工業(yè)大數(shù)據(jù)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心

新一代信息通信技術(shù)的發(fā)展驅(qū)動制造業(yè)邁向轉(zhuǎn)型升級的新階段——工業(yè)大數(shù)據(jù)驅(qū)動的新階段，這是在新技術(shù)條件下制造業(yè)生產(chǎn)全流程、全產(chǎn)業(yè)鏈、產(chǎn)品全生命周期數(shù)據(jù)可獲取、可分析、可執(zhí)行的必然結(jié)果。

工業(yè)大數(shù)據(jù)是我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要戰(zhàn)略資源，需要針對工業(yè)自己的特點有效利用工業(yè)大數(shù)據(jù)推動工業(yè)升級。一方面，我國是制造中心，實體制造比重大，但技術(shù)含量低、勞動密集、高資源消耗制造的比重也大，實體工廠和實體制造升級迫在眉睫;另一方面，我國互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有領(lǐng)先優(yōu)勢，需要充分發(fā)揮這一優(yōu)勢，并將其與制造業(yè)緊密結(jié)合，促進制造業(yè)升級和生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)的發(fā)展。因此，我國在推進工業(yè)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用過程中，要突出智能互聯(lián)產(chǎn)品創(chuàng)新，同時兼顧智能制造和制造服務(wù)，用數(shù)據(jù)驅(qū)動制造全生命周期從設(shè)計、制造到交付、服務(wù)、回收各個環(huán)節(jié)的智能化升級，推動制造全產(chǎn)業(yè)鏈智能協(xié)同，優(yōu)化生產(chǎn)要素配置和資源利用，消除低效的中間環(huán)節(jié)。

工業(yè)大數(shù)據(jù)的內(nèi)涵

工業(yè)大數(shù)據(jù)即工業(yè)數(shù)據(jù)的總和，其來源主要包括企業(yè)信息化數(shù)據(jù)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、“跨界”數(shù)據(jù)。企業(yè)信息系統(tǒng)存儲了高價值密度的核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，積累的產(chǎn)品研發(fā)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)制造數(shù)據(jù)、供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)以及客戶服務(wù)數(shù)據(jù)，存在于企業(yè)或產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)部，是工業(yè)領(lǐng)域傳統(tǒng)數(shù)據(jù)資產(chǎn)。近年來，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)成為工業(yè)大數(shù)據(jù)新的、增長最快的來源之一，它能實時自動采集設(shè)備和裝備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，并對它們實施遠程實時監(jiān)控?；ヂ?lián)網(wǎng)也促進了工業(yè)與經(jīng)濟社會各個領(lǐng)域的深度融合，人們開始關(guān)注氣候變化、生態(tài)約束、政治事件、自然災(zāi)害、市場變化等因素對企業(yè)經(jīng)營產(chǎn)生的影響，外部跨界數(shù)據(jù)已成為工業(yè)大數(shù)據(jù)不可忽視的來源。

人和機器是產(chǎn)生工業(yè)大數(shù)據(jù)的主體。人產(chǎn)生的數(shù)據(jù)是指由人輸入計算機中的數(shù)據(jù)，例如設(shè)計數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)等;機器數(shù)據(jù)是指由傳感器、儀器儀表和智能終端等采集的數(shù)據(jù)。近年來，由人產(chǎn)生的數(shù)據(jù)規(guī)模的比重正逐步降低，企業(yè)信息化和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中機器產(chǎn)生的海量時序數(shù)據(jù)是工業(yè)數(shù)據(jù)規(guī)模變大的主要來源，機器數(shù)據(jù)所占據(jù)的比重將越來越大。

工業(yè)大數(shù)據(jù)的特征

工業(yè)大數(shù)據(jù)作為對工業(yè)相關(guān)要素的數(shù)字化描述和在賽博空間的映像，首先符合大數(shù)據(jù)的4V特征，即大規(guī)模、速度快、類型雜、低質(zhì)量。相對于其他類型大數(shù)據(jù)，工業(yè)大數(shù)據(jù)還具有反映工業(yè)邏輯的多模態(tài)、強關(guān)聯(lián)、高通量等新特征。

