【深度】工業(yè)大數(shù)據(jù)全景解讀和應(yīng)用案例

慧都大數(shù)據(jù)
任何數(shù)據(jù)的采集和使用都是有成本的,工業(yè)數(shù)據(jù)也不例外。但隨著信息、電子和數(shù)學(xué)技術(shù)的發(fā)展,傳感器、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展,一批智能化、高精度、長(zhǎng)續(xù)航、高性價(jià)比、微型傳感器面世,以物聯(lián)網(wǎng)為代表的新一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在移動(dòng)數(shù)據(jù)通信的支持下,能做到任何時(shí)間、任何地點(diǎn)采集、傳送數(shù)據(jù)。

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)。

對(duì)于企業(yè)而言,了解工業(yè)大數(shù)據(jù)產(chǎn)生的背景,歸納工業(yè)企業(yè)大數(shù)據(jù)的分類和特點(diǎn),從數(shù)據(jù)流推動(dòng)工業(yè)價(jià)值創(chuàng)造的視角看待、重造工業(yè)價(jià)值流程,將具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。文章最后,慧都大數(shù)據(jù)將分享幾個(gè)在工業(yè)領(lǐng)域數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)價(jià)值創(chuàng)造的案例,希望起到拋磚引玉的作用。

1、工業(yè)大數(shù)據(jù)產(chǎn)生的背景

在工業(yè)生產(chǎn)中,無(wú)時(shí)不刻都在產(chǎn)生數(shù)據(jù)。生產(chǎn)機(jī)床的轉(zhuǎn)速、能耗,食品加工的溫濕度,火力發(fā)電機(jī)組的燃燒和燃煤消耗,汽車的裝備數(shù)據(jù),物流車隊(duì)的位置和速度等,都是在生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)。

自從工業(yè)從社會(huì)生產(chǎn)中獨(dú)立成為一個(gè)門類以來(lái),工業(yè)生產(chǎn)的數(shù)據(jù)采集、使用范圍就逐步加大。

泰勒拿著秒表計(jì)算工人的用鐵鍬送煤到鍋爐的時(shí)間開始,是對(duì)制造管理數(shù)據(jù)的采集和使用;

福特汽車的流水化生產(chǎn),是對(duì)汽車生產(chǎn)過(guò)程的工業(yè)數(shù)據(jù)的采集和工廠內(nèi)使用;

豐田的精益生產(chǎn)模式,將數(shù)據(jù)的采集和使用擴(kuò)大到工廠和上下游供應(yīng)鏈;

核電站發(fā)電過(guò)程中全程自動(dòng)化將生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)的自動(dòng)化水平提高到更高程度。

任何數(shù)據(jù)的采集和使用都是有成本的,工業(yè)數(shù)據(jù)也不例外。但隨著信息、電子和數(shù)學(xué)技術(shù)的發(fā)展,傳感器、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展,一批智能化、高精度、長(zhǎng)續(xù)航、高性價(jià)比、微型傳感器面世,以物聯(lián)網(wǎng)為代表的新一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在移動(dòng)數(shù)據(jù)通信的支持下,能做到任何時(shí)間、任何地點(diǎn)采集、傳送數(shù)據(jù)。

以云計(jì)算為代表的新型數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)架構(gòu),大幅降低工業(yè)數(shù)據(jù)處理的技術(shù)門檻和成本支出。以工業(yè)領(lǐng)域的SCADA系統(tǒng)為例,傳統(tǒng)模式下每個(gè)電網(wǎng)、化工企業(yè)都需要建立一套SCADA系統(tǒng),成本在千萬(wàn)以上,如果采用云架構(gòu)模式,成本將可以降低7成以上。

慧都大數(shù)據(jù)認(rèn)為國(guó)策方針才是重要影響力。完成了工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程的德國(guó)工業(yè)界,在自動(dòng)化基礎(chǔ)上,以工業(yè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),引入云計(jì)算和人工智能技術(shù),提升工業(yè)的智能化水平,以滿足大批量個(gè)性化定制的社會(huì)生產(chǎn)需求;美國(guó)擁有強(qiáng)大的云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)及數(shù)據(jù)處理能力,基于此,提出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略,將單個(gè)設(shè)備、單條生產(chǎn)線、單個(gè)工廠的數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng),通過(guò)大數(shù)據(jù)處理后,在診斷、預(yù)測(cè)、后服務(wù)等方面挖掘工業(yè)服務(wù)的價(jià)值。

