不是去否定制造革命的重要性，如果制造系統(tǒng)不產(chǎn)生深刻變革，一切商業(yè)模式的創(chuàng)新都無異于空中樓閣。

李杰表示，若將制造系統(tǒng)比作工業(yè)4.0的“蛋黃”，人們在把“蛋黃”做好的同時也要努力把“蛋白”做大。老子云：“有之以為利，無之以為用”，如果拿一個杯子來做比喻，杯子當中看似“無”的空間才是容納水的地方，才是價值真正的載體。中國的制造業(yè)一定要學會分析和使用杯子里面的價值：制造設(shè)備雖然是德國人生產(chǎn)的，但是我們要更懂得如何使用。我們的工廠雖然用的是德國人的設(shè)備，但是中國企業(yè)若通過對使用數(shù)據(jù)的分析實現(xiàn)勝過德國工廠的高效、高質(zhì)量、低成本和低污染，那么德國人就要反過來向中國人學習如何使用設(shè)備去創(chuàng)造價值。

發(fā)現(xiàn)用戶價值的缺口、發(fā)現(xiàn)和管理不可見的問題、實現(xiàn)無憂的生產(chǎn)環(huán)境，以及為用戶提供定制化的產(chǎn)品和服務(wù)，這些都離不開對數(shù)據(jù)的分析挖掘。中國不僅僅是制造大國，更是世界第一大使用大國，無論是制造設(shè)備還是終端消費品，中國都擁有最龐大的使用數(shù)據(jù)?，F(xiàn)實來看，這些數(shù)據(jù)并沒有被很好地分析、利用，因此，它們也還只是“潛力”，并沒有成為真正的“競爭力”。

在李杰看來，未來工業(yè)界的機會空間可以被分為四個部分：第一個部分是滿足用戶可見的需求和解決可見的問題，這個空間內(nèi)依然有中國制造需要補的課，比如質(zhì)量、污染和浪費等問題，需要的是持續(xù)的改善與不斷完善的標準化。第二個部分在于避免可見的問題，需要從使用數(shù)據(jù)中挖掘新的知識為原有生產(chǎn)系統(tǒng)和產(chǎn)品增加價值。第三個部分在于利用創(chuàng)新的方法與技術(shù)去解決未知的問題，如具有自省能力的設(shè)備，以及利用智能手環(huán)管理睡眠質(zhì)量等例子都是使不可見的問題透明化，進而去加以管理和解決不可見的問題。第四個部分是尋找和滿足不可見的價值缺口，避免不可見因素的影響，這部分需要利用數(shù)據(jù)分析產(chǎn)生的智能信息去創(chuàng)造新的知識和價值，這也是工業(yè)4.0的最終目標。