大數(shù)據(jù)在制造業(yè)中的應(yīng)用研究

魏配軒

摘 要：制造業(yè)在研發(fā)、生產(chǎn)、銷售過程中產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)，挖掘這些數(shù)據(jù)可使制造業(yè)轉(zhuǎn)向智能化發(fā)展。在分析大數(shù)據(jù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了大數(shù)據(jù)在制造業(yè)的研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)過程、產(chǎn)品營銷等環(huán)節(jié)提出大數(shù)據(jù)的應(yīng)用思路。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);研發(fā)設(shè)計;生產(chǎn)過程

中圖分類號：F27 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ?doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2020.04.019

大數(shù)據(jù)近年發(fā)展迅速，與制造業(yè)、金融業(yè)、服務(wù)業(yè)等融合發(fā)展，推動了國民經(jīng)濟(jì)各個產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。國家高度重視大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，出臺了多項(xiàng)政策。裝備制造業(yè)在我國國民經(jīng)濟(jì)中占較大比重，然而競爭力不強(qiáng)。信息化與制造業(yè)深度融合是提升裝備制造業(yè)競爭力的重要途徑。《促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要》，指出要大力推動大數(shù)據(jù)與工業(yè)深度融合發(fā)展，推動大數(shù)據(jù)在工業(yè)的研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、售后服務(wù)、產(chǎn)品銷售、售后服務(wù)等環(huán)節(jié)的應(yīng)用，使制造業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。

1 大數(shù)據(jù)

關(guān)于大數(shù)據(jù)概念，專家學(xué)者從不同方面進(jìn)行定義。麥肯錫報告，認(rèn)為大數(shù)據(jù)指數(shù)據(jù)規(guī)模超出傳統(tǒng)的計算機(jī)技術(shù)所能存取與分析的數(shù)據(jù)集。

根據(jù)文獻(xiàn)疏理，關(guān)于大數(shù)據(jù)特征，學(xué)者普遍支持Viktor Mayer-Schonerger（舍恩伯格）的觀點(diǎn)，即4V。（1）數(shù)據(jù)量大（Volume）。數(shù)據(jù)的計量單位有B、MB、GB、TB（1024GB）、PB（1024T）、EB（100萬TB）、ZB（10億T）。我們處在一個數(shù)據(jù)爆炸的時代，2010年已進(jìn)入了ZB時代，數(shù)據(jù)的創(chuàng)造以幾何級數(shù)增長。（2）數(shù)據(jù)種類繁多（Variety）。數(shù)據(jù)的種類和來源眾多，視頻、圖片、文本、音頻等數(shù)據(jù)種類，使得數(shù)據(jù)的處理能力需相應(yīng)提升。尤其是個人短視頻的出現(xiàn)，如抖音短視頻，對數(shù)據(jù)的處理要求更高。（3）數(shù)據(jù)價值高（Value）。信息化時代，每天都產(chǎn)生著海量的數(shù)據(jù)，然而這些數(shù)據(jù)中存在著大量個人數(shù)據(jù)，利用價值不高。而大數(shù)據(jù)處理技術(shù)能從海量數(shù)量中甄別有用信息，產(chǎn)生巨大價值。（4）高速度和強(qiáng)時效性（Velocity）。數(shù)據(jù)的應(yīng)用要具有時效性，才能為經(jīng)濟(jì)社會提供有用的價值。計算機(jī)硬件的發(fā)展，使得搜索引擎的速度得到質(zhì)的提升，為數(shù)據(jù)利用提供時效性保障。

2 大數(shù)據(jù)在制造業(yè)中應(yīng)用

產(chǎn)品的生命周期包括研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、產(chǎn)品銷售、售后服務(wù)等。大數(shù)據(jù)可以在產(chǎn)品全生命周期過程發(fā)揮積極作用。使產(chǎn)品具備很強(qiáng)的針對性。

2.1 研發(fā)設(shè)計應(yīng)用

（1）融合消費(fèi)者反饋研發(fā)設(shè)計。研發(fā)設(shè)計環(huán)節(jié)是產(chǎn)品價值最高的環(huán)節(jié)。研發(fā)設(shè)計的出發(fā)點(diǎn)在于消費(fèi)者需求?？蛻粼谑褂弥圃炱髽I(yè)的產(chǎn)品過程中會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，通過對這些數(shù)據(jù)的搜集和分析，可以比較精確的把握消費(fèi)者的偏好和使用習(xí)慣，調(diào)查消費(fèi)者對產(chǎn)品特性和使用價值的潛在要求。以此來提升企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)，研發(fā)設(shè)計出符合廣大消費(fèi)者需求的產(chǎn)品。又可根據(jù)客戶的個性化要求進(jìn)行生產(chǎn)，創(chuàng)造更大的市場價值。

（2）基于模型的研發(fā)設(shè)計。傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計不能解決復(fù)雜的產(chǎn)品設(shè)計，大數(shù)據(jù)的使用解決了這一難題。產(chǎn)品設(shè)計階段，需要將設(shè)計師、工程師、銷售部門的數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集、整理、分析，通過對模型參數(shù)的修正，設(shè)計出符合市場需求的產(chǎn)品。大數(shù)據(jù)運(yùn)用到產(chǎn)品設(shè)計可縮短研發(fā)時間，節(jié)約成本，搶占先機(jī)。

