大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的綠色制造模式分析

摘要：為了能夠?qū)⒕G色制造這一模式早日智能化、數(shù)據(jù)化，相關(guān)制造團(tuán)隊(duì)引入了大數(shù)據(jù)這一技術(shù)，期望能夠在生產(chǎn)工作中將大數(shù)據(jù)技術(shù)與綠色制造技術(shù)進(jìn)行一個(gè)有效的融合。大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的綠色制造模式便是在運(yùn)用相關(guān)的專業(yè)知識(shí)及制造常識(shí)對(duì)大數(shù)據(jù)以及綠色制造模式結(jié)合的過程中產(chǎn)生的。這種模式結(jié)合了現(xiàn)下最流行、最熱門的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將產(chǎn)品的生命周期作為模式的研究核心和主要成分，用大數(shù)據(jù)技術(shù)來激發(fā)綠色產(chǎn)品制造的研究，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);綠色制造;分析

引言：

隨著時(shí)代的發(fā)展，人們?cè)谧⒅丶夹g(shù)提升與產(chǎn)品性能提升的同時(shí)更加注重環(huán)境的影響與資源的可持續(xù)性發(fā)展。世界性的工業(yè)化革命已然過去了很久，工業(yè)化革命帶來了許多技術(shù)方面的提升，在一定程度上提升了人民的生活品質(zhì)，卻也在一定程度上損害了人們賴以生存的環(huán)境。近年來由于環(huán)境問題帶來的全球氣候變暖、淡水資源缺乏等問題不斷增加，各個(gè)國(guó)家也在思考用更加環(huán)保的方式生產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品。由此，綠色設(shè)計(jì)與綠色環(huán)保的概念被提出。

為何要推進(jìn)綠色制造模式

生態(tài)治理，道阻且長(zhǎng)，行則將至。中國(guó)國(guó)家主席習(xí)近平在出席2019年中國(guó)北京世界園藝博覽會(huì)開幕式時(shí)，發(fā)表題為《共謀綠色生活，共建美麗家園》的重要講話，提出綠色發(fā)展“五個(gè)追求”，彰顯了中國(guó)將繼續(xù)在全球生態(tài)文明建設(shè)中發(fā)揮重要參與者、貢獻(xiàn)者、引領(lǐng)者的決心，為開創(chuàng)全球綠色發(fā)展新格局提供了重要牽引力，而其傳遞的綠色發(fā)展理念直抵人心。在尋求可持續(xù)發(fā)展與可持續(xù)生產(chǎn)力的前提下，中國(guó)也在尋找適應(yīng)于自身的方式加快生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型。

制造生產(chǎn)業(yè)是中國(guó)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)體系的重要組成部分之一，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的立足之本和根基，關(guān)系著國(guó)家的未來與人民的幸福，也是國(guó)家一步步做大做強(qiáng)的基石。新中國(guó)成立以來，人民與相關(guān)產(chǎn)業(yè)都在制造業(yè)取得了比較長(zhǎng)足的進(jìn)步，但是與發(fā)達(dá)國(guó)家相比較而言，資源轉(zhuǎn)化率仍然較低，且由于制造業(yè)而產(chǎn)生的污水、空氣污染物也在無形中形成了一個(gè)新發(fā)展的障礙。所謂“綠水青山便是金山銀山”，維護(hù)一個(gè)好的生態(tài)環(huán)境，是繼續(xù)改造中國(guó)制造業(yè)乃至于加快中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的根本。只有建設(shè)好良好的環(huán)境，《中國(guó)制造2025》的目標(biāo)才能夠早日達(dá)成，中國(guó)距離邁入世界制造強(qiáng)國(guó)也能更進(jìn)一步。

大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的綠色制造模式現(xiàn)狀

綠色制造這一概念最早是在1996年時(shí)由美國(guó)制造業(yè)工會(huì)的一名成員所提出的。綠色制造經(jīng)過20余年的發(fā)展已經(jīng)逐漸發(fā)生了延展和創(chuàng)新，并且衍生了綠色生產(chǎn)、綠色工廠、綠色研發(fā)、綠色物流等新理念，這些都為制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了長(zhǎng)足的保障。人們也逐漸意識(shí)到，綠色制造對(duì)于制造業(yè)的發(fā)展帶來的長(zhǎng)遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益與資源。

