工業(yè)大數(shù)據(jù)驅(qū)動下“制造業(yè)+互聯(lián)網(wǎng)”融合與創(chuàng)新研究

摘要：隨著制造業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)融合的快速發(fā)展，以制造企業(yè)為核心，工業(yè)大數(shù)據(jù)為驅(qū)動的信息服務(wù)，正在推動制造業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)業(yè)和生產(chǎn)性服務(wù)行業(yè)轉(zhuǎn)型升級。由于創(chuàng)新思維、技術(shù)體系、組織架構(gòu)、政府引導(dǎo)等復(fù)雜原因，“制造業(yè)+互聯(lián)網(wǎng)”融合與創(chuàng)新發(fā)展仍面臨很多嚴峻挑戰(zhàn)。在分析制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融合創(chuàng)新特點、技術(shù)要求、路徑發(fā)展和體系建設(shè)的基礎(chǔ)上，提出政府、企業(yè)的融合機制，以及工業(yè)大數(shù)據(jù)未來研究發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：工業(yè)大數(shù)據(jù)；主控式創(chuàng)新；跨界融合；

中圖分類號：G203 文獻標志碼：A

★基金項目：工業(yè)大數(shù)據(jù)環(huán)境下多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合與應(yīng)用研究（全國統(tǒng)計科學(xué)研究項目：2018LY98）；基于工業(yè)大數(shù)據(jù)的除塵濾袋在線智能檢測技術(shù)及系統(tǒng)研究（江蘇省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局2018年度科技計劃項目：KJ185635）。

1、前言

隨著大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)為代表的新興互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進入集成突破新階段，并加速向制造業(yè)領(lǐng)域融合滲透，“制造業(yè)+互聯(lián)網(wǎng)”融合創(chuàng)新的新一輪產(chǎn)業(yè)變革已經(jīng)來臨。以工業(yè)大數(shù)據(jù)為驅(qū)動，數(shù)據(jù)挖掘、工業(yè)云服務(wù)和融合應(yīng)用解決方案作為制造企業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)融合創(chuàng)新生態(tài)體系中的重要載體，正不斷推動生產(chǎn)、消費和服務(wù)方式等各方面的變革。

目前，工業(yè)大數(shù)據(jù)在制造業(yè)中的應(yīng)用研究主要以明確的市場需求為前提，以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智能制造的組織建設(shè)為目標，在產(chǎn)品需求分析、流程優(yōu)化、工藝改良、運營決策等方面繼續(xù)提高原有制造生產(chǎn)的價值挖潛。隨著互聯(lián)網(wǎng)業(yè)加速與制造產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新，互聯(lián)網(wǎng)具有的扁平優(yōu)勢、規(guī)模優(yōu)勢和集聚優(yōu)勢與制造業(yè)所需的智能化生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、個性化定制等生產(chǎn)性服務(wù)要求，兩者在融合創(chuàng)新上，仍面臨平臺支撐不足、應(yīng)用水平不高、安全保障有待加強、體制機制亟需完善等問題[1]。本文通過分析“制造業(yè)+互聯(lián)網(wǎng)”融合創(chuàng)新特點、技術(shù)要求、路徑發(fā)展和體系建設(shè)等環(huán)節(jié)，提出工業(yè)大數(shù)據(jù)驅(qū)動下的融合與創(chuàng)新策略及未來研究發(fā)展方向。

2、制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展的突出問題

我國制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展是以制造企業(yè)為核心、相關(guān)信息服務(wù)企業(yè)為支撐，由環(huán)節(jié)滲透向綜合集成發(fā)展演進，其特征在于互聯(lián)與高度融合。但隨著跨領(lǐng)域多技術(shù)融合的創(chuàng)新實踐需求與制造業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)型發(fā)展的內(nèi)在要求，工業(yè)大數(shù)據(jù)驅(qū)動下的制造業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)業(yè)多個方面仍面臨著嚴峻挑戰(zhàn)，具體在以下四個方面：

（1）制造業(yè)未來發(fā)展路徑不明確，缺乏主控式創(chuàng)新：目前制造企業(yè)以用戶明確需求為前提，專注核心業(yè)務(wù)，通過海量工業(yè)大數(shù)據(jù)分析與挖掘，對現(xiàn)有產(chǎn)品技術(shù)和運維服務(wù)做經(jīng)常性改進或突破新技術(shù)。但兩種創(chuàng)新均需要企業(yè)明確發(fā)展目標，迅速將技術(shù)商品化，搶得市場先機，以確保該市場不會被競爭企業(yè)產(chǎn)品所取代[2]。

