大數(shù)據(jù)在工業(yè)制造業(yè)的應(yīng)用與研究

◆童 群

?

大數(shù)據(jù)在工業(yè)制造業(yè)的應(yīng)用與研究

◆童 群

(慈興集團(tuán)有限公司 浙江 315300)

當(dāng)前工業(yè)制造業(yè)是促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)增長的重要因素，在信息化飛速發(fā)展的階段，想要推進(jìn)工業(yè)制造業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展和改革，就需要利用大數(shù)據(jù)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。應(yīng)用大數(shù)據(jù)開展變革，促進(jìn)企業(yè)從傳統(tǒng)的制造業(yè)逐步向智能化發(fā)展。通過這樣的轉(zhuǎn)變，能夠有效提升經(jīng)濟(jì)發(fā)展，節(jié)約勞動力，使得我國工業(yè)水平邁向新的里程?；诖耍疚囊怨I(yè)制造業(yè)中大數(shù)據(jù)應(yīng)用現(xiàn)狀和大數(shù)據(jù)特點(diǎn)為切入點(diǎn)，對大數(shù)據(jù)在工業(yè)制造業(yè)中的應(yīng)用價值進(jìn)行分析，并著重闡述了大數(shù)據(jù)在工業(yè)制造業(yè)中的具體應(yīng)用，以期能夠推進(jìn)我國工業(yè)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展，提升我國在國際上的地位。

大數(shù)據(jù)；工業(yè)制造業(yè)；應(yīng)用研究

0 前言

隨著智能技術(shù)以及現(xiàn)代化信息技術(shù)的不斷發(fā)展，我國迎來了一個全新的智能時代，曾經(jīng)僅存于我們幻想中的場景逐漸成為現(xiàn)實(shí)，比如工人只需要發(fā)出口頭指令就可以指揮機(jī)器人完成相應(yīng)的生產(chǎn)工序，從生產(chǎn)到檢測再到市場投放全過程實(shí)現(xiàn)自動化。而這種自動化場景的實(shí)現(xiàn)，都離不開工業(yè)大數(shù)據(jù)的支持。在人與人、物與物、人與物的信息交流中逐步衍生出了工業(yè)大數(shù)據(jù)，并貫穿于產(chǎn)品的整個生命周期中。工業(yè)大數(shù)據(jù)勢必將會成為推動工業(yè)制造業(yè)智能化變革的核心力量，對我國工業(yè)制造業(yè)核心競爭力的提升有著非常積極地促進(jìn)作用和價值。

1 工業(yè)制造業(yè)中大數(shù)據(jù)應(yīng)用現(xiàn)狀和平臺構(gòu)建

（1）工業(yè)制造業(yè)中大數(shù)據(jù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著人類社會的不斷進(jìn)步，大數(shù)據(jù)的應(yīng)用越來越廣泛，特別是在一些電子商務(wù)領(lǐng)域應(yīng)用更為成熟。但在工業(yè)制造業(yè)方面大數(shù)據(jù)的應(yīng)用相對滯后。對于工業(yè)制造業(yè)而言，由于產(chǎn)品生產(chǎn)方式和種類的單一，使得企業(yè)對其他產(chǎn)品的了解知之甚少，一些工業(yè)制造業(yè)企業(yè)再收購其他企業(yè)后，沒有重視對企業(yè)資源的整合，大多數(shù)企業(yè)與收購的企業(yè)在運(yùn)行過程中依舊采取原有的機(jī)制，而這種情況必然會導(dǎo)致信息孤島的出現(xiàn)，對于企業(yè)的長效發(fā)展非常不利。而在工業(yè)制造業(yè)的發(fā)展過程中，大數(shù)據(jù)的利用能夠積極推動工業(yè)制造業(yè)各個環(huán)節(jié)，包括產(chǎn)品研發(fā)、產(chǎn)品生產(chǎn)以及產(chǎn)品銷售等環(huán)節(jié)[1]。例如在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中大數(shù)據(jù)能夠縮短研發(fā)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量。對于工業(yè)制造業(yè)而言，其實(shí)質(zhì)是屬于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，但是隨著制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，行業(yè)勢必要向智能化以及數(shù)據(jù)化發(fā)展。因此，工業(yè)制造業(yè)企業(yè)必須要徹底摒除傳統(tǒng)的生產(chǎn)理念，突破以往傳統(tǒng)生產(chǎn)模式的壁壘，在工業(yè)制造業(yè)的發(fā)展過程中加快大數(shù)據(jù)的運(yùn)用。

（2）工業(yè)大數(shù)據(jù)的平臺構(gòu)建

數(shù)據(jù)采集后使用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，對生產(chǎn)設(shè)備預(yù)警、趨勢、狀態(tài)及故障等進(jìn)行分析挖掘，實(shí)時監(jiān)控生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，為生產(chǎn)設(shè)備健康、安全運(yùn)行，智能維護(hù)、故障診斷提供保障，在分析挖掘中有以下幾個功能：