然而，人們目前僅僅將眼光放在綠色制造這一個(gè)事件中，卻很少有人將眼光放至綠色制造整個(gè)生命周期的各項(xiàng)環(huán)節(jié)中。綠色制造的生命周期包含產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)過程，許多人僅僅聚焦在制造這一個(gè)環(huán)節(jié)，卻很少有人將目光聚焦在其他諸如包裝、運(yùn)輸?shù)瓤赡茉斐筛蟓h(huán)境污染的環(huán)節(jié)中。加上大數(shù)據(jù)技術(shù)在近幾年才興起，仍處在一個(gè)摸索和探究的環(huán)節(jié)中，便使得只有很少一部分人能夠考慮到將產(chǎn)品制造的生命周期的各項(xiàng)數(shù)據(jù)與綠色制造模式相關(guān)聯(lián)，如何更好地收集各個(gè)生命周期階段的數(shù)據(jù)，將其整合、演化為人們所能夠利用的數(shù)據(jù)，進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)，探究和預(yù)測(cè)今后的制造發(fā)展是如今大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的綠色制造模式的關(guān)鍵所在。

2009年，“數(shù)據(jù)密集型科學(xué)”成為繼“實(shí)驗(yàn)科學(xué)”、“理論推論”、“模擬仿真”后的第四科學(xué)研究范式，該范式認(rèn)為，系統(tǒng)規(guī)模越大、結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，數(shù)據(jù)間形成的關(guān)聯(lián)機(jī)制所產(chǎn)生的動(dòng)產(chǎn)能力和分析決策能力也越強(qiáng)[1]。所以說，筆者在本文中也會(huì)嘗試將數(shù)據(jù)與綠色模式的關(guān)聯(lián)性、機(jī)器學(xué)習(xí)的相關(guān)預(yù)測(cè)、根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)果做出的相關(guān)調(diào)整這三者結(jié)合起來，并且結(jié)合時(shí)下新出現(xiàn)的智能預(yù)測(cè)算法和人工智能處理模式，研究出一種大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的綠色制造模式的結(jié)構(gòu)框架，最終實(shí)現(xiàn)優(yōu)化產(chǎn)品制造生命周期的每一個(gè)環(huán)節(jié)的目的。最終能夠達(dá)到制造產(chǎn)業(yè)正確的可持續(xù)發(fā)展，也會(huì)間接提升制造產(chǎn)業(yè)的資源利用率。

大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的綠色制造模式研究

在制造產(chǎn)業(yè)引來一場(chǎng)新的變革時(shí)，世界各個(gè)國(guó)家也相繼提出自身的新的制造戰(zhàn)略計(jì)劃，期望在此次變革中搶占先機(jī)，站到更高的位置上去。由此，德國(guó)提出了工業(yè)4.0的戰(zhàn)略計(jì)劃，主要是想要使用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)更好地將虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界相結(jié)合，也期望能夠達(dá)到生產(chǎn)制造的絕對(duì)智能化。美國(guó)提出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)這一戰(zhàn)略計(jì)劃，希望能夠在美國(guó)的工業(yè)制造產(chǎn)業(yè)中形成一個(gè)互通共享的龐大數(shù)據(jù)集，并且能夠通過相關(guān)的數(shù)據(jù)達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)效率提升的最大化。中國(guó)正好處在工業(yè)化制造的關(guān)鍵時(shí)期，在這個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)超越和提高中國(guó)制造產(chǎn)業(yè)在世界上的地位是非常合適的一個(gè)時(shí)機(jī)。國(guó)務(wù)院于2015年5月印發(fā)的部署全面推進(jìn)實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略文件，是中國(guó)實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略第一個(gè)十年的行動(dòng)綱領(lǐng)，經(jīng)國(guó)務(wù)院總理李克強(qiáng)簽批名為《中國(guó)制造2025》。大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的綠色模式的相關(guān)研究便與其中的許多理念相差無幾。