多模態(tài)是指工業(yè)大數(shù)據(jù)必須反映工業(yè)系統(tǒng)的系統(tǒng)化特征及其各方面要素，包括工業(yè)領(lǐng)域中“光、機、電、液、氣”等多學(xué)科、多專業(yè)信息化軟件產(chǎn)生的不同種類的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。比如三維產(chǎn)品模型文件不僅包含幾何造型信息，還包含尺寸、工差、定位、物性等其他信息;同時，飛機、風(fēng)機、機車等復(fù)雜產(chǎn)品的數(shù)據(jù)又涉及機械、電磁、流體、聲學(xué)、熱學(xué)等多學(xué)科、多專業(yè)。

強關(guān)聯(lián)反映的是工業(yè)的系統(tǒng)性及其復(fù)雜動態(tài)關(guān)系，不是數(shù)據(jù)字段的關(guān)聯(lián)，本質(zhì)是指物理對象之間和過程的語義關(guān)聯(lián)。包括產(chǎn)品部件之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，產(chǎn)品生命周期設(shè)計、制造、服務(wù)等不同環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)以及在產(chǎn)品生命周期的統(tǒng)一階段涉及的不同學(xué)科不同專業(yè)的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)。

高通量即工業(yè)傳感器要求瞬時寫入超大規(guī)模數(shù)據(jù)。嵌入了傳感器的智能互聯(lián)產(chǎn)品已成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代的重要標(biāo)志，用機器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)代替人產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)實時的感知。從工業(yè)大數(shù)據(jù)的組成體量上來看，物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)已成為工業(yè)大數(shù)據(jù)的主體。以風(fēng)機裝備為例，根據(jù)IEC61400-25標(biāo)準(zhǔn)，持續(xù)運轉(zhuǎn)風(fēng)機的故障狀態(tài)，其數(shù)據(jù)采樣頻率為50Hz，按2萬臺風(fēng)機計算，如果全量采集，則寫入速率為4.5GB/s?？傮w而言，機器設(shè)備產(chǎn)生的時序數(shù)據(jù)的特點包括海量的設(shè)備與測點、數(shù)據(jù)采集頻度高（產(chǎn)生速度快）、數(shù)據(jù)總吞吐量大、7×24h持續(xù)不斷，呈現(xiàn)出“高通量”的特征。工業(yè)大數(shù)據(jù)與企業(yè)信息化

企業(yè)信息化數(shù)據(jù)是工業(yè)領(lǐng)域傳統(tǒng)數(shù)據(jù)資產(chǎn)，也是工業(yè)大數(shù)據(jù)的第一個來源。在傳統(tǒng)制造業(yè)企業(yè)信息化系統(tǒng)中，廣義產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)主要支持產(chǎn)品開發(fā)，企業(yè)資源計劃系統(tǒng)負(fù)責(zé)“人財物、產(chǎn)供銷”，供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈，客戶關(guān)系管理系統(tǒng)服務(wù)于企業(yè)客戶和用戶，制造企業(yè)生產(chǎn)過程執(zhí)行系統(tǒng)負(fù)責(zé)制造執(zhí)行，維護、維修和運營系統(tǒng)支持售后服務(wù)等。這些企業(yè)信息化系統(tǒng)積累的產(chǎn)品研發(fā)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)制造數(shù)據(jù)、物流供應(yīng)數(shù)據(jù)以及客戶服務(wù)數(shù)據(jù)多以結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的形態(tài)存儲在企業(yè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，計算機輔助設(shè)計、仿真等研發(fā)軟件產(chǎn)生的非結(jié)構(gòu)化工程數(shù)據(jù)則通過文件方式管理。

