工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展驅(qū)動(dòng)制造業(yè)邁向轉(zhuǎn)型升級(jí)的新階段——數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的新階段，工業(yè)APP成為釋放工業(yè)大數(shù)據(jù)價(jià)值的方式

以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等為代表的新一輪科技革命席卷全球，正在構(gòu)筑信息互通、資源共享、能力協(xié)同、開(kāi)放合作的制造業(yè)新體系，為制造業(yè)創(chuàng)新和發(fā)展提供了極大的想象空間。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展驅(qū)動(dòng)制造業(yè)邁向轉(zhuǎn)型升級(jí)的新階段——數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的新階段，這是新的技術(shù)條件下制造業(yè)生產(chǎn)全流程、全產(chǎn)業(yè)鏈、產(chǎn)品全生命周期的數(shù)據(jù)可獲取、可分析、可執(zhí)行的必然結(jié)果，也是制造業(yè)隱性知識(shí)顯性化不斷取得突破的內(nèi)在要求。

一

工業(yè)大數(shù)據(jù)的來(lái)源

工業(yè)大數(shù)據(jù)來(lái)源主要有三個(gè)方面：一是企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理數(shù)據(jù)；一是機(jī)器設(shè)備數(shù)據(jù)；一是來(lái)源于企業(yè)外部數(shù)據(jù)：

1、經(jīng)營(yíng)管理數(shù)據(jù):是指?jìng)鹘y(tǒng)工業(yè)自動(dòng)化控制與信息化系統(tǒng)中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)， 如 ERP、MES 等。

2、機(jī)器設(shè)備數(shù)據(jù):是來(lái)源于工業(yè)生產(chǎn)線設(shè)備、機(jī)器、產(chǎn)品等方面的數(shù)據(jù)，多由傳感器、設(shè)備儀器儀表進(jìn)行采集產(chǎn)生。

3、外部數(shù)據(jù):是指來(lái)源于工廠外部的數(shù)據(jù)，主要包括來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)的市場(chǎng)、環(huán)境、客戶、政府、供應(yīng)鏈等外部環(huán)境的信息和數(shù)據(jù)。

二

工業(yè)大數(shù)據(jù)的特征

工業(yè)大數(shù)據(jù)具有4V特性,即具有大量化(Volume)、多樣化(Variety)、快速化(Velocity)、價(jià)值密度低（Value）。換句話說(shuō)，只有具備這些特點(diǎn)的數(shù)據(jù)，才是大數(shù)據(jù)。

三

工業(yè)大數(shù)據(jù)的采集和處理

互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)主要來(lái)自于互聯(lián)網(wǎng)用戶和服務(wù)器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，主要是大量的文本數(shù)據(jù)、社交數(shù)據(jù)以及多媒體數(shù)據(jù)等，而工業(yè)數(shù)據(jù)主要來(lái)源于機(jī)器設(shè)備數(shù)據(jù)、工業(yè)信息化數(shù)據(jù)和產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)數(shù)據(jù)。

工業(yè)大數(shù)據(jù)來(lái)源復(fù)雜，采集的手段也多樣。工業(yè)領(lǐng)域的設(shè)備光通訊協(xié)議都讓會(huì)讓人眼花目眩。下圖是網(wǎng)上找來(lái)的一張工業(yè)協(xié)議的匯總圖，但這僅僅是眾多協(xié)議中的一部分：

工業(yè)大數(shù)據(jù)，從特征來(lái)看，可以分為結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化或非結(jié)構(gòu)化等幾種類(lèi)型；而且有大量的不可用的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集只是萬(wàn)里長(zhǎng)征的第一步。

采集來(lái)的數(shù)據(jù)還需要經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)ETL的數(shù)據(jù)處理過(guò)程，即數(shù)據(jù)的抽取（Extract）、數(shù)據(jù)的清洗（Cleaning）、數(shù)字的轉(zhuǎn)換（Transform）、數(shù)字的裝載（Load）。數(shù)據(jù)的處理過(guò)程如下圖：

四

工業(yè)大數(shù)據(jù)的技術(shù)參考架構(gòu)

工業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)架構(gòu)共有五個(gè)部分，分別為數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與集成層、數(shù)據(jù)建模層、數(shù)據(jù)處理層、數(shù)據(jù)交互應(yīng)用層。

