制造云大數(shù)據(jù)的研究與思考

大數(shù)據(jù)研究與思考是我今天要分享的課題。首先探討智慧云制造整個(gè)概念，就制造云大數(shù)據(jù)來(lái)源的分類特點(diǎn)價(jià)值這個(gè)重點(diǎn)來(lái)切入；其次是智慧制造云對(duì)關(guān)鍵技術(shù)的需求以及我們團(tuán)隊(duì)提出的智慧制造云大數(shù)據(jù)平臺(tái)機(jī)構(gòu)和技術(shù)構(gòu)建、方案和實(shí)踐，最后提出幾點(diǎn)建議。

制造云大數(shù)據(jù)

眾所周知，人類社會(huì)正面臨著一場(chǎng)新的技術(shù)革命和新的產(chǎn)業(yè)變革。那么我們認(rèn)為互聯(lián)網(wǎng)+人工智能的時(shí)代正在到來(lái)。怎么解讀人工智能？首先，網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)泛在的互聯(lián)網(wǎng)，包括傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)+人工智能，其核心技術(shù)是七類技術(shù)深度融合，包括新互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、新一代信息技術(shù)、新人工智能技術(shù)、新能源技術(shù)、新材料技術(shù)、新生物技術(shù)以及新應(yīng)用領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)?；ヂ?lián)網(wǎng)時(shí)代特征總結(jié)為泛在互聯(lián)、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，共享服務(wù)，跨界融合，自主智慧和萬(wàn)眾創(chuàng)新。

當(dāng)然，制造業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)計(jì)民生和國(guó)家安全的重要基石，正面臨全球新技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)變革的挑戰(zhàn)，特別是新一代信息通信技術(shù)，核心就是要發(fā)展智能制造技術(shù)產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用。對(duì)我國(guó)來(lái)說(shuō)面臨的五大挑戰(zhàn)是：第一要從技術(shù)跟隨到創(chuàng)新以及到超越，第二要從傳統(tǒng)制造向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)變，第三從粗放型制造向質(zhì)量效益性轉(zhuǎn)變，第四從資源消耗到綠色制造轉(zhuǎn)型，最后要由生產(chǎn)型制造到生產(chǎn)+服務(wù)型制造轉(zhuǎn)變。

其核心問(wèn)題就是要貫徹創(chuàng)新協(xié)調(diào)綠色開(kāi)放共享發(fā)展理念，要走中國(guó)特色的工業(yè)化道路，以創(chuàng)新發(fā)展為主題，以制造業(yè)提高質(zhì)量增加效益為中心，特別強(qiáng)化兩化融合，而且要推進(jìn)智能制造主攻方向。

云制造的概念首先是基于泛在網(wǎng)絡(luò)，其次是借助新興大制造技術(shù)、信息通信技術(shù)、智能科學(xué)技術(shù)及制造應(yīng)用領(lǐng)域四類技術(shù)深度融合。數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化作為技術(shù)手段，構(gòu)成一個(gè)以用戶為中心的統(tǒng)一經(jīng)營(yíng)的智慧硬軟資源和能力的服務(wù)云。這實(shí)際上就是人、機(jī)、物互聯(lián)服務(wù)，或者是現(xiàn)在提出的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念。

用戶通過(guò)智慧終端和智慧云制造服務(wù)平臺(tái)能隨時(shí)隨地按照需要獲取智慧制造的資源和能力，要對(duì)整個(gè)全系統(tǒng)全生命周期產(chǎn)業(yè)鏈里面的人機(jī)物信息技術(shù)自主的智慧的感知，互聯(lián)協(xié)同分析認(rèn)知和決策控制與執(zhí)行，促進(jìn)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)備三要素及信息流、物流、資金流、知識(shí)流、服務(wù)流集成優(yōu)化，形成一種基于法在網(wǎng)絡(luò)、用戶為中心、人機(jī)物信息融合。