在企業(yè)信息化領(lǐng)域，信息系統(tǒng)是數(shù)據(jù)和流程的綜合體，二者聯(lián)系緊密。波音公司20多年前采用“以數(shù)據(jù)為中心”的信息化架構(gòu)。20世紀(jì)90年代，隨著空中客車公司的崛起，波音公司危機四伏，訂單下降，美譽度也隨之下降。危難之際，波音公司當(dāng)時新上任的董事長武達德特別注重波音公司信息系統(tǒng)建設(shè)，成功解決了“信息孤島”問題，極大地改善了波音公司業(yè)績。具體方法就是以數(shù)據(jù)為中心，把產(chǎn)品數(shù)據(jù)、工藝數(shù)據(jù)、項目數(shù)據(jù)等有機融合在一起，構(gòu)成邏輯上的單一產(chǎn)品數(shù)據(jù)源，然后在數(shù)據(jù)集上重構(gòu)業(yè)務(wù)流程。從客服到客戶，提供端到端的服務(wù)模式，讓業(yè)務(wù)流程圍著數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)。由此可見，流程是產(chǎn)生數(shù)據(jù)的來源，也是消費數(shù)據(jù)的歸宿，數(shù)據(jù)是支持流程無縫、高效運行的原材料，二者不可分離。從數(shù)據(jù)流動的視角來看，企業(yè)信息化解決了工業(yè)領(lǐng)域“有數(shù)據(jù)”的問題，網(wǎng)絡(luò)化解決了“能流動”的問題，工業(yè)大數(shù)據(jù)要解決數(shù)據(jù)“智能化”的問題?！靶畔⒒蹦軌虬颜_的數(shù)據(jù)在正確的時間以正確的方式傳遞給正確的人和機器，“智能化”則把海量的工業(yè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為信息，信息轉(zhuǎn)化為知識，知識轉(zhuǎn)化為科學(xué)決策，以應(yīng)對和解決制造過程的復(fù)雜性和不確定性等問題，其目標(biāo)在于不斷提高制造資源的配置效率。企業(yè)信息化主要解決的是數(shù)據(jù)單元傳遞問題，工業(yè)大數(shù)據(jù)則主要是基于數(shù)據(jù)集合分析問題。

工業(yè)大數(shù)據(jù)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可以從網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)和安全3個方面理解。其中，網(wǎng)絡(luò)是基礎(chǔ)，即通過工業(yè)全系統(tǒng)的互聯(lián)互通，促進工業(yè)數(shù)據(jù)的無縫集成;數(shù)據(jù)是核心，即通過工業(yè)數(shù)據(jù)全周期的應(yīng)用，實現(xiàn)機器彈性生產(chǎn)、運營管理優(yōu)化、生產(chǎn)協(xié)同組織與商業(yè)模式創(chuàng)新，推動工業(yè)智能化發(fā)展;安全是保障，即通過構(gòu)建涵蓋工業(yè)全系統(tǒng)的安全防護體系，保障工業(yè)智能化的實現(xiàn)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展體現(xiàn)了多個產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的融合，是構(gòu)建工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)、實現(xiàn)工業(yè)智能化發(fā)展的必由之路。

工業(yè)大數(shù)據(jù)是智能制造與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心，其本質(zhì)是通過促進數(shù)據(jù)的自動流動解決控制和業(yè)務(wù)問題，減少決策過程帶來的不確定性，并盡量克服人工決策的缺點。隨著互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)的深度融合，機器數(shù)據(jù)的傳輸方式由局域網(wǎng)絡(luò)走向廣域網(wǎng)絡(luò)，從管理企業(yè)內(nèi)部的機器拓展到管理企業(yè)外部的機器，支撐人類和機器邊界的重構(gòu)、企業(yè)和社會邊界的重構(gòu)，釋放工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的價值。工業(yè)大數(shù)據(jù)創(chuàng)造價值的過程才剛剛開始，工業(yè)大數(shù)據(jù)的價值不僅在于對現(xiàn)有業(yè)務(wù)的優(yōu)化，更在于支撐企業(yè)、行業(yè)乃至全社會的創(chuàng)新、轉(zhuǎn)型和發(fā)展。

伴隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的不斷普及，工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用價值將逐步釋放，智能制造也將得到長足發(fā)展。當(dāng)前，工業(yè)大數(shù)據(jù)仍處在高速發(fā)展的歷史階段，其概念內(nèi)涵、技術(shù)方法、價值創(chuàng)造模式還在不斷創(chuàng)新演化之中，需要努力和大膽地創(chuàng)新實踐。

針對智能制造和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新需求，把工業(yè)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用與工業(yè)自身提高質(zhì)量、降低成本、提升管理水平的需求結(jié)合起來，特別要與中國工業(yè)的發(fā)展階段和結(jié)構(gòu)特點結(jié)合起來，走出有中國特色的工業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新路線，助力中國工業(yè)彎道取直與加速騰飛。