大數(shù)據(jù)時代下工程管理的思考

同濟(jì)大學(xué)教授 丁士昭

大數(shù)據(jù)時代下工程管理的思考

同濟(jì)大學(xué)教授 丁士昭

無線網(wǎng)絡(luò)、智能生產(chǎn)和大數(shù)據(jù)是現(xiàn)在全球最關(guān)注的三個領(lǐng)域。大數(shù)據(jù)這兩年也引起了中國的重視。我今天想講一講什么是大數(shù)據(jù)，即大數(shù)據(jù)的概念。大數(shù)據(jù)并不是指數(shù)字很大，這里涉及數(shù)據(jù)和數(shù)字的區(qū)別：數(shù)字是數(shù)據(jù)，文字、圖像、聲音也是數(shù)據(jù)。所以我們要討論的是大數(shù)據(jù)時代，而不是大數(shù)字時代。

一、大數(shù)據(jù)的概念

“大數(shù)據(jù)”是一個新觀念。數(shù)據(jù)是一個組織最重要的資產(chǎn)，比如一個大學(xué)，除了學(xué)生、老師和建筑的數(shù)量，數(shù)據(jù)也是它的重要資產(chǎn)，包括組織數(shù)據(jù)、經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)、技術(shù)數(shù)據(jù)等。而數(shù)據(jù)分析能力能夠顯示一個組織的核心競爭力。大數(shù)據(jù)時代對人類的數(shù)據(jù)駕馭能力提出了新的挑戰(zhàn)，同時也為人們獲得更為深刻、全面的洞察能力提供了前所未有的空間與潛力。

1.大數(shù)據(jù)引用的增值效應(yīng)

我們說，一個企業(yè)或?qū)W校作為一個組織都要做很多決策，當(dāng)今社會在商業(yè)、經(jīng)濟(jì)、政府及相關(guān)領(lǐng)域中的決策行為越來越取決于數(shù)據(jù)和分析，而不是僅僅依靠經(jīng)驗和直覺。大數(shù)據(jù)技術(shù)可以為決策提供一定的“預(yù)見參考”，而成功的分析和預(yù)見往往能帶來商業(yè)和經(jīng)濟(jì)價值，起到增值的效果。最近一份行業(yè)報告顯示，英國政府通過高效

使用公共大數(shù)據(jù)技術(shù)，每年可節(jié)省約330億英鎊，相當(dāng)于英國每人每年節(jié)約500英鎊；在洛杉磯，警方通過數(shù)據(jù)分析，能夠預(yù)測12小時內(nèi)哪個地區(qū)最有可能發(fā)生犯罪。

2.大數(shù)據(jù)的重大意義

去年3月22日，奧巴馬政府宣布投資2億美元拉動大數(shù)據(jù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，從而將“大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略”上升為國家意志。奧巴馬政府將“數(shù)據(jù)”定義為“未來的新石油”，并表示一個國家擁有數(shù)據(jù)的規(guī)模、活性及解釋運用的能力將成為綜合國力的重要組成部分。未來，對數(shù)據(jù)的占有和控制甚至將成為陸權(quán)、海權(quán)、空權(quán)之外的另一種國家核心資產(chǎn)。

聯(lián)合國也在2012年發(fā)布了大數(shù)據(jù)政務(wù)白皮書，指出大數(shù)據(jù)對于聯(lián)合國和各國政府來說是一個歷史性的機遇。

人們?nèi)缃窨梢允褂脴O為豐富的數(shù)據(jù)資源，來對社會經(jīng)濟(jì)進(jìn)行前所未有的實時分析，幫助政府更好地響應(yīng)社會和經(jīng)濟(jì)運行。除了對國家、企業(yè)的影響，個人生活亦在大數(shù)據(jù)技術(shù)的影響下發(fā)生著變化。

3.大數(shù)據(jù)和大數(shù)據(jù)分析

隨著云時代的來臨，大數(shù)據(jù)也吸引了越來越多的關(guān)注。大數(shù)據(jù)分析常和云計算聯(lián)系到一起，因為實時的大型數(shù)據(jù)集分析需要向數(shù)十、數(shù)百甚至數(shù)千的電腦分配工作。

