大數據驅動制造業邁向智能化

■王喜文

大數據驅動制造業邁向智能化

■王喜文

“人類正從IT時代走向DT時代”，阿里巴巴集團創始人馬云在各種場合都不遺余力地推銷自己的觀點，信息社會已經進入大數據（Big Data）時代。大數據改變著人們生活與工作方式，也改變著制造業企業運作模式。

制造業處于數據爆炸時代

隨著互聯網、物聯網、云計算等信息技術與通信技術的迅猛發展，數據量暴漲成了許多行業共同面對的嚴峻挑戰和寶貴機遇。隨著制造技術的進步和現代化管理理念的普及，制造業企業運營越來越依賴信息技術。如今，制造業整個價值鏈、制造業產品整個生命周期，都涉及諸多數據，呈現出爆炸性增長趨勢。

制造業企業需要管理的數據種類繁多，涉及大量結構化數據和非結構化數據。

1.產品數據。設計、建模、工藝、加工、測試、維護數據，產品結構、零部件配置關系、變更記錄等。

2.運營數據。組織結構、業務管理、生產設備、市場營銷、質量控制、生產、采購、庫存、目標計劃、電子商務等。

3.價值鏈數據。客戶、供應商、合作伙伴等。

4.外部數據。經濟運行數據、行業數據、市場數據、競爭對手數據等。隨著大規模定制和網絡協同的發展，制造業企業還需要實時從網上接受眾多消費者個性化定制數據，并通過網絡協同配置各方資源，組織生產，管理更多各類數據。

大數據是工業互聯網命脈

大數據帶來的巨大價值正在

被傳統產業認可。它通過技術創新與發展，以及數據的全面感知、收集、分析、共享，為企業管理者和參與者呈現出看待制造業價值鏈的全新視角。

1.實現智能生產。在德國“工業4.0”中，通過信息物理系統（CPS）實現工廠/車間的設備傳感和控制層的數據與企業信息系統融合，使得生產大數據傳到云計算數據中心進行存儲、分析，形成決策并反過來指導生產。

具體而言，生產線、生產設備都將配備傳感器，抓取數據，然后經過無線通信連接互聯網，傳輸數據，對生產本身實時監控。而生產所產生的數據經過快速處理、傳遞，反饋至生產過程，將工廠升級成為可以被管理和被自適應調整的智能網絡，使得工業控制和管理最優化，對有限資源進行最大限度使用，從而降低工業和資源的配置成本，使得生產過程高效進行。

過去，設備運行過程中，其自然磨損本身會使產品品質發生一定變化。而由于信息技術、物聯網技術的發展，現在可以通過傳感技術，實時感知數據，知道產品出了什么故障，哪里需要配件，使得生產過程能夠被精確控制，實現生產智能化。因此，在一定程度上，工廠/車間傳感器所產生的大數據直接決定“工業4.0”所要求的智能化設備的智能水平。

此外，從生產能耗角度看，設備生產過程中利用傳感器集中監控所有生產流程，能夠發現能耗異常或峰值情況，不斷實時優化能源消耗。同時，對所有流程大數據進行分析，將整體大幅降低生產能耗。

2.實現大規模定制。大數據是制造業智能化的基礎，其在制造業大規模定制中的應用包括數據采集、數據管理、訂單管理、智能化制造、定制平臺等，核心是定制平臺。定制數據達到一定數量級，就可以實現大數據應用。通過對大數據挖掘，實現流行預測、精準匹配、時尚管理、社交應用、營銷推送等。同時，大數據能夠幫助制造業企業提升營銷針對性，降低物流和庫存成本，減少資源投入風險。

利用大數據進行分析，將帶來倉儲、配送、銷售效率大幅提升和成本大幅下降，極大地減少庫存，優化供應鏈。同時，利用銷售數據、產品傳感器數據和供應商數據庫的數據，制造業企業可以準確預測全球不同市場區域商品需求。跟蹤庫存和銷售價格，節約大量成本。

“工業4.0”本質是基于信息物理系統（CPS）實現“智能工廠”，使智能設備根據處理后的信息，進行判斷、分析、自我調整、自動驅動生產加工，直至最后的產品完成等步驟。可以說，智能工廠已經為最終制造業大規模定制生產做好準備。

實現消費者個性化需求，一方面需要制造業企業生產提供個性產品或服務，一方面需要互聯網提供個性化定制需求。由于消費者每個人需求不同，導致需求的具體信息也不同，加上需求不斷變化，就構成了產品需求大數據。

消費者與制造業企業交互和交易行為將產生大量數據，挖掘和分析這些數據，能夠幫助消費者參與到產品需求分析和產品設計等創新活動中，為產品創新做出貢獻。制造業企業對這些數據進行處理，進而傳遞給智能設備，進行數據挖掘，設備調整，原材料準備等步

驟，才能生產出符合個性化需求的定制產品。

大數據構成新一代智能工廠

消費需求的個性化，要求傳統制造業突破現有生產方式與制造模式，對消費需求的海量數據與信息進行大數據處理與挖掘。同時，在進行這些非標準化產品生產過程中，產生的生產信息與數據也是大量的，需要及時收集、處理和分析，以指導生產。

這兩方面大數據信息流最終通過互聯網在智能設備之間傳遞，由智能設備進行分析、判斷、決策、調整、控制并繼續開展智能生產，生產出高品質個性化產品。

智能工廠中的大數據，是“信息”與“物理”世界彼此交互與融合所產生的大數據。大數據應用將帶來制造業企業創新和變革新時代。在以往傳統制造業生產管理信息數據基礎上，通過物聯網等帶來的物理數據感知，形成“工業4.0”時代的生產數據的私有云，創新了制造業企業的研發、生產、運營、營銷和管理方式。這些創新給制造業企業帶來更快速度、更高效率和更敏銳的洞察力。

（作者為工信部國際經濟技術合作中心電子商務所所長）

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