中國(guó)相對(duì)于德國(guó)、美國(guó)而言,在工業(yè)自動(dòng)化、在云計(jì)算等領(lǐng)域都處于發(fā)展期,因此提出中國(guó)制造2025計(jì)劃,通過(guò)工業(yè)化和信息化融合發(fā)展的方式,將工業(yè)化和信息化整體規(guī)劃,并制定一系列的重點(diǎn)工程和推進(jìn)計(jì)劃。

2、工業(yè)大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)和分類

不管是工業(yè)自動(dòng)化、還是工業(yè)智能化(工業(yè)4.0)、或者是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概念,他們的基礎(chǔ)是工業(yè)數(shù)據(jù)。

隨著行業(yè)發(fā)展,工業(yè)企業(yè)收集的數(shù)據(jù)維度不斷擴(kuò)大。主要體現(xiàn)在三個(gè)方面:

一是時(shí)間維度不斷延長(zhǎng)。經(jīng)過(guò)多年的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng),積累下來(lái)歷年的產(chǎn)品數(shù)據(jù)、工業(yè)數(shù)據(jù)、原材料數(shù)據(jù)和生產(chǎn)設(shè)備數(shù)據(jù);

二是數(shù)據(jù)范圍不斷擴(kuò)大。隨著企業(yè)信息化建設(shè)的過(guò)程,一方面積累了企業(yè)的財(cái)務(wù)、供應(yīng)商數(shù)據(jù),也通過(guò)CRM系統(tǒng)積累了客戶數(shù)據(jù),通過(guò)CAD等積累了研發(fā)過(guò)程數(shù)據(jù),通過(guò)攝像頭積累了生產(chǎn)安全數(shù)據(jù)等,另一方面越來(lái)越多的外部數(shù)據(jù)也被收集回來(lái),包括市場(chǎng)數(shù)據(jù)、社交網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、企業(yè)輿情數(shù)據(jù)等;

三是數(shù)據(jù)粒度不斷細(xì)化。從一款產(chǎn)品到多款、多系列產(chǎn)品使得產(chǎn)品數(shù)據(jù)不斷細(xì)化,從單機(jī)機(jī)床到聯(lián)網(wǎng)機(jī)床,使得數(shù)據(jù)交互頻率大大增強(qiáng);加工精度從1mm提升到0.2mm,從5分鐘每次的統(tǒng)計(jì)到每5秒的全程監(jiān)測(cè),都使得采集到的數(shù)據(jù)精細(xì)度不斷提升。

以上三個(gè)維度最終導(dǎo)致企業(yè)所積累的數(shù)據(jù)量以加速度的方式在增加,構(gòu)成了工業(yè)大數(shù)據(jù)的集合。不管企業(yè)是否承認(rèn),這些數(shù)據(jù)都堆砌在工廠的各個(gè)角落,而且在不斷增加。

再?gòu)钠髽I(yè)經(jīng)營(yíng)的視角來(lái)看待這些工業(yè)數(shù)據(jù)??梢园凑諗?shù)據(jù)的用途分成三類:

第一類是經(jīng)營(yíng)性數(shù)據(jù),比如財(cái)務(wù)、資產(chǎn)、人事、供應(yīng)商基礎(chǔ)信息等數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)在企業(yè)信息化建設(shè)過(guò)程中陸陸續(xù)續(xù)積累起來(lái),表現(xiàn)了一個(gè)工業(yè)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)要素和成果。

第二類是生產(chǎn)性數(shù)據(jù),這部分是圍繞企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中積累的數(shù)據(jù),包括原材料、研發(fā)、生產(chǎn)工藝、半成品、成品、售后服務(wù)等。隨著數(shù)字機(jī)床、自動(dòng)化生產(chǎn)線、SCADA系統(tǒng)的建設(shè),這些數(shù)據(jù)也被企業(yè)大量記錄下來(lái)。這些數(shù)據(jù)是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中價(jià)值增值的體現(xiàn),是決定企業(yè)差異性的核心所在。

