工業(yè)大數(shù)據(jù)實(shí)踐與思考

GE想讓機(jī)器變得更有“智慧”。而要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，靠的是數(shù)據(jù)模型與數(shù)據(jù)分析。

早在2012年，GE就已將目光瞄準(zhǔn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)，率先提出要依靠機(jī)器與設(shè)備間的互聯(lián)互通及分析軟件，打造智能機(jī)器，實(shí)現(xiàn)人、機(jī)器和數(shù)據(jù)的無縫協(xié)作。

同年，麥肯錫報(bào)告也揭示了一個(gè)相關(guān)事實(shí)，即在虛擬經(jīng)濟(jì)占據(jù)主導(dǎo)地位的美國，其工業(yè)界蘊(yùn)含的數(shù)據(jù)總量卻是最大，也最具價(jià)值。

那么如何解讀工業(yè)大數(shù)據(jù)，可從產(chǎn)生背景、價(jià)值創(chuàng)造和工程實(shí)踐三方面考量。

“跨界”整合數(shù)據(jù)

工業(yè)大數(shù)據(jù)已成為新一輪產(chǎn)業(yè)革命的重要?jiǎng)恿Α?/p>

為什么提出工業(yè)大數(shù)據(jù)，源于四個(gè)方面：一是數(shù)字化裝備和產(chǎn)品的普及，二是裝備和產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)化聯(lián)接的普及，三是企業(yè)向服務(wù)型制造的轉(zhuǎn)型，四是“從搖籃到搖籃”再制造的必然要求。

無論是德國提出的“工業(yè)4.0”，還是美國定義的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”，大數(shù)據(jù)在其中都發(fā)揮著重要作用。IBM認(rèn)為，工業(yè)4.0是大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智能制造，無數(shù)據(jù)不智能。GE表示，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)最重要的就是數(shù)據(jù)分析，未來每一家工業(yè)企業(yè)也必須是一家軟件企業(yè)，有了軟件必然會(huì)有數(shù)據(jù)。

工業(yè)大數(shù)據(jù)是以工業(yè)、工業(yè)產(chǎn)品為主體，這些數(shù)據(jù)源于產(chǎn)品生命周期的各個(gè)環(huán)節(jié)，涵蓋三個(gè)重要階段——開發(fā)制造階段（即 Beginning of Life ）、使用維護(hù)階段（即 Middle of Life ）及回收利用階段（即 End of Life ）。其中，第一階段和第二階段的分離點(diǎn)是產(chǎn)品交付用戶的時(shí)刻，第二階段和第三階段的分離點(diǎn)則是產(chǎn)品退役時(shí)刻。

在產(chǎn)品生命周期中，包括市場(chǎng)、設(shè)計(jì)、制造、服務(wù)、再利用等各個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)，“全”生命周期匯合起來的數(shù)據(jù)更大。當(dāng)然，企業(yè)外、產(chǎn)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。

認(rèn)識(shí)工業(yè)大數(shù)據(jù)必須從信息時(shí)代發(fā)展變遷的視角去權(quán)衡。從傳統(tǒng)工業(yè)IT到GE強(qiáng)調(diào)的OT（Operation Technology）概念，再到DT（Data Technology）時(shí)代，工業(yè)大數(shù)據(jù)實(shí)際是三流合一，整合的是IT時(shí)代信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)、OT時(shí)代以機(jī)器為主體的數(shù)據(jù)，及DT時(shí)代網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)價(jià)值創(chuàng)造

拉力戰(zhàn)神——Rally Fighter這款車的誕生就是工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用的一個(gè)典型實(shí)例。這款車的制造商Local Motors是一家規(guī)模不大的網(wǎng)站，之所以能夠生產(chǎn)出這樣一款跑車與越野車完美融合的產(chǎn)品，依靠的是來自全球約三萬多個(gè)研發(fā)人員提供的一萬多個(gè)設(shè)計(jì)方案，從中尋找最優(yōu)方案，繼而生產(chǎn)制造。這種模式正是馬云當(dāng)年稱之為C2B的制造模式。

這個(gè)案例可以窺得互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代數(shù)據(jù)的力量。

制造業(yè)采購環(huán)節(jié)的大數(shù)據(jù)應(yīng)用也能夠幫忙企業(yè)提升其供應(yīng)鏈體系競(jìng)爭(zhēng)力。以長(zhǎng)安汽車為例，其對(duì)生產(chǎn)供應(yīng)鏈的高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)、高嚴(yán)格把控，使其在2015年躍居中國品牌價(jià)值評(píng)價(jià)汽車行業(yè)第一名。

長(zhǎng)安汽車總裁朱華榮在多個(gè)場(chǎng)合多次強(qiáng)調(diào)，采購工作要嚴(yán)格成本管控，做好資源儲(chǔ)備，杜絕零部件保供風(fēng)險(xiǎn)。而在采購環(huán)節(jié)真正的貨比三家，依靠的是數(shù)據(jù)，是來自網(wǎng)絡(luò)渠道更廣泛的數(shù)據(jù)，基于長(zhǎng)安汽車強(qiáng)大的云計(jì)算平臺(tái)操作控件。

