工業(yè)大數(shù)據(jù)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵要素，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是工業(yè)大數(shù)據(jù)的價(jià)值載體，二者相輔相成，既相互影響又密切關(guān)聯(lián)，是一個(gè)問題不可分割的兩個(gè)方面。發(fā)展工業(yè)大數(shù)據(jù)，包括工業(yè)大數(shù)據(jù)的理論、技術(shù)、產(chǎn)品和保障條件，對(duì)于促進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展具有重要的價(jià)值和意義。
工業(yè)大數(shù)據(jù)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)“網(wǎng)絡(luò)是基礎(chǔ)，平臺(tái)是核心，安全是保障，數(shù)據(jù)是關(guān)鍵”。首先，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是工業(yè)大數(shù)據(jù)的重要來源。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)連接的各種設(shè)備、工業(yè)產(chǎn)品、產(chǎn)業(yè)鏈、企業(yè)等，都是工業(yè)大數(shù)據(jù)的供給主體。其次，從工業(yè)大數(shù)據(jù)中提煉的各種隱含知識(shí)及經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)提升決策質(zhì)量、發(fā)現(xiàn)因果關(guān)系、優(yōu)化分析效率及準(zhǔn)確性等具有決定性作用。從作用關(guān)系的角度來看，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是新型基礎(chǔ)設(shè)施，工業(yè)大數(shù)據(jù)是新的生產(chǎn)資源，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的要素通過數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)和相互作用，工業(yè)大數(shù)據(jù)通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)流轉(zhuǎn)、計(jì)算和價(jià)值生成。從生產(chǎn)活動(dòng)的角度來看，工業(yè)大數(shù)據(jù)已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)的資源要素，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是工業(yè)大數(shù)據(jù)的主要承載，二者既是承載與對(duì)象的關(guān)系，又是靜態(tài)與動(dòng)態(tài)的辯證統(tǒng)一。因此，發(fā)展工業(yè)大數(shù)據(jù)，對(duì)于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的深化運(yùn)用、實(shí)質(zhì)落地和價(jià)值體現(xiàn)，發(fā)揮著決定性作用。
工業(yè)大數(shù)據(jù)的內(nèi)涵與特點(diǎn)
工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)歷了一個(gè)從數(shù)據(jù)到大數(shù)據(jù)的過程。第一類數(shù)據(jù)是傳統(tǒng)的工業(yè)數(shù)據(jù)，主要是來自工業(yè)信息化的數(shù)據(jù)，通常由IT域產(chǎn)生、使用和管理，比如ERP與CRM等系統(tǒng)。信息系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)主要依托關(guān)系型數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存儲(chǔ)。另外還有一部分?jǐn)?shù)據(jù)，主要是研發(fā)相關(guān)的數(shù)據(jù)，通常由PDM或者PRM來進(jìn)行管理。這類數(shù)據(jù)由于技術(shù)成熟，并且由標(biāo)準(zhǔn)的信息化系統(tǒng)作為載體，因此可以很好地訪問和使用。第二類數(shù)據(jù)是來自機(jī)器設(shè)備的數(shù)據(jù)，也是自動(dòng)化的數(shù)據(jù)。這類由傳感器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，以前存儲(chǔ)在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫里。然而，按照當(dāng)時(shí)的體系劃分，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫并不屬于IT系統(tǒng)的一部分，而是屬于OT系統(tǒng)。因?yàn)闄C(jī)器數(shù)據(jù)具有高頻、高通量的特性，動(dòng)輒數(shù)百萬點(diǎn)甚至千萬點(diǎn)每秒的產(chǎn)生規(guī)模，使得IT領(lǐng)域的關(guān)系數(shù)據(jù)庫無法滿足其吞吐量、存儲(chǔ)和響應(yīng)速度等方面的性能要求。第三類數(shù)據(jù)是來自產(chǎn)業(yè)鏈上下游的跨界數(shù)據(jù)。