我國專門成立了一個組織——著云臺團(tuán)隊，對中小企業(yè)云計算和大數(shù)據(jù)辦公平臺制定了實施標(biāo)準(zhǔn)，主要針對政府、企業(yè)、機構(gòu)與個人用戶推出了統(tǒng)一的解決方案與實施標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用指南，并率先在國內(nèi)起草了《中小企業(yè)云計算與大數(shù)據(jù)辦公平臺實施標(biāo)準(zhǔn)》。就企業(yè)層面而言，著云臺的分析師團(tuán)隊認(rèn)為：大數(shù)據(jù)（Big data）通常用來形容一個公司創(chuàng)造的大量非結(jié)構(gòu)化和半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在下載到關(guān)系型數(shù)據(jù)庫（是建立在關(guān)系模型基礎(chǔ)上的數(shù)據(jù)庫）用于分析時會花費過多時間和金錢。

4.大數(shù)據(jù)到底有多大？

“大數(shù)據(jù)”在互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)指的是這樣一種現(xiàn)象：互聯(lián)網(wǎng)公司在日常運營中生成、累積的用戶網(wǎng)絡(luò)行為數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)的規(guī)模是如此龐大，以至于不能用G或T來衡量。

大數(shù)據(jù)到底有多大？一組名為“互聯(lián)網(wǎng)上一天”（美國統(tǒng)計）的數(shù)據(jù)告訴我們：

■ 一天之中，互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的全部內(nèi)容可以刻滿1.68億張DVD ；

■ 發(fā)出的郵件有2940億封之多（相當(dāng)于美國兩年的紙質(zhì)信件數(shù)量）；

■ 發(fā)出的社區(qū)帖子達(dá)200萬個（相當(dāng)于《時代》雜志770年的文字量）；

■ 賣出的手機為37.8萬臺，高于全球每天出生的嬰兒數(shù)量37.1萬……

這些數(shù)據(jù)量都相當(dāng)可觀。截止到2012年，數(shù)據(jù)量已經(jīng)從TB（1024GB=1TB）級別（千G)躍 升 到PB（1024TB=1PB） (百 萬G)、EB（1024PB=1EB）（10億G）乃至ZB(1024EB=1ZB)級別（萬億G）。

■ 2008年全球產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量為0.49ZB；

■ 2009年的數(shù)據(jù)量為0.8ZB；

■ 2010年增長為1.2ZB；

■ 2011年的數(shù)量更是高達(dá)1.82ZB，相當(dāng)于全球每人產(chǎn)生200GB以上的數(shù)據(jù)；

■ 到2012年為止，人類生產(chǎn)的所有印刷材料的數(shù)據(jù)量是200PB，全人類歷史上說過的所有話的數(shù)據(jù)量大約是5EB。IBM的研究稱，整個人類文明所獲得的全部數(shù)據(jù)中，有90%是過去兩年內(nèi)產(chǎn)生的；

■ 而到了2020年，全世界所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)規(guī)模將達(dá)到今天的44倍。

二、大數(shù)據(jù)時代的內(nèi)涵

大數(shù)據(jù)時代的內(nèi)涵包括大數(shù)據(jù)時代、智能化生產(chǎn)以及無線網(wǎng)絡(luò)革命是引領(lǐng)未來繁榮的三大技術(shù)變革。

在山區(qū)進(jìn)行公路橋梁建造時，往往會面臨難度大、造價高等問題，因此在設(shè)計工作中首先要考慮施工的便捷性及其建設(shè)成本。工程師會優(yōu)先考慮箱梁、預(yù)制空心板、工型梁和T型梁等架構(gòu)和制作比較簡單的橋型，這些橋型受力結(jié)構(gòu)合理，便于進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化吊裝和預(yù)制，因此被大規(guī)模應(yīng)用于山區(qū)公路橋梁建設(shè)中。如果橋墩較低，則可以采用工型梁與T型梁結(jié)構(gòu)，對橋梁的伸縮縫裝置和支座進(jìn)行重新設(shè)計，防止因溫度出現(xiàn)變化而導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力變化。

世界級領(lǐng)先的全球管理咨詢公司——麥肯錫公司全球總裁麥肯錫稱：“數(shù)據(jù)，已經(jīng)滲透到當(dāng)今每一個行業(yè)和業(yè)務(wù)職能領(lǐng)域，成為重要的生產(chǎn)因素。人們對于海量數(shù)據(jù)的挖掘和運用，預(yù)示著新一波生產(chǎn)率增長和消費者盈余浪潮的到來。”