（2）缺乏工業(yè)大數(shù)據(jù)與互聯(lián)網(wǎng)融合的技術(shù)體系：互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)注重統(tǒng)計的顯著性與分析特征之間的相關(guān)性，側(cè)重電商和社交領(lǐng)域內(nèi)的算法工具和模型建立，對分析結(jié)果準確性要求不高。而工業(yè)大數(shù)據(jù)具有非常強的專業(yè)性、關(guān)聯(lián)性、流程性、時序性和解析性等特點，更加強調(diào)特征之間的物理關(guān)聯(lián)、邏輯清晰的分析流程和與分析流程相匹配的技術(shù)體系，對預(yù)測和分析結(jié)果的容錯率較低。

（3）制造企業(yè)管理模式和O2O不適應(yīng)：受空間、資源等限制，傳統(tǒng)制造業(yè)的研發(fā)設(shè)計環(huán)節(jié)主要在企業(yè)內(nèi)部完成：采用金字塔式的管理組織架構(gòu)，工作流傳信息遞層級繁多。隨著協(xié)同設(shè)計、眾包、虛擬仿真等新型研發(fā)模式通過互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用日益廣泛，制造企業(yè)卻缺乏專門部門組織實施O2O模式：用戶數(shù)據(jù)從線上定制傳輸?shù)骄€下生產(chǎn)時，用戶需求是否明確具體、交易數(shù)據(jù)是否真實可靠、智能生產(chǎn)是否滿足用戶定制要求等無法快速響應(yīng)并實施，O2O效率優(yōu)勢難以體現(xiàn)。制造企業(yè)實現(xiàn)資源共享協(xié)同的新型生產(chǎn)管理模式欠缺，原有組織架構(gòu)和業(yè)務(wù)流程急需再造與優(yōu)化[3]。

（4）生產(chǎn)性服務(wù)企業(yè)服務(wù)能力薄弱，技術(shù)和產(chǎn)業(yè)支撐能力不足：目前國內(nèi)主要互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)雖然在大數(shù)據(jù)領(lǐng)域取得了相應(yīng)的理論和應(yīng)用研究成果，但大多數(shù)對制造行業(yè)的特性缺乏深入了解。而現(xiàn)有生產(chǎn)性服務(wù)商軟件服務(wù)主要集中在較低端的CAD、企業(yè)管理軟件和少量工業(yè)云平臺，雖然能提供定制化服務(wù)，但總體性能層次不齊，持續(xù)服務(wù)能力沒有保證，制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融合的綜合解決方案等高端軟件非常缺乏。

3、工業(yè)大數(shù)據(jù)驅(qū)動下的融合與創(chuàng)新

工業(yè)大數(shù)據(jù)驅(qū)動下的“制造業(yè)+互聯(lián)網(wǎng)”融合與創(chuàng)新實現(xiàn)路徑主要在兩個方面：一是制造全生命周期業(yè)務(wù)創(chuàng)新，即通過工業(yè)大數(shù)據(jù)驅(qū)動的創(chuàng)新產(chǎn)品設(shè)計、智能制造、智能服務(wù)等；二是產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)新業(yè)務(wù)創(chuàng)新，即以智能互聯(lián)的工業(yè)產(chǎn)品為載體，承載服務(wù)產(chǎn)品周邊生態(tài)系統(tǒng)的各類產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。但制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)業(yè)屬性和特征不同，企業(yè)對融合的發(fā)展也存在認識差異，“制造業(yè)+互聯(lián)網(wǎng)”融合與創(chuàng)新策略需要政府、企業(yè)的通力合作[4]。

3.1 政府指引：強化戰(zhàn)略引導(dǎo)，推進企業(yè)協(xié)同發(fā)展

3.1.1 突破關(guān)鍵核心技術(shù)，強化軟件支撐作用

引導(dǎo)和支持企業(yè)深入研究工業(yè)大數(shù)據(jù)與互聯(lián)網(wǎng)融合技術(shù)架構(gòu)，圍繞智能制造需求，突破工業(yè)大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)云等綜合集成關(guān)鍵核心技術(shù)，建立工業(yè)大數(shù)據(jù)流通標準規(guī)范，完善相關(guān)數(shù)據(jù)共享與保護法律制度，推動全鏈條網(wǎng)絡(luò)化。加快計算機輔助仿真設(shè)計、產(chǎn)品全生命周期管理系統(tǒng)等基礎(chǔ)性工業(yè)軟件產(chǎn)品水平，強化軟件支撐的智能制造基礎(chǔ)性作用。