面對(duì)這樣的情況，工業(yè)界只有對(duì)實(shí)際采樣到的秒級(jí)、毫秒級(jí)機(jī)器數(shù)據(jù)進(jìn)行降頻處理，將其轉(zhuǎn)變成當(dāng)時(shí)技術(shù)手段能夠處理的“小”數(shù)據(jù)，再輸入對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)倉庫產(chǎn)品中進(jìn)行分析。因此，工業(yè)“大數(shù)據(jù)”的概念，是當(dāng)前相對(duì)于傳統(tǒng)工業(yè)數(shù)據(jù)的內(nèi)涵而延伸和發(fā)展出來的，是現(xiàn)在狀態(tài)相對(duì)于歷史狀態(tài)的相對(duì)差異的描述和反映。當(dāng)前，隨著各種技術(shù)手段和工具的全面發(fā)展，工業(yè)大數(shù)據(jù)得以從幕后走到臺(tái)前，從樣本回歸整體，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的語境中發(fā)揮對(duì)現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)的直接價(jià)值和作用。
工業(yè)大數(shù)據(jù)相對(duì)于以往的大數(shù)據(jù)范式與形態(tài)具有鮮明的工業(yè)特點(diǎn)。
第一，工業(yè)大數(shù)據(jù)具有多模態(tài)的特點(diǎn)。工業(yè)大數(shù)據(jù)形態(tài)多樣，特別是非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。這是由工業(yè)生產(chǎn)社會(huì)化的屬性所決定的，生產(chǎn)環(huán)節(jié)復(fù)雜、產(chǎn)業(yè)鏈跨度長(zhǎng)、上下游發(fā)展程度不均衡、各參與主體任務(wù)屬性特征差異巨大等因素，導(dǎo)致了數(shù)據(jù)的多樣組織、表達(dá)、定義和呈現(xiàn)共同構(gòu)成多模態(tài)特性。
第二，工業(yè)大數(shù)據(jù)具有高通量的特點(diǎn)。工業(yè)大數(shù)據(jù)量大，而且實(shí)效性要求高，這是區(qū)別于以前工業(yè)大數(shù)據(jù)的重要特征。以風(fēng)力發(fā)電為例，按照50赫茲的采用速度計(jì)算，普通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)可以達(dá)到每臺(tái)500個(gè)測(cè)點(diǎn)左右的規(guī)模，并且連續(xù)24小時(shí)產(chǎn)生，要求系統(tǒng)具有極強(qiáng)的吞吐性能和響應(yīng)性能。
第三，工業(yè)大數(shù)據(jù)具有強(qiáng)關(guān)聯(lián)的特點(diǎn)。這個(gè)特點(diǎn)尤其重要，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)在語義層有復(fù)雜的顯性和隱性強(qiáng)關(guān)聯(lián)，不同物理變量之間的關(guān)系，既有工業(yè)機(jī)理方面，也有統(tǒng)計(jì)分析方面，不能孤立、局部、片面地看待，否則滿足不了工業(yè)對(duì)于嚴(yán)格性、可靠性和安全性方面的要求。
工業(yè)大數(shù)據(jù)的典型應(yīng)用方向
總體上講，工業(yè)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用分為三個(gè)層次：第一類，用于設(shè)備級(jí)管理。工業(yè)作為社會(huì)化大規(guī)模生產(chǎn)活動(dòng)，設(shè)備是其主要的生產(chǎn)資料之一，重要性非常突出。工業(yè)大數(shù)據(jù)對(duì)設(shè)備健康管理的意義，不僅在于設(shè)備現(xiàn)在的狀態(tài)怎么樣，還包括設(shè)備發(fā)生故障之后可能出現(xiàn)的連鎖反應(yīng)與后果，最終還需要回歸到引發(fā)設(shè)備健康問題的相關(guān)性甚至因果性關(guān)系。這是工業(yè)知識(shí)的范疇，也是工業(yè)界長(zhǎng)期以來飽受困擾卻受限于技術(shù)手段和工具發(fā)展水平，而沒有很好解決的問題。第二類，用于產(chǎn)線和工廠級(jí)的智能制造。在這一類應(yīng)用中，研究的對(duì)象由獨(dú)立的設(shè)備變成產(chǎn)線和工廠，抽象層次更高、看待工業(yè)顆粒度的級(jí)別更加宏觀。第三類，用于工業(yè)互聯(lián)的產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化場(chǎng)景。通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，制造業(yè)本身的內(nèi)涵和邊界發(fā)生了巨大變化，其中服務(wù)性延伸是重要方向。
首先，工業(yè)大數(shù)據(jù)分析是挖掘因果關(guān)聯(lián)知識(shí)的有效途徑。工業(yè)生產(chǎn)過程必須保證可量化、能推導(dǎo)和可驗(yàn)證，其本質(zhì)在于挖掘生產(chǎn)本質(zhì)的各種因果關(guān)系。然而由于認(rèn)識(shí)能力與水平的制約，目前人類在探求工業(yè)活動(dòng)的過程中，只能停留在對(duì)關(guān)聯(lián)關(guān)系的理解和處理層面?；诠I(yè)大數(shù)據(jù)的分析，為從傳統(tǒng)積累的大量歷史數(shù)據(jù)中準(zhǔn)確定位、判斷、確認(rèn)因果關(guān)系帶來新的希望，也是未來可能實(shí)現(xiàn)機(jī)理突破的重要方向。
其次，工業(yè)大數(shù)據(jù)分析是解決不確定性的重要手段。不確定性是工業(yè)生產(chǎn)過程面臨的主要矛盾之一。導(dǎo)致不確定性的因素有很多，人、機(jī)、料、法、環(huán)等所有的因素都有可能造成。以往的工業(yè)生產(chǎn)依賴經(jīng)驗(yàn)，因此，隨著工業(yè)大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的快速發(fā)展，未來有希望從眾多的線索中（成百上千的參數(shù)變量，在工業(yè)中普遍存在）發(fā)現(xiàn)規(guī)律，從長(zhǎng)期的不確定性中實(shí)現(xiàn)確定目標(biāo)。
