工業(yè)大數(shù)據(jù)助力制造企業(yè)跨界運(yùn)營(yíng)

在制造業(yè)的利潤(rùn)越來(lái)越低的情況下，工業(yè)大數(shù)據(jù)可以為企業(yè)帶來(lái)新的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)。

近200年的世界工業(yè)史表明，一個(gè)國(guó)家的制造業(yè)產(chǎn)值在國(guó)民生產(chǎn)總值中所占的比例，在從低收入國(guó)家到高收入國(guó)家進(jìn)程中形成了一條“苦笑曲線”。這就意味著隨著一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不斷提高，一些資源勢(shì)必要從傳統(tǒng)制造領(lǐng)域釋放出來(lái)，從第二產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)向第三產(chǎn)業(yè)，這就催生了生產(chǎn)型服務(wù)業(yè)。今天，在制造業(yè)的利潤(rùn)越來(lái)越低的情況下，工業(yè)大數(shù)據(jù)可以幫助企業(yè)進(jìn)行跨界運(yùn)營(yíng)，為企業(yè)帶來(lái)新的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)。

正確認(rèn)識(shí)工業(yè)大數(shù)據(jù)

工業(yè)大數(shù)據(jù)，是指與工業(yè)領(lǐng)域相關(guān)的海量數(shù)據(jù)。2012年，美國(guó)通用電氣公司率先明確了“工業(yè)大數(shù)據(jù)”的概念。同年，麥肯錫公司的報(bào)告中給出了一個(gè)有趣的事實(shí)：在虛擬經(jīng)濟(jì)占主導(dǎo)地位的美國(guó)，其工業(yè)界蘊(yùn)含的數(shù)據(jù)總量是最大的，甚至超過(guò)了互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)。事實(shí)上，工業(yè)大數(shù)據(jù)不是一件新鮮事，至少工業(yè)數(shù)據(jù)不是一件新鮮事。工業(yè)界很早就重視數(shù)據(jù)分析，希望通過(guò)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)客觀規(guī)律，優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程。

近幾年，很多企業(yè)都急于搭上“工業(yè)大數(shù)據(jù)”這趟快車(chē)，然而在現(xiàn)實(shí)中遇到了很多的問(wèn)題，也存在以下一些誤區(qū)。

誤區(qū)一 工業(yè)大數(shù)據(jù)等同于消費(fèi)大數(shù)據(jù)

大數(shù)據(jù)塑造制造業(yè)的微笑曲線

工業(yè)大數(shù)據(jù)對(duì)于準(zhǔn)確率的要求遠(yuǎn)甚于消費(fèi)大數(shù)據(jù)。工業(yè)大數(shù)據(jù)最核心的問(wèn)題是分析結(jié)果的可靠性，即分析結(jié)論上的因果關(guān)系。在消費(fèi)大數(shù)據(jù)上，如互聯(lián)網(wǎng)廣告推薦能達(dá)到2%的轉(zhuǎn)化率，就是搜索引擎的最好水平。但是，這一數(shù)據(jù)在工業(yè)領(lǐng)域顯然遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，2%的可靠性是無(wú)人敢用的。在工業(yè)領(lǐng)域，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確率需要達(dá)到99.9%，甚至更高，否則就會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失乃至安全事故的發(fā)生。

誤區(qū)二 采集的數(shù)據(jù)越多越好

對(duì)于企業(yè)而言，機(jī)器采集的數(shù)據(jù)有時(shí)候是一個(gè)災(zāi)難，因?yàn)椴皇瞧髽I(yè)采集的所有數(shù)據(jù)都是有用的。不產(chǎn)生價(jià)值的數(shù)據(jù)就是垃圾，對(duì)于企業(yè)而言就是負(fù)擔(dān)。企業(yè)在收集數(shù)據(jù)之前，首要任務(wù)是確定業(yè)務(wù)目標(biāo)，在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析之前，要給數(shù)據(jù)畫(huà)像，弄明白自己到底需要什么樣的數(shù)據(jù)。

誤區(qū)三 有了大數(shù)據(jù)就不再需要流程

眾所周知，梳理業(yè)務(wù)流程是企業(yè)信息化的基礎(chǔ)工作。業(yè)務(wù)流程規(guī)定了達(dá)到某一業(yè)務(wù)目標(biāo)所要執(zhí)行的必要的業(yè)務(wù)活動(dòng)，直接體現(xiàn)了企業(yè)創(chuàng)造價(jià)值的業(yè)務(wù)邏輯，即我們常說(shuō)的流程驅(qū)動(dòng)。今天有些人認(rèn)為流程驅(qū)動(dòng)過(guò)時(shí)了，一切都要數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)。這種觀點(diǎn)存在一定的片面性，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)核心是通過(guò)數(shù)據(jù)獲得知識(shí)從而驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)流程中的決策節(jié)點(diǎn)，如供應(yīng)商選擇、故障診斷等，而傳統(tǒng)信息傳遞與組織運(yùn)行，即將正確的信息在正確的時(shí)間送給正確的人，仍然需要業(yè)務(wù)流程驅(qū)動(dòng)。