3.1.2 研究建立制造服務(wù)業(yè)統(tǒng)計指標體系，加快大數(shù)據(jù)管理局和交易所落地

首先，加強對制造業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)融合創(chuàng)新發(fā)展的規(guī)模、結(jié)構(gòu)、效益等進行定性和定量分析研究。在傳統(tǒng)的產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計、互聯(lián)網(wǎng)電子商務(wù)、售后服務(wù)等統(tǒng)計指標的基礎(chǔ)上，探索研究融資租賃、設(shè)計協(xié)同、個性化定制、精準供應(yīng)鏈管理等制造服務(wù)業(yè)新興業(yè)態(tài)的統(tǒng)計指標體系，并建立信息管理和定期發(fā)布制度；其次，根據(jù)統(tǒng)一標準與制度，加快大數(shù)據(jù)管理局、交易所等機構(gòu)落地動作，統(tǒng)籌決策，提供制造業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)等各類大數(shù)據(jù)的發(fā)展方向、交易機制、交易指數(shù)、實時評估等服務(wù)，促進其數(shù)據(jù)資源匯聚與交易撮合。

3.1.3 培育支持新興企業(yè)與中小企業(yè)，促進新老企業(yè)之間合作

培育在研產(chǎn)供銷服等各環(huán)節(jié)“制造業(yè)+互聯(lián)網(wǎng)”融合創(chuàng)新投資的新興企業(yè)與中小企業(yè)，對其提供咨詢、資金、技術(shù)以及政策上的支持服務(wù)，鼓勵依托互聯(lián)網(wǎng)平臺和工業(yè)軟件積極進行產(chǎn)品、業(yè)務(wù)和模式創(chuàng)新。大力支持新興企業(yè)與成熟企業(yè)之間的網(wǎng)絡(luò)化合作，促進在新模式、新業(yè)務(wù)、新流程方面的協(xié)同創(chuàng)新，對其發(fā)展進行監(jiān)測和跟蹤，為政策制定提供客觀依據(jù)。

3.2 企業(yè)主導(dǎo)：把握融合態(tài)勢，依靠主控式創(chuàng)新

3.2.1 生產(chǎn)性服務(wù)企業(yè)

整合和發(fā)展一批第三方跨界融合型的生產(chǎn)性服務(wù)企業(yè)，既深入了解制造業(yè)需求，又擁有互聯(lián)網(wǎng)化的組織協(xié)同能力。生產(chǎn)性服務(wù)企業(yè)依托融合型人才、跨學(xué)科領(lǐng)域模型以及多樣化處理模式，為制造業(yè)提供組織架構(gòu)變革、業(yè)務(wù)流程再造、資源整合等管理咨詢服務(wù)，以及互聯(lián)網(wǎng)平臺搭建、產(chǎn)品在線檢測、系統(tǒng)遠程運維等信息技術(shù)服務(wù)。挖掘雙方潛在需求，提升綜合化、標準化的融合解決方案的能力，通過主控式創(chuàng)新，充當制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)業(yè)的“粘合劑”。

3.2.2 消費品制造企業(yè)

消費品制造企業(yè)要抓住貼近終端用戶的優(yōu)勢，構(gòu)建面向制造業(yè)的全流程、全業(yè)務(wù)O2O開放平臺及業(yè)務(wù)部門，由垂直集中管理向扁平分散管理轉(zhuǎn)變，由用戶局部參與向全程參與轉(zhuǎn)變。通過O2O平臺內(nèi)的數(shù)據(jù)挖掘捕捉行業(yè)最新動態(tài)、社區(qū)交互建立專業(yè)圈子、技術(shù)匹配獲取精準數(shù)據(jù)資源支持、創(chuàng)意轉(zhuǎn)化獲得產(chǎn)品收益分享。企業(yè)從產(chǎn)品生產(chǎn)轉(zhuǎn)向產(chǎn)品個性化服務(wù)，注重用戶價值創(chuàng)造，從而支撐平臺更快發(fā)展。

3.2.3 裝備制造企業(yè)

裝備制造企業(yè)尤其是傳統(tǒng)裝備制造企業(yè)和高端裝備制造企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，通過發(fā)展以智能工廠為載體的智能生產(chǎn)、以工業(yè)云平臺為關(guān)鍵的智能管理、以智能互聯(lián)為特征的智能產(chǎn)品和以智能決策為特征的智能服務(wù)，從而覆蓋產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)執(zhí)行、產(chǎn)品運維、企業(yè)管理等制造業(yè)全部環(huán)節(jié)。裝備制造業(yè)依靠工業(yè)大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)徹底改變制造業(yè)生產(chǎn)組織方式和人機關(guān)系，并帶來商業(yè)模式的變革。