（3）基于仿真的研發(fā)設(shè)計。產(chǎn)品在正式生產(chǎn)前，需要對設(shè)計的方方面面進(jìn)行仿真，檢驗(yàn)設(shè)計是否合理，從源頭上去除實(shí)驗(yàn)中的缺陷。在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，運(yùn)用存儲的各方的技術(shù)知識和產(chǎn)品開發(fā)過程中的數(shù)據(jù)，進(jìn)行模擬仿真，及時的發(fā)現(xiàn)設(shè)計過程中的缺陷，優(yōu)化產(chǎn)品各種性能?？朔艘钥蛻糇鳛榉答佌?，造成的時間上的浪費(fèi)、成本的增加。

（4）基于產(chǎn)品生命周期的研發(fā)設(shè)計。產(chǎn)品生命周期涉及產(chǎn)品需求分析、設(shè)計、制造、使用、售后等環(huán)節(jié)，需要多部門協(xié)同研發(fā)設(shè)計。運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，將產(chǎn)品生命周期中所需的各種數(shù)據(jù)與技術(shù)設(shè)計進(jìn)行結(jié)合，將數(shù)據(jù)分析結(jié)果迅速地推送給相應(yīng)的部門，使產(chǎn)品設(shè)計更符合市場需求。

2.2 生產(chǎn)過程應(yīng)用

智能制造是制造業(yè)的發(fā)展趨勢，要求整合原材料、能源動力、資金、信息、勞動力等各種資源。制造業(yè)生產(chǎn)線安裝數(shù)以千計的傳感器，隨時地收集制造數(shù)據(jù)。通過對制造業(yè)數(shù)據(jù)的收集、分析，可以提升制造業(yè)效率。一方面，如果某個工序出現(xiàn)偏差，就會反映到控制部門，就可以針對性地解決問題。另一方面，運(yùn)用大數(shù)據(jù)對生產(chǎn)過程進(jìn)行仿真模擬，有助于改進(jìn)生產(chǎn)工藝。

個性化、小批量商品是目前制造業(yè)競爭力所在。數(shù)據(jù)精細(xì)化以及10多年產(chǎn)生的信息化的數(shù)據(jù)，使得對客戶需求的分析亟需大數(shù)據(jù)支撐。大數(shù)據(jù)可在以下三個方面發(fā)揮作用。一是，減少中間品庫存。制造業(yè)生產(chǎn)各個工序中，各工序的中間產(chǎn)品的數(shù)量會影響企業(yè)的生產(chǎn)效率。如果中間產(chǎn)品庫存過大，則會造成資源閑置，減小利潤。通過大數(shù)據(jù)的分析，企業(yè)可以制定合理的生產(chǎn)計劃，使庫存保持在合理的區(qū)間。二是，減少邊角料和廢品。MES制造系統(tǒng)通過利用大數(shù)據(jù)利用條碼技術(shù)追蹤產(chǎn)品生產(chǎn)、庫存、銷售及售后服務(wù)過程，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程公開化，減少邊角料和廢品的出現(xiàn)。三是，故障預(yù)測。利用大數(shù)據(jù)，記錄生產(chǎn)過程中的全部信息，可以發(fā)現(xiàn)在生產(chǎn)過程中的故障，生成故障設(shè)備記錄，降低停機(jī)次數(shù)。

2.3 市場營銷應(yīng)用

通過分析大數(shù)據(jù)，可以分析出區(qū)域內(nèi)各消費(fèi)群體的需求結(jié)構(gòu)、消費(fèi)比重、產(chǎn)品種類，企業(yè)由此可調(diào)整產(chǎn)品營銷策略。著名的“啤酒和尿布”的組合，就是沃爾瑪運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析的結(jié)果。大數(shù)據(jù)應(yīng)用于產(chǎn)品營銷環(huán)節(jié)，可減少供過于求或供不應(yīng)求現(xiàn)象。應(yīng)用銷售數(shù)據(jù)，統(tǒng)計各個零售平臺銷售數(shù)據(jù)，制造業(yè)企業(yè)可以對產(chǎn)品的銷售情況、庫存情況做到及時有效的掌握。將企業(yè)的生產(chǎn)根據(jù)銷售情況適度調(diào)節(jié)，合理的控制庫存，提高資金周轉(zhuǎn)率，提升制造業(yè)企業(yè)利潤水平。

2.4 售后服務(wù)應(yīng)用

（1）服務(wù)類型識別。傳統(tǒng)的售后服務(wù)表現(xiàn)為客戶發(fā)現(xiàn)問題后向企業(yè)尋求售后，該種模式容易損失許多潛在的客戶。隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的運(yùn)用，企業(yè)把大數(shù)據(jù)運(yùn)用到客戶關(guān)系管理（CRM，customer relationship management）中。CRM要求不斷加強(qiáng)企業(yè)與客戶之間的交流，掌握客戶對產(chǎn)品的需求，不斷改進(jìn)產(chǎn)品和服務(wù)，以便更能滿足廣大客戶的需求。目前，客戶在論壇、微博等渠道表達(dá)自己對產(chǎn)品的想法和評價，讓廣大客戶投入到產(chǎn)品功能設(shè)計中。通過CRM系統(tǒng)不斷擴(kuò)大客戶群體，為企業(yè)增強(qiáng)售后服務(wù)的針對性。

（2）運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控。制造業(yè)產(chǎn)品在使用過程中難免會出現(xiàn)一些問題，通過對產(chǎn)品運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)控，可發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品存在的問題，以便針對性地提出解決方案。設(shè)備越復(fù)雜，產(chǎn)品問題越不易被察覺，大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，實(shí)時數(shù)據(jù)的使用，使得售后服務(wù)更及時、準(zhǔn)確。

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