智慧制造云中大數(shù)據(jù)技術(shù)的研究、實(shí)踐與思考

李伯虎

眾所周知，當(dāng)前一場(chǎng)新技術(shù)革命和新產(chǎn)業(yè)變革正在進(jìn)行?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+人工智能+大數(shù)據(jù)”的時(shí)代正在到來。制造業(yè)作為重要的基石也不例外。自20世紀(jì)80年代本團(tuán)隊(duì)一直從事制造業(yè)信息化研究與實(shí)踐。綜觀國(guó)內(nèi)外制造領(lǐng)域有關(guān)技術(shù)與應(yīng)用的現(xiàn)狀與發(fā)展，并基于團(tuán)隊(duì)在“云仿真”工作的成果，我們于2009年提出了“云制造”的理念，并開始了以網(wǎng)絡(luò)化、服務(wù)化為主要特征的云制造1.0的研究與實(shí)踐。后來隨著時(shí)代的發(fā)展，特別是大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)，我們意識(shí)到時(shí)代在變，“云智造”的理念也需要不斷的更新，于是，我們就提出了“云制造2.0”，同時(shí)我們開始進(jìn)行智慧制造云的研究和探索。

基于泛在網(wǎng)絡(luò)，借助新興的制造科學(xué)技術(shù)、信息通信科學(xué)技術(shù)、智能科學(xué)技術(shù)和制造應(yīng)用領(lǐng)域技術(shù)等4類技術(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)成以用戶為中心的統(tǒng)一經(jīng)營(yíng)的智慧制造資源、產(chǎn)品與能力的服務(wù)云（網(wǎng)），使用戶通過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、產(chǎn)品與能力服務(wù)，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)備與數(shù)據(jù)（五要素）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，提高企業(yè)（或集團(tuán)）的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。

“智慧”體現(xiàn)在強(qiáng)調(diào)3種深度融合：以用戶為中心的人、機(jī)、物、環(huán)境、信息深度融合；數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化（互聯(lián)化）、智能化的深度融合；工業(yè)化與信息化的深度融合。智慧地運(yùn)營(yíng)制造全系統(tǒng)和制造全生命周期活動(dòng)中的人、機(jī)、物、環(huán)境與信息；基于大數(shù)據(jù)的并行、協(xié)同、實(shí)時(shí)、互聯(lián)、智能地創(chuàng)新。

實(shí)際上智慧制造云這樣的體系結(jié)構(gòu)就是一種互聯(lián)網(wǎng)（云）+人工智能+大數(shù)據(jù)+智慧制造資源、產(chǎn)品與能力的人、機(jī)、物、環(huán)境、信息深度融合的智慧互聯(lián)制造服務(wù)系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)跟其他的系統(tǒng)有什么差別？具體來說就是系統(tǒng)的數(shù)字化、物聯(lián)化、虛擬化、服務(wù)化、協(xié)同化、定制化、柔性化。為此我們要實(shí)現(xiàn)它，提出智慧框架，首先是整個(gè)系統(tǒng)分析框架，系統(tǒng)包括總體技術(shù)、產(chǎn)品專業(yè)技術(shù)、平臺(tái)技術(shù)以及基于云生產(chǎn)、云經(jīng)營(yíng)、云服務(wù)。軟件非常重要，我們需對(duì)這個(gè)系統(tǒng)里面，系統(tǒng)軟件、平臺(tái)軟件、應(yīng)用軟件提出框架。

此外，我介紹一下智慧制造云中的大數(shù)據(jù)的相關(guān)關(guān)系。智慧制造云中大數(shù)據(jù)包括產(chǎn)品數(shù)據(jù)、能力數(shù)據(jù)、資源設(shè)備數(shù)據(jù)。按照結(jié)構(gòu)形式，有結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化。產(chǎn)生的評(píng)估有靜態(tài)數(shù)據(jù)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。除了大家說得多的四個(gè)V，大量、高速、多樣、價(jià)值。同時(shí)對(duì)工業(yè)大數(shù)據(jù)來說，我們的智慧制造云里的數(shù)據(jù)特點(diǎn)是多元數(shù)據(jù)綜合集成、復(fù)雜異構(gòu)數(shù)據(jù)類型、高度實(shí)時(shí)性和不確定性。

具體在感知的基礎(chǔ)上，平臺(tái)能夠提供六大類技術(shù)。第一類是大數(shù)據(jù)的集成與清洗，我們提供的方案能夠清洗海量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)：由于智慧制造云中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)源（制造設(shè)備、產(chǎn)品及現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的大量傳感器和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)）占比很高此外還能夠?qū)崿F(xiàn)異構(gòu)數(shù)據(jù)類型集成：包括傳感數(shù)據(jù)等輕量結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)以及監(jiān)控視頻、圖片等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。

第二類是大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理技術(shù)，采用云存儲(chǔ)和分布式存儲(chǔ)技術(shù)及高吞吐量數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)訪問技術(shù)，實(shí)現(xiàn)云系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的經(jīng)濟(jì)、高效、高可靠、容錯(cuò)的管理與服務(wù)。我們提供的解決方案，能實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的分布式存儲(chǔ)，需要對(duì)各類存儲(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速的展望。能實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)：接入智慧制造云的單個(gè)智慧工廠每天產(chǎn)生數(shù)PB數(shù)據(jù)。

第三類是大數(shù)據(jù)分析與挖掘技術(shù)。海量、不完全的、有噪聲的、模糊的、隨機(jī)的大型數(shù)據(jù)庫(kù)中發(fā)現(xiàn)隱含在其中有價(jià)值的、潛在有用的信息和知識(shí)。具體來說式基于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對(duì)智慧制造云中大數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化的挖掘與分析，支撐上層智慧制造應(yīng)用。

第四類是大數(shù)據(jù)可視化技術(shù)?；诙S綜合報(bào)表、VR、AR等可視化展示技術(shù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖形或圖像在屏幕上顯示出來，并進(jìn)行交互處理。

第五類是大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量體系技術(shù)。包括了智慧制造云中大數(shù)據(jù)通用技術(shù)、平臺(tái)、產(chǎn)品、行業(yè)、安全等方面的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，涉及數(shù)據(jù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、控制、監(jiān)督等技術(shù)。

第六類是涉及大數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲(chǔ)、挖掘、發(fā)布及應(yīng)用等安全，以及用戶管控、數(shù)據(jù)溯源、隱私數(shù)據(jù)保護(hù)、安全態(tài)勢(shì)感知等。技術(shù)需求中，隱私保護(hù)要求高，難度大、關(guān)聯(lián)性強(qiáng)；數(shù)據(jù)產(chǎn)生及應(yīng)用過程的追溯與保護(hù)；大數(shù)據(jù)交易中的商業(yè)安全技術(shù)。（根據(jù)演講內(nèi)容整理，未經(jīng)本人審核）endprint