“大數(shù)據(jù)” 在物理學(xué)、生物學(xué)、環(huán)境生態(tài)學(xué)等領(lǐng)域以及軍事、金融、通訊等行業(yè)存在已有時日，卻因為近年來互聯(lián)網(wǎng)和信息行業(yè)的發(fā)展而引起人們關(guān)注。

正如《紐約時報》2012年2月的一篇專欄中所稱，“大數(shù)據(jù)”時代已經(jīng)降臨，在商業(yè)、經(jīng)濟(jì)及其他領(lǐng)域中，決策將日益基于數(shù)據(jù)和分析而做出，而并非基于經(jīng)驗和直覺。工程管理中有太多的重要決策需要基于大數(shù)據(jù)和大數(shù)據(jù)分析。

美國聯(lián)邦政府和一些部委已安排資金用于大數(shù)據(jù)開發(fā)。美國政府的重大科技部署包括1993年宣布“信息高速公路”以及2012年3月發(fā)布《大數(shù)據(jù)研究與發(fā)展倡議》。我國與發(fā)達(dá)國家有不少差距，更需要國家政策支持。

哈佛大學(xué)社會學(xué)教授加里·金說：“這是一場革命，龐大的數(shù)據(jù)資源使得各個領(lǐng)域開始了量化進(jìn)程，無論學(xué)術(shù)界、商界還是政府，所有領(lǐng)域都將開始這種進(jìn)程。”

同樣，工程管理領(lǐng)域也將開始量化進(jìn)程。

這里推薦一本書——《大數(shù)據(jù)時代》，它是國外大數(shù)據(jù)研究的先河之作，本書作者維克托·邁爾·舍恩伯格被譽為“大數(shù)據(jù)商業(yè)應(yīng)用第一人”，擁有在哈佛大學(xué)、牛津大學(xué)、耶魯大學(xué)和新加坡國立大學(xué)等多個互聯(lián)網(wǎng)研究重鎮(zhèn)任教的經(jīng)歷，他早在2010年就在《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》上發(fā)布了長達(dá)14頁對大數(shù)據(jù)應(yīng)用的前瞻性研究。

大數(shù)據(jù)時代的四個特征：

1.數(shù)據(jù)量巨大（Volume）；

2.類型繁多（Variety），有結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化的，還有圖像、聲音、文字等等；

3.價值密度低（Value），雖然可采集的數(shù)據(jù)繁多，但是有價值的數(shù)據(jù)較少，需要提煉；

4.速度快、時效高（Velocity）。

三、大數(shù)據(jù)的應(yīng)用和挑戰(zhàn)

1.大數(shù)據(jù)的應(yīng)用

（1）建立經(jīng)濟(jì)指標(biāo)預(yù)測系統(tǒng)

宏觀經(jīng)濟(jì)方面，IBM日本公司建立經(jīng)濟(jì)指標(biāo)預(yù)測系統(tǒng)，從互聯(lián)網(wǎng)新聞中搜索影響制造業(yè)的480項經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，計算采購經(jīng)理人指數(shù)的預(yù)測值。

（2）預(yù)測道瓊斯工業(yè)指數(shù)的變化

印第安納大學(xué)利用谷歌公司提供的心情分析工具，從近千萬條網(wǎng)民留言中歸納出六種心情，進(jìn)而對道瓊斯工業(yè)指數(shù)的變化進(jìn)行預(yù)測，準(zhǔn)確率達(dá)到87%。

（3）對采購和合理庫存量的管理

一些企業(yè)利用大數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)對采購和合理庫存量的管理，通過分析網(wǎng)上數(shù)據(jù)了解客戶需求、掌握市場動向。有資料顯示，全球零售商因盲目進(jìn)貨導(dǎo)致的銷售損失每年達(dá)1000億美元，這方面的數(shù)據(jù)分析大有作為。

（4）預(yù)測農(nóng)場產(chǎn)量

在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，硅谷有個氣候公司，從美國氣象局等數(shù)據(jù)庫中獲得幾十年的天氣數(shù)據(jù)，將各地降雨、氣溫、土壤狀況與歷年農(nóng)作物產(chǎn)量的相關(guān)度做成精密圖表，預(yù)測農(nóng)場來年產(chǎn)量，向農(nóng)戶出售個性化保險。