（一）大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的綠色制造模式的設(shè)計(jì)思路

利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，結(jié)合好產(chǎn)品制造的完整生命周期，根據(jù)客戶的訂單數(shù)量、所定產(chǎn)品類型、訂單的相關(guān)特征等分析出相關(guān)產(chǎn)品的客戶畫像，對(duì)于基本客戶做出一個(gè)初步的定位。根據(jù)客戶畫像做出相應(yīng)的需求分析，并根據(jù)結(jié)果指導(dǎo)綠色產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造還有包裝。根據(jù)生產(chǎn)結(jié)果，制造廠主動(dòng)溯源相關(guān)產(chǎn)品客戶，對(duì)客戶和產(chǎn)品的相關(guān)數(shù)據(jù)做出一個(gè)合理的關(guān)聯(lián)映射，建設(shè)出一個(gè)主動(dòng)生產(chǎn)、動(dòng)態(tài)調(diào)度、能耗實(shí)時(shí)監(jiān)控的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)[2]。應(yīng)用預(yù)測(cè)分析法對(duì)生產(chǎn)中的設(shè)備維護(hù)周期和質(zhì)量監(jiān)控力度進(jìn)行模擬預(yù)測(cè)，形成事先維護(hù)、事先控制的質(zhì)量管理與設(shè)備維護(hù)機(jī)制;利用聚類分析法對(duì)能耗數(shù)據(jù)與回收數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)，探索企業(yè)生產(chǎn)制造低碳化、清潔化、循環(huán)化的發(fā)展路徑[3]。最終達(dá)到產(chǎn)品生命周期與相關(guān)數(shù)據(jù)的閉環(huán)結(jié)合。在實(shí)際制造生產(chǎn)中，也可以劃分為相應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系便于更好的生產(chǎn)制造。

（二）大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的綠色制造模式的技術(shù)模塊

由以上思路所構(gòu)成的系統(tǒng)劃分也產(chǎn)生了不同的技術(shù)模塊。首先，需要相應(yīng)的技術(shù)支撐模塊來獲取相應(yīng)的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的整合。其次，需要相應(yīng)的數(shù)據(jù)收集或者是數(shù)據(jù)采集技術(shù)對(duì)于產(chǎn)品制造中從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)過程做數(shù)據(jù)收集。然后便需要數(shù)據(jù)處理技術(shù)對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗臟數(shù)據(jù)、降維等工作以便后續(xù)數(shù)據(jù)分析相關(guān)工作的展開[4]。接著便需要大數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)對(duì)于清洗后的數(shù)據(jù)做出分析，找到相應(yīng)的關(guān)聯(lián)點(diǎn)，并預(yù)測(cè)最佳的數(shù)據(jù)值。除此之外還需要應(yīng)用服務(wù)、數(shù)據(jù)交互、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等技術(shù)的支撐。

結(jié)束語

大數(shù)據(jù)技術(shù)驅(qū)動(dòng)綠色制造產(chǎn)業(yè)的相關(guān)模式無疑是今后需要長(zhǎng)期研究下去的制造模式，這也與《中國(guó)制造2025》的基本理念相契合。而相關(guān)模式研究尚且在起步階段，也需要更多的學(xué)術(shù)型人才提供獨(dú)到的見解促進(jìn)制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]顧新建，代風(fēng)，楊青海，等.制造業(yè)大數(shù)據(jù)頂層設(shè)計(jì)的內(nèi)容和方法（上篇）[J].成組技術(shù)與生產(chǎn)現(xiàn)代化， 2017， v.32;No.136（04）：16-21.

[2]向峰，黃圓圓，張智，等.基于數(shù)字孿生的產(chǎn)品生命周期綠色制造新模式%New paradigm of green manufacturing for product life cycle based on digital twin[J].計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)， 2019， 025（006）：1505-1514.

[3]楊松，郭登峰，薛冰，等.供給側(cè)改革背景下協(xié)同創(chuàng)新中心研究生培養(yǎng)模式構(gòu)建及問題分析——基于第四輪全國(guó)學(xué)科評(píng)估大數(shù)據(jù)分析[J].文教資料， 2018（7）.

作者簡(jiǎn)介：李先沖（1989-）男，漢族，重慶市渝北人，碩士研究生，重慶工商大學(xué)融智學(xué)院助教，研究方向：智能制造，人因工程。