工業(yè)大數(shù)據(jù)是智能制造基礎(chǔ)

佚名

我國(guó)工業(yè)正顯現(xiàn)積極信號(hào)。國(guó)家統(tǒng)計(jì)局日前發(fā)布的工業(yè)企業(yè)財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)顯示，今年1月至10月，我國(guó)規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)利潤(rùn)同比增長(zhǎng)8.6%，增速比前三季度加快0.2個(gè)百分點(diǎn)。其中，10月份利潤(rùn)增長(zhǎng)9.8%，比9月份快2.1個(gè)百分點(diǎn)。

從目前發(fā)展的情況來(lái)看，智能制造和人工智能、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、傳感器、網(wǎng)絡(luò)安全、邊緣計(jì)算、大數(shù)據(jù)等七大產(chǎn)業(yè)密切相關(guān)。業(yè)內(nèi)人士表示，人工智能和傳感器作為智能制造的核心控制技術(shù)，后期發(fā)展空間巨大。邊緣計(jì)算、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等產(chǎn)業(yè)將智能制造的數(shù)據(jù)共享互聯(lián)，建立起網(wǎng)絡(luò)化的大環(huán)境。網(wǎng)絡(luò)安全保證工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)安全。

在信息為王的經(jīng)濟(jì)發(fā)展時(shí)期，數(shù)據(jù)所到之處必然會(huì)觸發(fā)全產(chǎn)業(yè)鏈的創(chuàng)新與變革。誰(shuí)利用“大數(shù)據(jù)”的思維，誰(shuí)就能贏得主動(dòng)，贏得先機(jī)，占領(lǐng)發(fā)展的制高點(diǎn)。大數(shù)據(jù)就是打開(kāi)未來(lái)通道的最權(quán)威與最科學(xué)的依據(jù)。數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)的聚核，所迸發(fā)出來(lái)的價(jià)值或?qū)⒓せ钊f(wàn)億產(chǎn)值。

智能制造將帶動(dòng)全產(chǎn)業(yè)和全領(lǐng)域的傳感器應(yīng)用和發(fā)展，從而成為新經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的巨大動(dòng)力。同傳統(tǒng)的智能化工廠不同，智慧工廠將實(shí)現(xiàn)工程技術(shù)、生產(chǎn)制造、生產(chǎn)供應(yīng)和銷售的全流程智能化；同時(shí)，還將帶動(dòng)智能電網(wǎng)、智能物流、智能建筑、智能移動(dòng)設(shè)備和智能產(chǎn)品領(lǐng)域的快速發(fā)展。

基于此，霍尼韋爾大中華區(qū)研發(fā)副總裁兼首席技術(shù)官?gòu)埓罂烧J(rèn)為，先進(jìn)制造業(yè)、先進(jìn)物流交通是今后五年投資的重點(diǎn)，市場(chǎng)規(guī)模將會(huì)達(dá)到2500億美元。據(jù)了解，目前我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模已達(dá)到7500億元，在智能交通、車聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療健康等領(lǐng)域，已形成一批成熟的物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)服務(wù)平臺(tái)和商業(yè)模式。

IIoT推動(dòng)全球制造業(yè)轉(zhuǎn)型

物聯(lián)網(wǎng)（IoT）無(wú)疑是近兩年來(lái)在科技產(chǎn)業(yè)界被討論最多的熱門話題，這個(gè)名詞在消費(fèi)性應(yīng)用市場(chǎng)或許有大部分仍是天馬行空的想像，以及因?yàn)闃I(yè)務(wù)模式剛起步、而顯得有些“虛無(wú)飄渺”的商機(jī)，但是在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)卻有一個(gè)更清晰的輪廓與更具實(shí)質(zhì)性的內(nèi)涵。

市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)MarketsandMarkets預(yù)測(cè)，所謂的“工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（Industrial Internet of Things，IIoT）”市場(chǎng)規(guī)模到2020年可望達(dá)到1510億美元的規(guī)模，2015到2020年間的復(fù)合平均年成長(zhǎng)率（CAGR）為8.03%；而推動(dòng)該市場(chǎng)的主要因素，包括相關(guān)半導(dǎo)體與電子技術(shù)的進(jìn)步、云端運(yùn)算技術(shù)的發(fā)展、IPv6標(biāo)準(zhǔn)化以及全球政府的政策推動(dòng)等。藉由實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)以及智慧工廠概念，IIoT將是推動(dòng)全球制造業(yè)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。德國(guó)提出的“工業(yè)4.0”──也就是第四次工業(yè)革命──即為其中的大規(guī)模策略之一，其他如美國(guó)、中國(guó)與印度等世界制造業(yè)大國(guó)，也各自擁有試圖利用智慧科技來(lái)提升制造業(yè)效率、擴(kuò)展?fàn)I收規(guī)模與全球影響力的類似舉措。

