工業(yè)互聯(lián)網的發(fā)展驅動制造業(yè)邁向轉型升級的新階段——數(shù)據驅動的新階段，工業(yè)APP成為釋放工業(yè)大數(shù)據價值的方式

以物聯(lián)網、大數(shù)據、云計算等為代表的新一輪科技革命席卷全球，正在構筑信息互通、資源共享、能力協(xié)同、開放合作的制造業(yè)新體系，為制造業(yè)創(chuàng)新和發(fā)展提供了極大的想象空間。工業(yè)互聯(lián)網的發(fā)展驅動制造業(yè)邁向轉型升級的新階段——數(shù)據驅動的新階段，這是新的技術條件下制造業(yè)生產全流程、全產業(yè)鏈、產品全生命周期的數(shù)據可獲取、可分析、可執(zhí)行的必然結果，也是制造業(yè)隱性知識顯性化不斷取得突破的內在要求。

一

工業(yè)大數(shù)據的來源

工業(yè)大數(shù)據來源主要有三個方面：一是企業(yè)經營管理數(shù)據；一是機器設備數(shù)據；一是來源于企業(yè)外部數(shù)據：

1、經營管理數(shù)據:是指傳統(tǒng)工業(yè)自動化控制與信息化系統(tǒng)中產生的數(shù)據， 如 ERP、MES 等。

2、機器設備數(shù)據:是來源于工業(yè)生產線設備、機器、產品等方面的數(shù)據，多由傳感器、設備儀器儀表進行采集產生。

3、外部數(shù)據:是指來源于工廠外部的數(shù)據，主要包括來自互聯(lián)網的市場、環(huán)境、客戶、政府、供應鏈等外部環(huán)境的信息和數(shù)據。

二

工業(yè)大數(shù)據的特征

工業(yè)大數(shù)據具有4V特性,即具有大量化(Volume)、多樣化(Variety)、快速化(Velocity)、價值密度低（Value）。換句話說，只有具備這些特點的數(shù)據，才是大數(shù)據。

三

工業(yè)大數(shù)據的采集和處理

互聯(lián)網的數(shù)據主要來自于互聯(lián)網用戶和服務器等網絡設備，主要是大量的文本數(shù)據、社交數(shù)據以及多媒體數(shù)據等，而工業(yè)數(shù)據主要來源于機器設備數(shù)據、工業(yè)信息化數(shù)據和產業(yè)鏈相關數(shù)據。

工業(yè)大數(shù)據來源復雜，采集的手段也多樣。工業(yè)領域的設備光通訊協(xié)議都讓會讓人眼花目眩。下圖是網上找來的一張工業(yè)協(xié)議的匯總圖，但這僅僅是眾多協(xié)議中的一部分：

工業(yè)大數(shù)據，從特征來看，可以分為結構化、半結構化或非結構化等幾種類型；而且有大量的不可用的數(shù)據。數(shù)據采集只是萬里長征的第一步。

采集來的數(shù)據還需要經過數(shù)據ETL的數(shù)據處理過程，即數(shù)據的抽?。‥xtract）、數(shù)據的清洗（Cleaning）、數(shù)字的轉換（Transform）、數(shù)字的裝載（Load）。數(shù)據的處理過程如下圖：

四

工業(yè)大數(shù)據的技術參考架構

工業(yè)大數(shù)據技術架構共有五個部分，分別為數(shù)據采集層、數(shù)據存儲與集成層、數(shù)據建模層、數(shù)據處理層、數(shù)據交互應用層。

五

工業(yè)大數(shù)據的作用

1、資源優(yōu)化是目標

兩化融合主要動力和核心目標就是不斷優(yōu)化制造資源的配置效率，就是要實現(xiàn)更好的質量、更低的成本、更快的交付、更多的滿意度，就是要提高制造業(yè)全要素生產率。

2、數(shù)據轉化是關鍵

海量的工業(yè)大數(shù)據通過工業(yè)互聯(lián)網將信息數(shù)據化，網絡化讓數(shù)據匯集和流動，智能化實現(xiàn)了數(shù)據轉化，即能夠把正確的數(shù)據在正確的時間以正確的方式傳遞給正確的人和機器，能夠把海量的工業(yè)數(shù)據轉化為信息，信息轉化為知識，知識轉化為科學決策，以應對和解決制造過程的復雜性和不確定性等問題，在這一過程中不斷提高制造資源的配置效率。

3、工業(yè)軟件是核心

工業(yè)大數(shù)據的核心在于應用，在于優(yōu)化資源配置效率，其關鍵在于，數(shù)據如何轉化為信息，信息如何轉化為知識，知識如何轉化為決策，其背后都有賴于模型。工業(yè)軟件構建了一套數(shù)據如何流動的模型，正是這套模型確保了正確的數(shù)據能夠在正確的時間以正確的方式傳遞給正確的人和機器。

六

釋放工業(yè)大數(shù)據價值的工業(yè)APP

為落實國務院《關于深化“互聯(lián)網+先進制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網的指導意見》，加快培育工業(yè)互聯(lián)網APP，2018年5月11日，工信部印發(fā)了《工業(yè)互聯(lián)網APP培育工程實施方案(2018-2020年)》。實施方案中明確指出在未來三年將通過政策保障、資金支持培育出30萬個工業(yè)APP，構建工業(yè)APP標準體系。