（5）企業(yè)篩選

阿里巴巴公司根據(jù)在淘寶網(wǎng)上中小企業(yè)的交易狀況篩選出財務(wù)健康和講究誠信的企業(yè)，對他們發(fā)放無需擔(dān)保的貸款。目前已放貸300多億元，壞賬率僅0.3%

（6）追蹤疾病的傳播

在醫(yī)療保健領(lǐng)域，“谷歌流感趨勢”項目依據(jù)網(wǎng)民搜索內(nèi)容分析全球范圍內(nèi)流感等病疫傳播狀況，與美國疾病控制和預(yù)防中心提供的報告對比，追蹤疾病的精確率達(dá)到97%。

（7）分析實時交通狀況

在社會安全管理領(lǐng)域，通過對手機數(shù)據(jù)的挖掘，可以分析實時動態(tài)的流動人口來源、出行，實時交通客流信息及擁堵情況。

（8）犯罪預(yù)測

美國麻省理工學(xué)院通過對十萬多人手機的通話、短信和空間位置等信息進(jìn)行處理，提取人們行為的時空規(guī)律性，進(jìn)行犯罪預(yù)測。

（9）科學(xué)研究

在科學(xué)研究領(lǐng)域，基于密集數(shù)據(jù)分析的科學(xué)發(fā)現(xiàn)成為繼實驗科學(xué)、理論科學(xué)和計算科學(xué)之后的第四個范例，基于大數(shù)據(jù)分析的材料基因組學(xué)和合成生物學(xué)等正在興起。

IBM的科學(xué)家預(yù)計，隨著大數(shù)據(jù)搜集和分析技術(shù)的發(fā)展，未來5年的城市、零售、醫(yī)療、安全、教育領(lǐng)域都將發(fā)生重大變化。

①城市將更加智能

5年內(nèi)，城市將變得像人一樣具備意識。當(dāng)?shù)溶嚨娜嗽龆鄷r，將有更多的公交車自動運行。

②醫(yī)生可以利用DNA保護(hù)人類的健康

醫(yī)生也將使用病人的DNA為你定制診療建議，即使是癌癥這種重大疾病，也可以借助智能計算在幾分鐘內(nèi)完成診斷和治療規(guī)劃。

③線下購物沖擊線上購物

5年內(nèi)，實體零售店將了解客人的偏好，并利用增強現(xiàn)實技術(shù)將網(wǎng)絡(luò)信息帶到消費者可以看得見、摸得著的地方。

④人類將擁有數(shù)字保鏢

數(shù)字保鏢可以保護(hù)私人賬號和身份信息，提前對欺詐行為做出警示，還能保護(hù)人們的個人隱私。

⑤教師可以了解學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度

復(fù)雜的分析可以幫助老師實時追蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)程，并為其定制學(xué)習(xí)計劃。

2.大數(shù)據(jù)的應(yīng)用的價值

麥肯錫公司2011年報告推測：如果把大數(shù)據(jù)用于美國的醫(yī)療保健，一年產(chǎn)生潛在價值3000億美元；用于歐洲的公共管理可獲得年度潛在價值2500億歐元；服務(wù)提供商利用個人位置數(shù)據(jù)可獲得潛在的消費者年度盈余6000億美元；利用大數(shù)據(jù)分析，零售商可增加運營利潤60%，制造業(yè)設(shè)備裝配成本會減少50%。

四、工程管理大數(shù)據(jù)的應(yīng)用的思考

1.工程建設(shè)和設(shè)施運營中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)（右圖上）

2.大數(shù)據(jù)在工程管理中的應(yīng)用（右圖中）

3.大數(shù)據(jù)時代的工程管理的準(zhǔn)備（右圖下）

(在2013年全國建筑模板腳手架行業(yè)年會上的演講，根據(jù)錄音整理，未經(jīng)本人審閱)

工程建設(shè)和設(shè)施運營中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)

大數(shù)據(jù)在工程管理中的應(yīng)用

大數(shù)據(jù)時代的工程管理的準(zhǔn)備

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1671-3362 (2014) 10-0026-03