智慧云模式是什么，手段是什么，業(yè)態(tài)是什么，特征是什么，實(shí)施內(nèi)容是什么，以及目標(biāo)是什么都值得探討。

我們把它叫智慧，因?yàn)閺?qiáng)調(diào)三種深度融合：人物與環(huán)境信息深度融合，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化智能化的深度融合，工業(yè)化和信息化的深度融合。同時(shí)，很重要的基于大數(shù)據(jù)的并行、協(xié)同、實(shí)時(shí)、互聯(lián)、智能的進(jìn)行創(chuàng)新。根據(jù)這樣一個(gè)理念所構(gòu)成的系統(tǒng)，我們把它叫做智慧云制造系統(tǒng)或者簡(jiǎn)單說(shuō)智慧制造云。概念模型包含幾大部分內(nèi)容，一是制造資源的能力和資源，這里面包括軟的、硬的，包括能力和智能互聯(lián)產(chǎn)品；二是制造云池；三是制造全生命周期的智慧云。其核心支持就是智慧云制造的平臺(tái)。

綜上，智慧制造云是一種互聯(lián)網(wǎng)+人工智能時(shí)代的模式手段。制造模式是以用戶為中心的互聯(lián)服務(wù)協(xié)同個(gè)性柔性社會(huì)化智能制造產(chǎn)品以及服務(wù)用戶的模式，它的手段就是四類技術(shù)深度融合的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化作為技術(shù)手段，構(gòu)成一個(gè)智慧化的人機(jī)物環(huán)境信息互聯(lián)系統(tǒng)，體現(xiàn)數(shù)字化、物聯(lián)化、虛擬化、協(xié)同化、定制化、柔性化和社會(huì)化的產(chǎn)品。

那么智慧制造云、工業(yè)云里面的大數(shù)據(jù)實(shí)際上是全系統(tǒng)全生命周期里面的三要素、五個(gè)流里不斷產(chǎn)生的四個(gè)大數(shù)據(jù)，包含制造全生命周期里面的各種數(shù)據(jù)，有企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理的數(shù)據(jù)，有技術(shù)產(chǎn)品設(shè)備的數(shù)據(jù)。有結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，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)。

智慧制造云大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，除了四個(gè)云以外，和大量、高速、多樣、價(jià)值以外，還加上了多元符合模態(tài)、數(shù)據(jù)類型異構(gòu)等。其作用簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)能精準(zhǔn)高效智能地用到全生命周期的活動(dòng)，促進(jìn)云制造的智慧化，目標(biāo)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)研制、管理服務(wù)效率質(zhì)量成本能耗，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品加服務(wù)為主導(dǎo)的隨時(shí)隨地的按需個(gè)性化指導(dǎo)。

目前，大數(shù)據(jù)在感知基礎(chǔ)上，有六類大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)，關(guān)鍵技術(shù)在制造云里有新的需求。首先大數(shù)據(jù)的集成與清洗，就是把不同來(lái)源、格式、特點(diǎn)性質(zhì)的數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)源在邏輯上或物理上有機(jī)地接入平臺(tái)并進(jìn)行新審查和教研，得到干凈、一致的數(shù)據(jù)。第二技術(shù)就是大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理，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(wèn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸集中的數(shù)據(jù)經(jīng)濟(jì)、高效、高可靠、容錯(cuò)的管理與服務(wù)。第三大數(shù)據(jù)分析挖掘，從這些海量的隨機(jī)的數(shù)據(jù)中要找出有價(jià)值的東西，比如說(shuō)現(xiàn)在分布式計(jì)算引擎，數(shù)據(jù)分析機(jī)器學(xué)習(xí)等，對(duì)我們制造云要以應(yīng)用目標(biāo)為導(dǎo)向，導(dǎo)出相應(yīng)算法軟件。同時(shí)需要建立云制造應(yīng)用系統(tǒng)定量分析的人工智能分析模型，數(shù)據(jù)不是直接用的，是通過(guò)模型來(lái)的?？梢暬?，各種各樣數(shù)據(jù)可視化而且能應(yīng)用，比如多維數(shù)據(jù)分析，虛擬現(xiàn)實(shí)等，對(duì)目前綜合處理顯示多維數(shù)據(jù)以及交互需求是非常重要的。其次是大數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量，對(duì)智慧云多類型標(biāo)準(zhǔn)需求不限，而且交易和交互要作為一個(gè)導(dǎo)向。最后就是安全，全生命周期里面要安全，像隱私保護(hù)、數(shù)據(jù)水印以及區(qū)塊鏈技術(shù)等。