3.2.4 互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)

互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)擁有先天的數(shù)據(jù)優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢。互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)通過參與產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟等交流平臺，建立與制造業(yè)融合發(fā)展的技術(shù)體系、標準規(guī)范，促進商業(yè)大數(shù)據(jù)與工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺全面融合，實現(xiàn)制造能力的在線發(fā)布、協(xié)同和交易。制造業(yè)則通過對接互聯(lián)網(wǎng)公共服務(wù)平臺、跨境電商平臺、物流平臺等，共享互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、技術(shù)和服務(wù)，打造高效協(xié)同的生產(chǎn)流通一體化新生態(tài)。

4、“制造業(yè)+互聯(lián)網(wǎng)”融合下工業(yè)大數(shù)據(jù)未來研究方向

工業(yè)大數(shù)據(jù)是“制造業(yè)+互聯(lián)網(wǎng)”融合創(chuàng)新的驅(qū)動力和催化劑，并廣泛應(yīng)用在基于產(chǎn)品全生命周期的數(shù)據(jù)集成、管理和數(shù)據(jù)分析應(yīng)用等各個技術(shù)環(huán)節(jié)，其未來重點研究方向是：

（1）基于產(chǎn)品全生命周期數(shù)據(jù)管理：①產(chǎn)品全生命周期建模技術(shù)：研究建立面向產(chǎn)品全生命周期統(tǒng)一的、具有可擴充性的能表達完整信息的產(chǎn)品模型，該模型能隨著產(chǎn)品研制自動擴張，并從設(shè)計模型自動映射為不同階段的其它模型，同時能全面表達和評價與產(chǎn)品全生命周期相關(guān)的性能指標；②集成數(shù)據(jù)環(huán)境技術(shù)：工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺將產(chǎn)業(yè)鏈上不同企業(yè)、形式不同的“產(chǎn)品數(shù)據(jù)”通過工作流平臺和產(chǎn)品全生命周期模型描述為單一的、標準的、可用的產(chǎn)品信息資源，分散在互聯(lián)網(wǎng)上的用戶可以通過統(tǒng)一的訪問控制和追蹤溯源權(quán)限對其進行增刪改查操作；③產(chǎn)品研制協(xié)同技術(shù)：當產(chǎn)品在異地異時、異構(gòu)系統(tǒng)、異種平臺間進行實時動態(tài)設(shè)計和制造時，對企業(yè)內(nèi)部或供應(yīng)鏈之間進行數(shù)據(jù)協(xié)同管理。

（2）面向智慧工廠的數(shù)據(jù)分析：①數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)：將選取后的所需數(shù)據(jù)整合成用于數(shù)據(jù)挖掘的數(shù)據(jù)集，研究通過分類、聚類、回歸、預(yù)測、關(guān)聯(lián)等算法將數(shù)據(jù)集所含規(guī)律盡可能以用戶理解的方式表示出來；②高維數(shù)據(jù)可視化技術(shù)：工業(yè)大數(shù)據(jù)通過算法模型對其進行規(guī)律總結(jié)，將高維度的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可顯示的低緯度數(shù)據(jù)，并通過圖形和圖像的可視化交互方式，幫助人們分析和理解高維數(shù)據(jù)。

5、結(jié)束語

工業(yè)大數(shù)據(jù)作為“制造業(yè)+互聯(lián)網(wǎng)”融合與創(chuàng)新的核心資產(chǎn)，亦是制造業(yè)信息化發(fā)展到當前階段的必然結(jié)果。它的價值不僅僅是信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，更重要的是采用數(shù)據(jù)思維來管理和創(chuàng)新業(yè)務(wù)、優(yōu)化全業(yè)務(wù)流程和提供業(yè)務(wù)管理工具。如何利用工業(yè)大數(shù)據(jù)打通企業(yè)內(nèi)外部數(shù)據(jù)采集、集成、管理、分析的產(chǎn)業(yè)鏈條，是制造業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)融合創(chuàng)新的重要研究領(lǐng)域。

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作者簡介：

孫立，鹽城工學(xué)院經(jīng)濟管理學(xué)院，副教授，碩士研究生，主要研究方向為工業(yè)大數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用。