塑造制造業(yè)微笑曲線

工業(yè)大數(shù)據(jù)究竟從哪里來(lái)？總體上來(lái)講，工業(yè)大數(shù)據(jù)來(lái)源于加速累加的三個(gè)階段：20世紀(jì)60年代開(kāi)始的企業(yè)信息化，20世紀(jì)90年代開(kāi)始的企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)化，以及21世紀(jì)初開(kāi)始的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)化。

事實(shí)上，工業(yè)大數(shù)據(jù)來(lái)源于產(chǎn)品生命周期的各個(gè)環(huán)節(jié)，包括市場(chǎng)、設(shè)計(jì)、制造、服務(wù)、再利用等。例如，設(shè)計(jì)階段引入用戶社區(qū)數(shù)據(jù)，制造階段使用機(jī)床在線感知與測(cè)量數(shù)據(jù)，市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)階段使用社交網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)等。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(lái)源。

歐盟第六框架計(jì)劃資助的基于敏捷嵌入式系統(tǒng)的PLM和信息追蹤系統(tǒng)（PROMISE）項(xiàng)目，將產(chǎn)品的全生命周期分為三個(gè)階段：開(kāi)發(fā)制造階段（Beginning of Life，BOL）、使用維護(hù)階段（Middle of Life，MOL）、回收利用階段（End of Life，EOL）。BOL和MOL的分離點(diǎn)是產(chǎn)品交付用戶的時(shí)刻，MOL和EOL的分離點(diǎn)是產(chǎn)品退役的時(shí)刻。

傳統(tǒng)制造企業(yè)將重心放在開(kāi)發(fā)制造階段，企業(yè)的核心目標(biāo)就是將產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造出來(lái)。至于產(chǎn)品銷(xiāo)售到哪里，如何進(jìn)行使用維護(hù)，往往容易被企業(yè)忽視，甚至被企業(yè)看作負(fù)擔(dān)而故意回避。但是，一個(gè)產(chǎn)品是否有價(jià)值，關(guān)鍵在于它能不能滿足用戶的使用需求，而不完全取決于制造。盡管產(chǎn)品制造時(shí)質(zhì)量很重要，但產(chǎn)品價(jià)值的真正體現(xiàn)是在使用階段。

加工制造環(huán)節(jié)，確實(shí)能夠產(chǎn)生很多利潤(rùn)，但在當(dāng)前環(huán)境下，生產(chǎn)制造的利潤(rùn)越來(lái)越薄，企業(yè)越來(lái)越難以為繼。因此，工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)該圍繞產(chǎn)品增值服務(wù)的業(yè)務(wù)邏輯，讓數(shù)據(jù)發(fā)揮作用，讓產(chǎn)品的價(jià)值充分體現(xiàn)。20世紀(jì)90年代，英國(guó)羅爾斯?羅伊斯公司率先在發(fā)動(dòng)機(jī)上嵌入傳感器監(jiān)控其運(yùn)行狀態(tài)，開(kāi)創(chuàng)了以銷(xiāo)售飛行小時(shí)為標(biāo)志性業(yè)務(wù)的服務(wù)型制造新模式。這些傳感器采集的工況數(shù)據(jù)正是通用電氣公司和麥肯錫公司報(bào)告中所說(shuō)的工業(yè)大數(shù)據(jù)的主體，即機(jī)器時(shí)序數(shù)據(jù)。

中國(guó)是一個(gè)制造大國(guó)，更是一個(gè)使用大國(guó)，只有利用大數(shù)據(jù)搶占價(jià)值高地，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品智能化，才能實(shí)現(xiàn)從“中國(guó)制造”到“中國(guó)創(chuàng)造”的轉(zhuǎn)變，從“生產(chǎn)型制造”到“服務(wù)型制造”的轉(zhuǎn)變。

跨界應(yīng)用開(kāi)創(chuàng)新未來(lái)

和之前的很多技術(shù)一樣，工業(yè)大數(shù)據(jù)并非橫空出世，而是一脈相承，但又有新的變化。這種新的變化來(lái)源于當(dāng)前蓬勃發(fā)展的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，其核心在于連接，將原來(lái)孤立的機(jī)器連接起來(lái)，將人和機(jī)器連接起來(lái)，將不同的企業(yè)、行業(yè)連接起來(lái)。