所謂工業(yè)APP，是指面向特定工業(yè)應用場景，開發(fā)者通過調用工業(yè)互聯(lián)網云平臺的資源，推動工業(yè)技術、經驗、知識和最佳實踐模型化、軟件化、再封裝而形成的應用程序。工業(yè)大數(shù)據挖掘和分析的結果可廣泛應用于企業(yè)研發(fā)設計、復雜生產過程、產品需求預測、工業(yè)供應鏈優(yōu)化和工業(yè)綠色發(fā)展等各個環(huán)節(jié)。而作為工業(yè)軟件的一種工具、要素和載體的工業(yè)APP，為制造業(yè)建立了一套信息空間與物理空間的閉環(huán)賦能體系。

1、面向設計領域的工業(yè)APP

工業(yè)設計大數(shù)據主要用于提高研發(fā)人員的研發(fā)創(chuàng)新能力、研發(fā)效率和質量，支持協(xié)同設計，具體體現(xiàn)為以下幾個方面：

（1）基于模型和仿真的研發(fā)設計

基于模型的研發(fā)設計。在數(shù)字化技術環(huán)境下的產品設計開發(fā)，從概念設計就以數(shù)字化模型為載體，不受到時間和空間等因素的限制對產品模型修改和完善，然后將最終方案的數(shù)據通過生產設備進行產品制作。

基于仿真的設計。通過數(shù)字化模型的顯示、仿真、快速成型、虛擬現(xiàn)實交互，可及早發(fā)現(xiàn)設計缺陷，優(yōu)化產品，克服以往多種缺點。虛擬仿真技術還在不斷提高系統(tǒng)的智能型，逐步解決產品創(chuàng)新設計中的不確定性與模糊性。

（2）基于產品生命周期的設計

運用大數(shù)據相關技術，實現(xiàn)高度有序化的方式展示產品生命周期設計大數(shù)據的關系，方便地集成員工在設計中產方便地集成員工在設計中產生的新知識，使產品設計大數(shù)據得進一步豐富。

（3）融合消費者反饋的設計

利用工業(yè)數(shù)據平臺獲取消費者、市場等各維度的數(shù)據信息，達到生產者和消費者之間“信息粘性”的效果，利用這些關聯(lián)數(shù)據信息，通過大數(shù)據挖掘分析技術，實現(xiàn)客戶全面洞察，改進、創(chuàng)新設計產品的功能和款式。

2、面向生產制造的工業(yè)APP

（1）工業(yè)物聯(lián)網生產線

在生產工藝改進方面，在生產過程中使用這些大數(shù)據，就能分析整個生產流程，有助于制造商改進其生產流程。在能耗分析方面，在設備生產過程中利用傳感器集中監(jiān)控所有的生產流程，優(yōu)化能源的消耗。

（2）生產質量控制

利用工業(yè)大數(shù)據技術，挖掘產品質量特性與關鍵工藝參數(shù)之間的關聯(lián)規(guī)則，抽取過程質量控制知識，為在線工序質量控制、工藝參數(shù)優(yōu)化提供指導性意見。

（3）生產計劃與排程

大數(shù)據給予企業(yè)更詳細的數(shù)據信息，發(fā)現(xiàn)歷史預測與實際的偏差概率，通過數(shù)據的關聯(lián)分析及監(jiān)控，企業(yè)能更準確地制定計劃。

3、面向需求預測的工業(yè)APP

在產品開發(fā)方面，分析當前需求變化和組合形式，通過消費人群的關注點進行產品功能、性能的調整，設計制造更加符合核心需要的新產品，針對每一個群體策劃并推送針對性的營銷。

4、面向供應鏈的工業(yè)APP

供應鏈環(huán)節(jié)工業(yè)大數(shù)據的應用主要體現(xiàn)在供應鏈優(yōu)化，即通過全產業(yè)鏈的信息整合，使整個生產系統(tǒng)達到協(xié)同優(yōu)化，讓生產系統(tǒng)更加動態(tài)靈活，進一步提高生產效率和降低生產成本。主要應用有供應鏈配送體系優(yōu)化和用戶需求快速響應。

5、面向運營服務的工業(yè)APP

新一代信息技術通過對產品的配方、工藝及原材料采購、生產制造、倉儲、運輸、使用、大修和報廢的全過程進行監(jiān)控和管理，保證了企業(yè)的更好運營和提供給用戶更好的服務。

七

結語

工業(yè)大數(shù)據是互聯(lián)網、大數(shù)據和工業(yè)產業(yè)結合的產物，是中國制造2025、工業(yè)互聯(lián)網、工業(yè)4.0等國家戰(zhàn)略在企業(yè)的落腳點。工業(yè)APP是基于工業(yè)互聯(lián)網，承載工業(yè)知識和經驗，是工業(yè)技術軟件化的重要成果，也是工業(yè)大數(shù)據價值的物化。不僅如此，基于大數(shù)據數(shù)據的價值挖掘創(chuàng)造新價值，推動制造業(yè)服務化的轉型，創(chuàng)新商業(yè)模式，發(fā)掘更多的藍海市場。