大數(shù)據(jù)的云化

第三個(gè)問(wèn)題就是大數(shù)據(jù)云化。直接把大數(shù)據(jù)遷入模型軟件，第二是直接提供DAAS，第三個(gè)就是風(fēng)險(xiǎn)，最后一個(gè)就是大數(shù)據(jù)的可視化，基于大數(shù)據(jù)可視化技術(shù)實(shí)現(xiàn)智慧制造云里面的風(fēng)險(xiǎn)和顯示。

云里面大數(shù)據(jù)怎么用也值得探討。第一類是航天產(chǎn)品電纜數(shù)據(jù)化設(shè)計(jì)，也就是說(shuō)把電纜有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和綜合分析性能數(shù)據(jù)收集過(guò)來(lái)，放到電纜數(shù)據(jù)工程里面，實(shí)現(xiàn)了電纜數(shù)據(jù)化生產(chǎn)的一體化，產(chǎn)生效果后有60%以上研制時(shí)間開(kāi)展產(chǎn)品質(zhì)量提升。第二類是醫(yī)藥，利用現(xiàn)在制造云里面官方電子病例、醫(yī)療等信息系統(tǒng)提取海量臨床數(shù)據(jù)，挖掘藥物效用及治療方法，從而為醫(yī)藥研發(fā)提供參考。第三類是航天制造和生產(chǎn)比如博世、力士樂(lè)等智能生產(chǎn)。第四類就是維修，比如C919健康管理，需要實(shí)時(shí)檢測(cè)大數(shù)據(jù)中心。根據(jù)上面的情況，智慧制造云在大數(shù)據(jù)當(dāng)中是很重要的。

最后提點(diǎn)建議。首先當(dāng)然是大數(shù)據(jù)已經(jīng)成為智慧制造云建設(shè)和運(yùn)行的重要資源，如果沒(méi)有大數(shù)據(jù)、沒(méi)有云、沒(méi)有人工智能，那最后肯定是做不到智慧化制造。而研究實(shí)踐需要從技術(shù)、應(yīng)用、產(chǎn)業(yè)三方面來(lái)協(xié)調(diào)，進(jìn)行各個(gè)層次的技術(shù)創(chuàng)新和人才培養(yǎng)。

從技術(shù)應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)方面，概括性地提幾點(diǎn)想法：第一，從技術(shù)上要做到重視大數(shù)據(jù)、信息通信技術(shù)、人工智能技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)與制造領(lǐng)域等多種技術(shù)的深度融合。要搞大數(shù)據(jù)，必須要做到這幾個(gè)技術(shù)的深度融合，這是我們的一個(gè)觀點(diǎn)。第二，離不開(kāi)云，因此要對(duì)面向用戶大數(shù)據(jù)的云服務(wù)技術(shù)進(jìn)行研究。第三，要重視基于大數(shù)據(jù)制造全生命周期里面的新模式、流程、手段的研究。最后，要進(jìn)行符合共享經(jīng)濟(jì)商業(yè)模式的技術(shù)研究，當(dāng)然還有安全和相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的制定與評(píng)估。

從應(yīng)用角度來(lái)看，要“四個(gè)突出”。第一要以突出制造特色和行業(yè)特點(diǎn)來(lái)開(kāi)展；第二要突出問(wèn)題導(dǎo)向，問(wèn)題在哪，競(jìng)爭(zhēng)力缺點(diǎn)就在哪；第三要突出大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智慧云制造管理運(yùn)行模式、手段和業(yè)態(tài)的變革；第四要突出三要素與五流的綜合集成化、優(yōu)化和智慧化。

最后，要加強(qiáng)三個(gè)產(chǎn)業(yè)：第一要加強(qiáng)大數(shù)據(jù)技術(shù)工具集和平臺(tái)的研發(fā)產(chǎn)業(yè)，第二要加強(qiáng)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的建構(gòu)運(yùn)行產(chǎn)業(yè)，第三要加強(qiáng)數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)產(chǎn)業(yè)。

（本文根據(jù)李伯虎在“2016第九屆中國(guó)信息主管年會(huì)”上演講整理而成，未經(jīng)本人確認(rèn)。）