五

工業(yè)大數(shù)據(jù)的作用

1、資源優(yōu)化是目標(biāo)

兩化融合主要?jiǎng)恿秃诵哪繕?biāo)就是不斷優(yōu)化制造資源的配置效率，就是要實(shí)現(xiàn)更好的質(zhì)量、更低的成本、更快的交付、更多的滿意度，就是要提高制造業(yè)全要素生產(chǎn)率。

2、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化是關(guān)鍵

海量的工業(yè)大數(shù)據(jù)通過(guò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將信息數(shù)據(jù)化，網(wǎng)絡(luò)化讓數(shù)據(jù)匯集和流動(dòng)，智能化實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化，即能夠把正確的數(shù)據(jù)在正確的時(shí)間以正確的方式傳遞給正確的人和機(jī)器，能夠把海量的工業(yè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為信息，信息轉(zhuǎn)化為知識(shí)，知識(shí)轉(zhuǎn)化為科學(xué)決策，以應(yīng)對(duì)和解決制造過(guò)程的復(fù)雜性和不確定性等問(wèn)題，在這一過(guò)程中不斷提高制造資源的配置效率。

3、工業(yè)軟件是核心

工業(yè)大數(shù)據(jù)的核心在于應(yīng)用，在于優(yōu)化資源配置效率，其關(guān)鍵在于，數(shù)據(jù)如何轉(zhuǎn)化為信息，信息如何轉(zhuǎn)化為知識(shí)，知識(shí)如何轉(zhuǎn)化為決策，其背后都有賴于模型。工業(yè)軟件構(gòu)建了一套數(shù)據(jù)如何流動(dòng)的模型，正是這套模型確保了正確的數(shù)據(jù)能夠在正確的時(shí)間以正確的方式傳遞給正確的人和機(jī)器。

六

釋放工業(yè)大數(shù)據(jù)價(jià)值的工業(yè)APP

為落實(shí)國(guó)務(wù)院《關(guān)于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導(dǎo)意見(jiàn)》，加快培育工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)APP，2018年5月11日，工信部印發(fā)了《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)APP培育工程實(shí)施方案(2018-2020年)》。實(shí)施方案中明確指出在未來(lái)三年將通過(guò)政策保障、資金支持培育出30萬(wàn)個(gè)工業(yè)APP，構(gòu)建工業(yè)APP標(biāo)準(zhǔn)體系。

所謂工業(yè)APP，是指面向特定工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景，開(kāi)發(fā)者通過(guò)調(diào)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)的資源，推動(dòng)工業(yè)技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)和最佳實(shí)踐模型化、軟件化、再封裝而形成的應(yīng)用程序。工業(yè)大數(shù)據(jù)挖掘和分析的結(jié)果可廣泛應(yīng)用于企業(yè)研發(fā)設(shè)計(jì)、復(fù)雜生產(chǎn)過(guò)程、產(chǎn)品需求預(yù)測(cè)、工業(yè)供應(yīng)鏈優(yōu)化和工業(yè)綠色發(fā)展等各個(gè)環(huán)節(jié)。而作為工業(yè)軟件的一種工具、要素和載體的工業(yè)APP，為制造業(yè)建立了一套信息空間與物理空間的閉環(huán)賦能體系。

1、面向設(shè)計(jì)領(lǐng)域的工業(yè)APP

工業(yè)設(shè)計(jì)大數(shù)據(jù)主要用于提高研發(fā)人員的研發(fā)創(chuàng)新能力、研發(fā)效率和質(zhì)量，支持協(xié)同設(shè)計(jì)，具體體現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：

（1）基于模型和仿真的研發(fā)設(shè)計(jì)

基于模型的研發(fā)設(shè)計(jì)。在數(shù)字化技術(shù)環(huán)境下的產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，從概念設(shè)計(jì)就以數(shù)字化模型為載體，不受到時(shí)間和空間等因素的限制對(duì)產(chǎn)品模型修改和完善，然后將最終方案的數(shù)據(jù)通過(guò)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行產(chǎn)品制作。

基于仿真的設(shè)計(jì)。通過(guò)數(shù)字化模型的顯示、仿真、快速成型、虛擬現(xiàn)實(shí)交互，可及早發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷，優(yōu)化產(chǎn)品，克服以往多種缺點(diǎn)。虛擬仿真技術(shù)還在不斷提高系統(tǒng)的智能型，逐步解決產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)中的不確定性與模糊性。