運(yùn)行大數(shù)據(jù)的應(yīng)用也已有了成功實(shí)例。澳大利亞力拓集團(tuán)通過持續(xù)監(jiān)測(cè)位于澳大利亞、蒙古和美國礦井，集成20個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行專業(yè)分析，同時(shí)通過管理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、操作日志、控制系統(tǒng)、視頻數(shù)據(jù)以及維護(hù)日志，獲得大量數(shù)據(jù)。這些運(yùn)行數(shù)據(jù)可用于優(yōu)化礦石篩分過程，提高銅礦和金礦產(chǎn)量；識(shí)別異常情況，輔助現(xiàn)場(chǎng)決策；加快物流效率，減少成本損失。每年可為一個(gè)礦井帶來一百萬美元以上的年收益。

工況大數(shù)據(jù)實(shí)踐

目前，我國在裝備工況大數(shù)據(jù)平臺(tái)應(yīng)用方面已經(jīng)初有成效?！笆濉逼陂g，國內(nèi)裝備龍頭企業(yè)已經(jīng)開始建設(shè)裝備工況大數(shù)據(jù)平臺(tái)。隨著應(yīng)用的深入，需將工況數(shù)據(jù)的處理分析結(jié)果，向企業(yè)服務(wù)、制造甚至設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行反饋，因此需要替換部分原有的關(guān)系數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。

與遺留系統(tǒng)進(jìn)行集成，甚至替換“舊”系統(tǒng)，是工業(yè)大數(shù)據(jù)項(xiàng)目區(qū)別于互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)項(xiàng)目的重要內(nèi)容，因?yàn)榛ヂ?lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)往往是“全新的”。在具體實(shí)踐中，我們形成了 “ 四階段 ” 切換方案——即切入準(zhǔn)備、寫入接口切換、查詢接口切換、原數(shù)據(jù)庫切出。

以三一工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)為例，我們現(xiàn)已真正解決了生產(chǎn)系統(tǒng)與其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)和切換問題。目前，有將近二十萬臺(tái)設(shè)備（六萬臺(tái)活躍設(shè)備）已實(shí)現(xiàn)接入，其監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)都可傳到我們的工況大數(shù)據(jù)平臺(tái)上來。

在得到工況數(shù)據(jù)以后，首先我們可對(duì)裝備運(yùn)營進(jìn)行監(jiān)管，不同于傳統(tǒng)的運(yùn)營監(jiān)管，在大數(shù)據(jù)技術(shù)支持下，運(yùn)營是成套設(shè)備互相協(xié)同的運(yùn)營，例如：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(duì)攪拌車運(yùn)輸?shù)倪^程進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，從而避免擁堵、減少等待、降低能耗。

再舉個(gè)例子，我們知道液壓系統(tǒng)是工程機(jī)械的核心系統(tǒng)之一，導(dǎo)致故障的原因很多，如密封套腐蝕、內(nèi)壁刮花、密封環(huán)損壞，閥塊受損等。有了工況大數(shù)據(jù)就可以尋找更深層次的原因。

我們可以通過大規(guī)模比對(duì)開工指標(biāo)，從典型取值、波動(dòng)幅度、回傳密度多個(gè)維度進(jìn)行分析，自動(dòng)搜索推薦與故障車輛關(guān)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(guān)。

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(shè)數(shù)據(jù)（企業(yè)外部數(shù)據(jù)），可以得出這樣一個(gè)結(jié)論：這些典型故障均發(fā)生在2012年～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。此外，通過大規(guī)模工況數(shù)據(jù)我們還可透視宏觀裝備應(yīng)用情況，根據(jù)這些信息進(jìn)行易損配件需求的預(yù)測(cè)，優(yōu)化調(diào)配我們的服務(wù)資源。當(dāng)然，裝備開工情況，也反映了各地區(qū)宏觀經(jīng)濟(jì)情況。

總之，工業(yè)大數(shù)據(jù)是推動(dòng)工業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新的重要途徑，在我國工業(yè)大數(shù)據(jù)剛剛起步階段，需冷靜思考，堅(jiān)持應(yīng)用驅(qū)動(dòng)，邁向中國制造強(qiáng)國之路。

相關(guān)鏈接

工業(yè)大數(shù)據(jù)不是“交鑰匙”工程

王建民指出，目前工業(yè)大數(shù)據(jù)不存在“交鑰匙”工程，原因如下所述。

第一，工業(yè)大數(shù)據(jù)項(xiàng)目主要不是針對(duì)“現(xiàn)有業(yè)務(wù)”，而是針對(duì)“未來業(yè)務(wù)”、“創(chuàng)新業(yè)務(wù)”的，其魅力在于創(chuàng)新性、不確定性；第二，工業(yè)大數(shù)據(jù)現(xiàn)在還處于“科學(xué)”階段，人們對(duì)數(shù)據(jù)價(jià)值的“提取”方法、技術(shù)與工具尚不成熟，特別是以物理規(guī)律發(fā)現(xiàn)為目標(biāo)的工業(yè)大數(shù)據(jù)處理更是剛剛起步；第三，人們普遍認(rèn)同的“領(lǐng)域?qū)＜摇?、“統(tǒng)計(jì)專家”和“軟件專家”組成的協(xié)同團(tuán)隊(duì)，是當(dāng)前“大數(shù)據(jù)”深度應(yīng)用的有效方法。

當(dāng)然，這并非意味著工業(yè)大數(shù)據(jù)項(xiàng)目沒有任何共性抓手，比如，“端 + 云”的低成本海量時(shí)空數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理平臺(tái)、基于大數(shù)據(jù)的裝備壽命預(yù)測(cè)與可靠性分析平臺(tái)以及互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)與企業(yè)數(shù)據(jù)集成平臺(tái)等，都是具有共性的工業(yè)大數(shù)據(jù)“軟件工具”。