①數(shù)據(jù)源采集：基于生產(chǎn)設(shè)備開機(jī)實(shí)時運(yùn)行數(shù)據(jù)，PLC數(shù)據(jù)，傳感器數(shù)據(jù)，MRO數(shù)據(jù)，專家經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，服務(wù)終端采集數(shù)據(jù)等其他數(shù)據(jù)。

②數(shù)據(jù)處理：主要包括數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)核驗(yàn)、數(shù)據(jù)清洗，數(shù)據(jù)預(yù)處理和數(shù)據(jù)特征提取，在順利接收數(shù)據(jù)的前提下，清洗異常數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行加工，保證數(shù)據(jù)的質(zhì)量，為后續(xù)分析挖掘提供數(shù)據(jù)支撐。

③分析挖掘：結(jié)合業(yè)務(wù)理解和需求理解，并結(jié)合數(shù)據(jù)的支撐粒度，選擇不同的算法和模型，解決業(yè)務(wù)問題，例如數(shù)據(jù)分析、特征提取、機(jī)器學(xué)習(xí)等。

通過工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)智能監(jiān)控、健康診斷、專家與技術(shù)支持、模型庫完善，并在客戶端展示分析挖掘的結(jié)果，為運(yùn)營、監(jiān)控、診斷、決策提供數(shù)據(jù)支撐。

2 大數(shù)據(jù)在工業(yè)制造業(yè)中的應(yīng)用價值

（1）掌握客戶需求，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新

工業(yè)大數(shù)據(jù)在制造業(yè)中的有效應(yīng)用，能夠通過智能產(chǎn)品中的傳感器模塊，實(shí)時搜集和存儲客戶的喜好、使用習(xí)慣等基本數(shù)據(jù)信息，在企業(yè)生產(chǎn)需求的分析和設(shè)計中讓客戶在不知不覺的狀態(tài)下參與其中。接著制造業(yè)再通過大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，根據(jù)客戶的需求和喜好，對產(chǎn)品的功能和性能進(jìn)行具有針對性的創(chuàng)新，以此來更好地滿足客戶的多樣化需求，并構(gòu)建以規(guī)?；ㄖ茷楹诵牡男滦蜕虡I(yè)模式，從而為企業(yè)創(chuàng)造更多的價值。

（2）控制生產(chǎn)過程，完善科學(xué)管控

與其他行業(yè)的大數(shù)據(jù)應(yīng)用相比，工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用的最大特點(diǎn)就在于能夠全面的掌控工業(yè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)效率分析和故障預(yù)測。能夠讓企業(yè)運(yùn)營和保障人員快速構(gòu)建設(shè)備保障和生產(chǎn)線優(yōu)化的應(yīng)用，確定故障的所在，預(yù)測設(shè)備的工作狀態(tài)，進(jìn)而提高效率和降低運(yùn)營成本。在工業(yè)制造業(yè)領(lǐng)域中，通過大數(shù)據(jù)分析能夠獲得生產(chǎn)中產(chǎn)品所需的溫度、熱能、壓力、材料以及產(chǎn)量等數(shù)據(jù)信息，并將這些數(shù)據(jù)運(yùn)用到實(shí)際的生產(chǎn)加工過程中，同時根據(jù)這些所獲取的數(shù)據(jù)與預(yù)期要求的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，對生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行改進(jìn)，對生產(chǎn)工序進(jìn)行優(yōu)化。可見，在工業(yè)制造業(yè)中的運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，能夠?qū)ιa(chǎn)過程進(jìn)行調(diào)控和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理的實(shí)效性以及科學(xué)化，從而真正實(shí)現(xiàn)科學(xué)管控。

3 大數(shù)據(jù)在工業(yè)制造業(yè)中的具體應(yīng)用

（1）實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)

在工業(yè)制造業(yè)生產(chǎn)中，利用大數(shù)據(jù)生產(chǎn)技術(shù)能夠?qū)ιa(chǎn)設(shè)備、流水線以及傳輸渠道等系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行搜集、篩選、分析，以此來實(shí)現(xiàn)能夠?qū)崟r監(jiān)控生產(chǎn)作業(yè)的自身數(shù)據(jù)，以便能夠更好地掌控生產(chǎn)全過程。NoSQL數(shù)據(jù)模式的靈活性使得能夠不斷對生產(chǎn)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行更新，以此來提升生產(chǎn)系統(tǒng)靈活度；此外，在工業(yè)制造業(yè)生產(chǎn)過程中，運(yùn)用大數(shù)據(jù)能夠?qū)哂休^高實(shí)時性以及數(shù)據(jù)模型更新快的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行科學(xué)的分析和提取，并將其錄入到NoSQL數(shù)據(jù)庫中，以此來緩解當(dāng)前系統(tǒng)對數(shù)據(jù)信息的處理壓力，而對于實(shí)時性要求并不高的數(shù)據(jù)模塊，可以保留原有的系統(tǒng)功能接口，降低系統(tǒng)改造升級的成本[2]。