布署工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)所需的硬件技術(shù)其實(shí)都已經(jīng)就緒，關(guān)鍵在于將這些硬件結(jié)合在一起、搭配適合不同應(yīng)用之軟件，以實(shí)現(xiàn)高效率智慧工廠的整體性解決方案；而由于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)也包含電網(wǎng)架設(shè)、大量資料運(yùn)算分析與傳輸，相關(guān)方案的穩(wěn)定性、安全性、可靠性也缺一不可。此外，標(biāo)準(zhǔn)化以及一個(gè)能讓其他產(chǎn)業(yè)鏈參與者共同合作的平臺(tái)，會(huì)是其永續(xù)發(fā)展基礎(chǔ)。

在制造業(yè)、IT產(chǎn)業(yè)與IC產(chǎn)業(yè)都具備豐富經(jīng)驗(yàn)以及完整產(chǎn)業(yè)生態(tài)的臺(tái)灣，可說(shuō)擁有搶先掌握全球工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)商機(jī)的得天獨(dú)厚條件；不過(guò)傳統(tǒng)制造業(yè)者想轉(zhuǎn)型智慧工廠，往往會(huì)因?yàn)椴皇煜T領(lǐng)域技術(shù)而不知該從何著手；有意切入工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域提供相關(guān)服務(wù)的IT業(yè)者，需要尋找能滿足相關(guān)應(yīng)用需求的最新軟硬體技術(shù)與市場(chǎng)趨勢(shì)；IC廠商要在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)占據(jù)一席之地，則得從平臺(tái)化的概念著手，以提供客戶完整的解決方案。

機(jī)器人自動(dòng)化市場(chǎng)越來(lái)越大

隨著勞動(dòng)力成本上漲，工業(yè)機(jī)器人也迎來(lái)了順勢(shì)發(fā)展的良機(jī)。不過(guò)以往看到生產(chǎn)車間的機(jī)器人大多是獨(dú)臂俠，而未來(lái)機(jī)器人的發(fā)展將會(huì)根據(jù)專業(yè)化研發(fā)出分工明確的機(jī)器人，并且與3D打印、工業(yè)VR等充分結(jié)合，形成相互協(xié)作、共同分享的智能制造新模式。

目前，中國(guó)正在進(jìn)行《 中國(guó)制造2025 》，新形勢(shì)下工業(yè)領(lǐng)域勢(shì)必會(huì)采取一系列動(dòng)作。相關(guān)研究報(bào)告顯示，2015年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)，其中以六軸多關(guān)節(jié)機(jī)器人為最，占總體銷量的46.2%。預(yù)計(jì)未來(lái)幾年將會(huì)維持30%以上的高增長(zhǎng)率。當(dāng)然這離不開(kāi)現(xiàn)在的傳統(tǒng)工業(yè)所處的轉(zhuǎn)型階段需要智能技術(shù)的力量加以推動(dòng)，由此衍生巨大的需求空間。又加之如今的消費(fèi)機(jī)器人有下行趨勢(shì)，有商家紛紛瞄準(zhǔn)工業(yè)機(jī)器人行業(yè)，里應(yīng)外合對(duì)手遇“冷”，種種條件都適于其發(fā)展。

面對(duì)工業(yè)機(jī)器人四大家族瑞士的Abb、德國(guó)的庫(kù)卡、日本的發(fā)那科和安川電機(jī)來(lái)說(shuō)，中國(guó)企業(yè)若想突出重圍還得靠先進(jìn)的技術(shù)來(lái)填補(bǔ)自動(dòng)化生產(chǎn)線的空缺。尤其是汽車及電子行業(yè)。隨著自動(dòng)化水平不斷提高，機(jī)器人的自動(dòng)化市場(chǎng)也越來(lái)越大。

現(xiàn)在所謂的工業(yè)機(jī)器人實(shí)際上是一個(gè)Manipulator，就是一個(gè)工業(yè)機(jī)械臂，沒(méi)有手，更無(wú)關(guān)乎智慧。而要想在中國(guó)市場(chǎng)占據(jù)一席之地，則必須發(fā)展心靈手巧的雙臂機(jī)器人和多臂機(jī)器人。那么怎樣的機(jī)器人才算得上心靈手巧？最簡(jiǎn)單的就是雙臂機(jī)器人，就像人一樣工作，但是作為一個(gè)智能機(jī)器人來(lái)講，可以仿造動(dòng)物界的多臂多足。包括全工位的雙臂機(jī)器人，一個(gè)機(jī)器人可以做八個(gè)工位的工作，是不是有種八爪魚的既視感呢。