第三類是環(huán)境類數(shù)據(jù),包括布置在機(jī)床的設(shè)備診斷系統(tǒng),庫(kù)房、車間的溫濕度數(shù)據(jù),以及能耗數(shù)據(jù),廢水廢氣的排放等數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中起到約束作用。

從目前的數(shù)據(jù)采用情況看,經(jīng)營(yíng)類數(shù)據(jù)利用率最高,生產(chǎn)性數(shù)據(jù)和環(huán)境類數(shù)據(jù)相比差距比較大。從未來(lái)數(shù)據(jù)量來(lái)說(shuō),生產(chǎn)線數(shù)據(jù)在工業(yè)企業(yè)數(shù)據(jù)中的占比將越來(lái)越大,環(huán)境類數(shù)據(jù)也將越來(lái)越多樣化。

一般意義上,大數(shù)據(jù)有具有數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)種類多、商業(yè)價(jià)值高、處理速度高,在此基礎(chǔ)上,工業(yè)大數(shù)據(jù)還有兩大特點(diǎn)。

一是準(zhǔn)確率高,大數(shù)據(jù)一般的應(yīng)用場(chǎng)景是預(yù)測(cè),在一般性商業(yè)領(lǐng)域,如果預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率達(dá)到90%已經(jīng)是很高了,如果是99%就是卓越了。但在工業(yè)領(lǐng)域的很多應(yīng)用場(chǎng)景中,對(duì)準(zhǔn)確率的要求達(dá)到99.9%甚至更高,比如軌道交通自動(dòng)控制,再比如定制生產(chǎn),如果把甲乙客戶的訂單參數(shù)搞混了,就會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失。

二是實(shí)時(shí)性強(qiáng),工業(yè)大數(shù)據(jù)重要的應(yīng)用場(chǎng)景是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)預(yù)警、實(shí)時(shí)控制。一旦數(shù)據(jù)的采集、傳輸和應(yīng)用等全處理流程耗時(shí)過(guò)長(zhǎng),就難以在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)揮價(jià)值。

3、工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用案例

企業(yè)所積累的數(shù)據(jù)量以越來(lái)越快的速度在增加,很多企業(yè)也就順勢(shì)將大數(shù)據(jù)技術(shù)引入企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中。慧都大數(shù)據(jù)扎深工業(yè)行業(yè),目前工業(yè)企業(yè)應(yīng)用的主要體現(xiàn)分為以下三種:

一是基于數(shù)據(jù)的產(chǎn)品價(jià)值挖掘。通過(guò)對(duì)產(chǎn)品及相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行二次挖掘,創(chuàng)造新價(jià)值。

日本的科研人員日前設(shè)計(jì)出一種新型座椅,能夠通過(guò)分析相關(guān)數(shù)據(jù)識(shí)別主人,以此確保汽車的安全。這種座椅裝有360個(gè)不同類型的感應(yīng)器,可以收集并分析駕駛者的體重、壓力值,甚至坐到座椅上的方式等多種信息,并將它們與車載系統(tǒng)中內(nèi)置的車主信息進(jìn)行匹配,以此判斷駕駛者是否為車主,從而決定是否開動(dòng)汽車。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,這種車座的識(shí)別準(zhǔn)確率高達(dá)98%。

三一公司的挖掘機(jī)指數(shù)也是如此。通過(guò)在線跟蹤銷售出去的挖掘機(jī)的開工、負(fù)荷情況,就能了解全國(guó)各地基建情況,進(jìn)而對(duì)于宏觀經(jīng)濟(jì)判斷、市場(chǎng)銷售布局、金融服務(wù)提供調(diào)整依據(jù)。

二是提升服務(wù)型生產(chǎn)。提升服務(wù)型生產(chǎn)就是增加服務(wù)在生產(chǎn)(產(chǎn)品)的價(jià)值比重。主要體現(xiàn)在兩個(gè)方向。一是前向延伸,就是在售前階段,通過(guò)用戶參與、個(gè)性化設(shè)計(jì)的方式,吸引、引導(dǎo)和鎖定用戶。