事實(shí)上，這種連接已經(jīng)產(chǎn)生了巨大的價(jià)值，有很多企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始了創(chuàng)新實(shí)踐。例如，將人和產(chǎn)品聯(lián)系起來(lái)，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新。日本科研人員設(shè)計(jì)出一種新型汽車(chē)座椅，根據(jù)駕駛者的體重、壓力值等數(shù)據(jù)識(shí)別駕駛者，判斷是否為自己的主人，從而決定是否啟動(dòng)。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)延伸提供了基礎(chǔ)。在工業(yè)領(lǐng)域，維修和運(yùn)行是制造服務(wù)業(yè)務(wù)的主體，即MRO（大修）。維修是指當(dāng)產(chǎn)品性能下降的時(shí)候，通過(guò)更換零件或者其他手段，恢復(fù)其產(chǎn)品性能；而運(yùn)行是指如何使用機(jī)器，使它產(chǎn)生價(jià)值。MRO源于航空領(lǐng)域，目前為工業(yè)服務(wù)領(lǐng)域廣泛接受。通過(guò)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)提高設(shè)備運(yùn)行效率、降低維修成本，已成為工業(yè)4.0時(shí)代的共識(shí)，MRO技術(shù)發(fā)展為第五代產(chǎn)品，即以GE Predix Cloud為代表的工業(yè)大數(shù)據(jù)云服務(wù)平臺(tái)。

此外，將兩個(gè)不同領(lǐng)域的跨界數(shù)據(jù)連接起來(lái)，可以實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售模式的創(chuàng)新。例如，歐洲人根據(jù)一系列數(shù)據(jù)，對(duì)明天的風(fēng)力進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)算，從而實(shí)現(xiàn)今天賣(mài)明天的風(fēng)電。這是風(fēng)電裝備在整個(gè)大氣環(huán)境下進(jìn)行跨界運(yùn)營(yíng)的絕佳案例。不僅如此，美國(guó)能源企業(yè)把風(fēng)場(chǎng)運(yùn)維數(shù)據(jù)分析報(bào)告，作為風(fēng)機(jī)裝備投標(biāo)的必要條件。

在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，傳統(tǒng)的方式是將播種器械、收獲器械聯(lián)合起來(lái)，然后到一個(gè)農(nóng)場(chǎng)去作業(yè)。利用工業(yè)大數(shù)據(jù)，可以將農(nóng)業(yè)機(jī)器的集群和天氣的數(shù)據(jù)、種子的數(shù)據(jù)、灌溉系統(tǒng)的數(shù)據(jù)聯(lián)合起來(lái)，通過(guò)全方位的連接來(lái)解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的增產(chǎn)保收以及綠色節(jié)能問(wèn)題。

通過(guò)跨界運(yùn)營(yíng)來(lái)創(chuàng)新是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)型的核心。在使用階段進(jìn)行簡(jiǎn)單的維修，不管是預(yù)防性維修還是主動(dòng)性維修，都還處于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的初級(jí)階段。只有通過(guò)數(shù)據(jù)進(jìn)行跨界運(yùn)營(yíng)，才抓住了整個(gè)裝備制造業(yè)在服務(wù)階段轉(zhuǎn)型升級(jí)的核心。

值得注意的是，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(lái)業(yè)務(wù)”“創(chuàng)新業(yè)務(wù)”，其魅力在于創(chuàng)新性、不確定性。目前，工業(yè)大數(shù)據(jù)還處在“科學(xué)”階段，人們對(duì)數(shù)據(jù)價(jià)值的“提取”方法、技術(shù)與工具尚未定型，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)處理更是充滿挑戰(zhàn)。

為此，2016年在國(guó)家“十三五”重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目支持下，清華大學(xué)聯(lián)合中國(guó)人民大學(xué)、北京大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)以及金風(fēng)科技等國(guó)內(nèi)優(yōu)勢(shì)單位，協(xié)同研發(fā)具有國(guó)際先進(jìn)水平的高端制造領(lǐng)域大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)與工具集，并制定相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、評(píng)測(cè)基準(zhǔn)與工具，努力打造“高端風(fēng)電裝備互聯(lián)網(wǎng)+制造”標(biāo)桿性應(yīng)用示范。

當(dāng)然，工業(yè)大數(shù)據(jù)在世界范圍內(nèi)仍然處于起步階段，需要冷靜思考，堅(jiān)持應(yīng)用驅(qū)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)中國(guó)制造強(qiáng)國(guó)之夢(mèng)。