換言之，心靈手巧就是智能引擎的代名詞，正如現(xiàn)在比較流行的“工匠精神及“私人定制”，這就不是生產(chǎn)線上輸出的了，而是一個(gè)智能中斷和CPS網(wǎng)絡(luò)控制器以及云制造平臺(tái)綜合的、有智能和柔性動(dòng)作的機(jī)器人，從而實(shí)現(xiàn)真正的個(gè)性化制造。如此看來(lái)，如果所流水線的興起將工業(yè)制造推向程序化，提高了效率，那么具有柔性機(jī)械手和心靈手巧的手臂的機(jī)器人將真正實(shí)現(xiàn)智能化制造，這不僅僅助推制造進(jìn)入“分享經(jīng)濟(jì)”，更是機(jī)器人發(fā)展歷程的一次重大突破。

大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)智能制造

當(dāng)前，以信息技術(shù)與制造業(yè)加速融合為特征的智能制造正風(fēng)起云涌。但信息化與智能化到底該如何融合？大數(shù)據(jù)又與制造業(yè)有何關(guān)聯(lián)？

對(duì)此，清華大學(xué)數(shù)據(jù)科學(xué)研究院執(zhí)行副院長(zhǎng)韓亦瞬在論壇上給出回答：工業(yè)大數(shù)據(jù)是“智能”的來(lái)源，是制造業(yè)升級(jí)的重要驅(qū)動(dòng)力。

韓亦瞬解釋，無(wú)論是德國(guó)工業(yè)4.0，還是美國(guó)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，其核心都離不開(kāi)工業(yè)大數(shù)據(jù)。在美國(guó)，離散型制造積累的應(yīng)用前景是最被看好的，甚至排在政府服務(wù)、通訊傳媒領(lǐng)域之上，流程型制造業(yè)的潛力也排在銀行業(yè)、健康服務(wù)之前。

在德國(guó)，無(wú)人工廠只是表象一部分，德國(guó)工廠已經(jīng)可以做到兩家競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手合作研發(fā)，甚至車間互換、共享，畫地為牢的圈子、界限被打破，這都離不開(kāi)大數(shù)據(jù)的支撐?！按髷?shù)據(jù)是智能化的來(lái)源，未來(lái)制造企業(yè)的運(yùn)營(yíng)過(guò)程，或者說(shuō)產(chǎn)品的全生命周期，都將由大數(shù)據(jù)串聯(lián)起來(lái)?！表n亦瞬稱。

他以知名工程機(jī)械三一重工和私人定制工廠青島紅領(lǐng)為例。前者已經(jīng)建成了5000多個(gè)維度、每天2億條、超過(guò)40TB的大數(shù)據(jù)，可以及時(shí)監(jiān)測(cè)每臺(tái)機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)受損情況等，提前做好主動(dòng)服務(wù)。單單依靠其國(guó)內(nèi)20萬(wàn)臺(tái)設(shè)備，甚至可以成為我國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)研判的重要依據(jù)。后者則探索了私人定制的C2M、M2B等模式。

北京工業(yè)大數(shù)據(jù)創(chuàng)新中心副主任陳晨也表示，對(duì)于工業(yè)企業(yè)來(lái)說(shuō)，初級(jí)的大數(shù)據(jù)能讓企業(yè)進(jìn)行基礎(chǔ)統(tǒng)計(jì)分析，這樣對(duì)降本增效、新建業(yè)務(wù)模型有很大的好處。企業(yè)既可以做減法，依靠數(shù)據(jù)對(duì)標(biāo)，減掉制造環(huán)節(jié)不必要的成本消耗；也可以做加法，例如拓寬業(yè)務(wù)渠道。而高級(jí)的工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用，則可以讓企業(yè)先知先覺(jué)，開(kāi)始做乘法、除法，比如預(yù)先判斷企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)行，以及整合供應(yīng)鏈等。

工業(yè)大數(shù)據(jù)分析是智能制造的基礎(chǔ)，也是支撐未來(lái)制造智能化的重要方向。加強(qiáng)大數(shù)據(jù)方法論的研究，開(kāi)發(fā)出可以用于制造過(guò)程分析的工具和使用軟件，才能真正推動(dòng)制造技術(shù)的進(jìn)步。