（2）借助數(shù)據(jù)分析市場情況

工業(yè)制造業(yè)能夠通過大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對現(xiàn)有的數(shù)據(jù)價值進(jìn)行挖掘，深度分析數(shù)據(jù)內(nèi)容，以便能夠提取更多有價值的數(shù)據(jù)信息，從而為工業(yè)制造業(yè)企業(yè)的各項(xiàng)重大決策提供更多有意義的參考信息。在大數(shù)據(jù)營銷期間，可以利用大數(shù)據(jù)對客戶的行為和購買需求進(jìn)行分析，詳細(xì)了解客戶的興趣偏好，購買習(xí)慣等，全方位掌握客戶的購買意向。大數(shù)據(jù)技術(shù)的有效運(yùn)用能夠使得各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息更加清晰，明確各項(xiàng)營銷活動的目標(biāo)[3]。此外，工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺可實(shí)現(xiàn)不同可視化展現(xiàn)方式，比如工業(yè)大屏、手機(jī)、PAD、PC機(jī)等，給公司不同層級人員提供數(shù)據(jù)認(rèn)知和決策依據(jù)，公司高管可實(shí)時掌控EPS數(shù)字化車間生產(chǎn)狀況而從容決策，生產(chǎn)管理人員可精準(zhǔn)制定排查計劃，設(shè)備維護(hù)部門制定動態(tài)維護(hù)計劃、采購部門提前采購易損備品備件。

（3）可以分析歷史價格應(yīng)對走勢預(yù)測

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展和廣泛運(yùn)用，在各領(lǐng)域中大數(shù)據(jù)分析都發(fā)揮出了非常重要的價值和作用，尤其是利用大數(shù)據(jù)對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集和挖掘，這是大數(shù)據(jù)最核心的功能，例如股票預(yù)測、消費(fèi)者行為預(yù)測等。工業(yè)大數(shù)據(jù)在制造業(yè)中的運(yùn)用其實(shí)質(zhì)就是通過大數(shù)據(jù)預(yù)測模型，對未來某一事件發(fā)生的概率進(jìn)行預(yù)測和判斷。大數(shù)據(jù)預(yù)測是以大數(shù)據(jù)以及預(yù)測模塊系統(tǒng)為核心構(gòu)成部分，在大數(shù)據(jù)預(yù)測功能上，是基于任何一種事物或者事件，發(fā)生非常規(guī)的變化都是有跡可循的，如果能夠找出征兆以及變化之間的規(guī)律，就可以對事物或者事件在未來可能發(fā)生的概率進(jìn)行預(yù)測。但是大數(shù)據(jù)預(yù)測并非能夠完全精準(zhǔn)的預(yù)測到某個事件發(fā)生的必然性，更多的情況下僅僅是提供一個概率，給決策者提供一個概率相對較高的方案或是建議因此，在運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析和預(yù)測技術(shù)時，一定要結(jié)合工業(yè)制造業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際[4]。此外，利用大數(shù)據(jù)能夠幫助人們更好地掌握今后物價的走勢，能夠提前預(yù)知通貨膨脹或是經(jīng)濟(jì)危機(jī)的發(fā)生。而且在電子商務(wù)平臺中通過大數(shù)據(jù)運(yùn)用還能夠?qū)ι唐返墓┣箨P(guān)系進(jìn)行有效監(jiān)控，因此也能夠?qū)ι唐返膬r值走勢進(jìn)行預(yù)測，并以預(yù)測的結(jié)果為依據(jù)，指導(dǎo)企業(yè)動態(tài)地調(diào)整價格，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利益最大化。

4 結(jié)語

在工業(yè)制造業(yè)的發(fā)展過程中，要想實(shí)現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，就必須要順應(yīng)時代的需求和變化，適應(yīng)行業(yè)智能化發(fā)展的趨勢。對于工業(yè)制造業(yè)而言，利用大數(shù)據(jù)進(jìn)行創(chuàng)新改革已經(jīng)勢在必行，在現(xiàn)有所取得的成效上，制造業(yè)企業(yè)都應(yīng)當(dāng)將大數(shù)據(jù)技術(shù)運(yùn)用到每一個生產(chǎn)經(jīng)營環(huán)節(jié)中。要想破除傳統(tǒng)生產(chǎn)理念和生產(chǎn)方式的限制，逐步向智能化、集約化、科學(xué)化發(fā)展，就必須要積極運(yùn)用大數(shù)據(jù)，才能完成制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。同時，大數(shù)據(jù)的應(yīng)用也可以推進(jìn)我國工業(yè)制造業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。加快大數(shù)據(jù)在行業(yè)中的應(yīng)用，對于我國工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和進(jìn)步都有著非常重要的影響。

[1]石慧芳，陳陽.基于大數(shù)據(jù)的制造業(yè)企業(yè)信息化數(shù)據(jù)分析及應(yīng)用技術(shù)研究[J].現(xiàn)代計算機(jī)，2016.

[2]王維斌.工業(yè)大數(shù)據(jù)在智能制造中的應(yīng)用價值分析[J].軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品，2017.

[3]李致遠(yuǎn)，陳光.工業(yè)大數(shù)據(jù)推動智能制造發(fā)展作用機(jī)理探析[J].中國工業(yè)評論，2016.

[4]肖玥，汪志曉.蘇南制造業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用研究[J].科技展望，2015.