比如紅領(lǐng)西服的服裝定制,通過(guò)精準(zhǔn)的量體裁衣,在其他成衣服裝規(guī)模關(guān)店的市場(chǎng)下,能保持每年150%的收入和利潤(rùn)增長(zhǎng),每件衣服的成本僅比成衣高10%。當(dāng)然了,小米手機(jī)也屬于這一類。二是后向延伸,通過(guò)銷售的產(chǎn)品建立客戶和廠家的互動(dòng),產(chǎn)生持續(xù)性價(jià)值。蘋果手機(jī)的硬件配置是標(biāo)準(zhǔn)的,但每個(gè)蘋果手機(jī)用戶安裝的軟件是個(gè)性化的,這里面最大的功勞是APPStore。蘋果通過(guò)銷售蘋果終端產(chǎn)品只是開始,通過(guò)APPStore建立用戶和廠商的連接,滿足用戶個(gè)性化需求,提供差異性服務(wù),年創(chuàng)造收入在百億美金。

三是創(chuàng)新商業(yè)模式。商業(yè)模式創(chuàng)新主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面,一是基于工業(yè)大數(shù)據(jù),工業(yè)企業(yè)對(duì)外能提供什么樣的創(chuàng)新性商業(yè)服務(wù);二是在工業(yè)大數(shù)據(jù)背景下,能接受什么樣的新型的商業(yè)服務(wù)。最優(yōu)的情況是,通過(guò)提供創(chuàng)新性商業(yè)模式能獲得更多的客戶,發(fā)掘更多的藍(lán)海市場(chǎng),贏取更多的利潤(rùn);同時(shí)通過(guò)接受創(chuàng)新性的工業(yè)服務(wù),降低了生產(chǎn)成本、經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。

比如,GE不銷售發(fā)動(dòng)機(jī),而是將發(fā)動(dòng)機(jī)租賃給航空公司使用,按照運(yùn)行時(shí)間收取費(fèi)用,這樣GE通過(guò)引入大數(shù)據(jù)技術(shù)監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài),通過(guò)科學(xué)診斷和維護(hù)提升發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命,獲得的經(jīng)濟(jì)回報(bào)高于發(fā)動(dòng)機(jī)銷售。

在接受服務(wù)方面,目前國(guó)內(nèi)外有一批企業(yè)提供云服務(wù)架構(gòu)的工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)。包括海爾收購(gòu)GE的白電業(yè)務(wù)的一攬子合作中,就包括GE的Predix工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)向海爾開放,接入海爾的工廠,提供工業(yè)大數(shù)據(jù)服務(wù)。九次方大數(shù)據(jù)也在聯(lián)合各省市建立云化的工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái),向當(dāng)?shù)氐墓I(yè)企業(yè)開放大數(shù)據(jù)采集、大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、大數(shù)據(jù)挖掘和應(yīng)用能力。

4、工業(yè)大數(shù)據(jù)的實(shí)踐指導(dǎo)

工業(yè)大數(shù)據(jù)是企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的一次重大變革,對(duì)于工業(yè)化、信息化都還沒有完成的工業(yè)企業(yè)而言,數(shù)據(jù)化時(shí)代又到來(lái)了,挑戰(zhàn)很大。

慧都大數(shù)據(jù)認(rèn)為工業(yè)大數(shù)據(jù)建設(shè),首先是一種思維變革,改變以前以要素競(jìng)爭(zhēng)為主的工業(yè)生產(chǎn)模式,進(jìn)入到數(shù)據(jù)和創(chuàng)新競(jìng)爭(zhēng)為主的新生產(chǎn)時(shí)代。其次,正如清華大學(xué)王建民教授所言“工業(yè)大數(shù)據(jù)不存在交鑰匙工程”,因此,需要企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)人、管理層、員工和相關(guān)人都投身其中,各司其職,才有所成。

最后,工業(yè)大數(shù)據(jù)建設(shè)抓住兩個(gè)板子作為突破點(diǎn)。一個(gè)是最長(zhǎng)的板,也就是梳理產(chǎn)品(工業(yè))競(jìng)爭(zhēng)力最強(qiáng)的在哪里,繼續(xù)深挖下面的數(shù)據(jù)價(jià)值,圍繞這一塊的工業(yè)數(shù)據(jù)構(gòu)建產(chǎn)品和服務(wù)能力;另一個(gè)是最短的板,就是影響工業(yè)企業(yè)發(fā)展的痛點(diǎn)在哪里,成本、市場(chǎng)、還是供應(yīng)鏈,還是能耗?在數(shù)據(jù)化時(shí)代下,尋找機(jī)遇大數(shù)據(jù)的解決方案。

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