（2）基于產(chǎn)品生命周期的設(shè)計(jì)

運(yùn)用大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高度有序化的方式展示產(chǎn)品生命周期設(shè)計(jì)大數(shù)據(jù)的關(guān)系，方便地集成員工在設(shè)計(jì)中產(chǎn)方便地集成員工在設(shè)計(jì)中產(chǎn)生的新知識(shí)，使產(chǎn)品設(shè)計(jì)大數(shù)據(jù)得進(jìn)一步豐富。

（3）融合消費(fèi)者反饋的設(shè)計(jì)

利用工業(yè)數(shù)據(jù)平臺(tái)獲取消費(fèi)者、市場(chǎng)等各維度的數(shù)據(jù)信息，達(dá)到生產(chǎn)者和消費(fèi)者之間“信息粘性”的效果，利用這些關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)信息，通過(guò)大數(shù)據(jù)挖掘分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)客戶全面洞察，改進(jìn)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)產(chǎn)品的功能和款式。

2、面向生產(chǎn)制造的工業(yè)APP

（1）工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)線

在生產(chǎn)工藝改進(jìn)方面，在生產(chǎn)過(guò)程中使用這些大數(shù)據(jù)，就能分析整個(gè)生產(chǎn)流程，有助于制造商改進(jìn)其生產(chǎn)流程。在能耗分析方面，在設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程中利用傳感器集中監(jiān)控所有的生產(chǎn)流程，優(yōu)化能源的消耗。

（2）生產(chǎn)質(zhì)量控制

利用工業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)，挖掘產(chǎn)品質(zhì)量特性與關(guān)鍵工藝參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)規(guī)則，抽取過(guò)程質(zhì)量控制知識(shí)，為在線工序質(zhì)量控制、工藝參數(shù)優(yōu)化提供指導(dǎo)性意見(jiàn)。

（3）生產(chǎn)計(jì)劃與排程

大數(shù)據(jù)給予企業(yè)更詳細(xì)的數(shù)據(jù)信息，發(fā)現(xiàn)歷史預(yù)測(cè)與實(shí)際的偏差概率，通過(guò)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)分析及監(jiān)控，企業(yè)能更準(zhǔn)確地制定計(jì)劃。

3、面向需求預(yù)測(cè)的工業(yè)APP

在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面，分析當(dāng)前需求變化和組合形式，通過(guò)消費(fèi)人群的關(guān)注點(diǎn)進(jìn)行產(chǎn)品功能、性能的調(diào)整，設(shè)計(jì)制造更加符合核心需要的新產(chǎn)品，針對(duì)每一個(gè)群體策劃并推送針對(duì)性的營(yíng)銷(xiāo)。

4、面向供應(yīng)鏈的工業(yè)APP

供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)工業(yè)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在供應(yīng)鏈優(yōu)化，即通過(guò)全產(chǎn)業(yè)鏈的信息整合，使整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)達(dá)到協(xié)同優(yōu)化，讓生產(chǎn)系統(tǒng)更加動(dòng)態(tài)靈活，進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本。主要應(yīng)用有供應(yīng)鏈配送體系優(yōu)化和用戶需求快速響應(yīng)。

5、面向運(yùn)營(yíng)服務(wù)的工業(yè)APP

新一代信息技術(shù)通過(guò)對(duì)產(chǎn)品的配方、工藝及原材料采購(gòu)、生產(chǎn)制造、倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸、使用、大修和報(bào)廢的全過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控和管理，保證了企業(yè)的更好運(yùn)營(yíng)和提供給用戶更好的服務(wù)。

七

結(jié)語(yǔ)

工業(yè)大數(shù)據(jù)是互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)合的產(chǎn)物，是中國(guó)制造2025、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)4.0等國(guó)家戰(zhàn)略在企業(yè)的落腳點(diǎn)。工業(yè)APP是基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，承載工業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，是工業(yè)技術(shù)軟件化的重要成果，也是工業(yè)大數(shù)據(jù)價(jià)值的物化。不僅如此，基于大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的價(jià)值挖掘創(chuàng)造新價(jià)值，推動(dòng)制造業(yè)服務(wù)化的轉(zhuǎn)型，創(chuàng)新商業(yè)模式，發(fā)掘更多的藍(lán)海市場(chǎng)。