工业大数据如何赋能智能制造

工业大数据如何赋能智能制造

工业产生转型升级作用的路径

大数据系统软件国家工程实验室，将工业产生转型升级的作用的路径，总结为“加减乘除”四个象限。

所谓加和减就是智能制造。智能制造更关注于企业内部的事情，狭义的智能制造关注制造，即生产环节，广义的智能制造则包含企业的全生命周期，从研发设计到生产制造再到运维服务。

智能制造不外乎在现有流程上加了一些东西、减了一些东西，它基本可以被总结为八个字：提质、增效、降本、控险。今天，智能制造做的事情就是加法和减法。

但在这个时代光做加减法是不够的，比如私募股权机构投资一个企业，企业每年做一点加法，投资人可能不会满意，而是希望企业实现指数级的增长。

如何实现？工业互联网可能就是实现乘法和除法的路径。乘法就是平台效应。比如淘宝，容纳无数的商店在它的平台上开店挣钱，就是一个案例。但是在工业领域，是否可以构建一个工业互联网平台？

以服装行业为案例。传统的第一代的服装企业，有自己的设计、工厂、店面，即完整的产业链条。第二代服装企业，舍弃工厂选择全代工生产，转为做营销，以门店为资产。而互联网时代的服装企业，既没有工厂也没有店面，成本几乎为零，所有的店面依赖淘宝，只负责快速设计、把控供应链，最后的“总盘子”虽然不一定有传统企业那么大，但是利润率高。因此除法就是企业聚焦自己的核心竞争力。

轻资产高利润运营，这是未来中国中小企业创新创业之道。打造工业互联网的平台生态，不是说只有这个平台才能挣钱，是平台上的每个人都有可能挣钱。

三个层次：工业大数据行业的分类

大数据系统软件国家工程实验室接触了、也做了很多工业大数据的应用，并将其分为了三个层次。

第一个层次是单元级，即针对工业设备，不仅限于设备的远程运维，还包括对设备故障的提前预警、故障分析，以及设备的优化运行、资产管理等等。

第二个层次是工厂层次。这个层次不是关注单体设备，而关注整个工厂的运营效率、产品质量和安全、环保问题。工业讲求的是包括人、物料、工艺、设备、环境在内的因素，在复杂的动态系统中能够协同作用。

假设把全中国都看作一个大工厂，怎么在产业链条上提升自己的效率？我们今天做工业大数据，做“智能+”，就是这个用途。

首先要回答数据在哪里，其实数据在任何一个地方。以前工业上管数据管的相对粗糙，传统在信息化领域做的相对较好的是管理信息化，而现在很多工业数据只是用来做监控以及做故障发生时做数据的回放。这些数据拿来怎么做两化融合（信息化和自动化的数据融合）还有待验证。

第三层次是怎么拿到其他相关的数据？比如说挖掘机要自动化施工，需要了解GIS数据、环境数据，但这些都不是传统制造业企业拥有的数据。这说明今天工业大数据的内涵，比传统的数据内涵要大得多。自动化以及跨界整体的数据，构成工业大数据的体系。

工业大数据的分类和挑战

实际上，工业数据有三个特点：

第一个特点是多模态。过去很简单粗暴地将数据分成结构化数据、半结构化数据、非结构化数据，但工业企业不是这样。今天看到的很多好像格式不一样的、非结构化的工程数据，真正把它打开的时候是不一样的。非结构化数据的使用效率取决于结构化的程度，只有结构化才可以被高效利用；

所以工业大数据本身的特点带来了非常多的挑战。除了数据获取的挑战，随之而来的就是数据分析、应用的挑战。

工业领域存在白盒模型和灰盒模型，白盒模型即工业机理，企业会根据工业机理设计工序、产品结构和工艺，这是第一步。当它们被设计完之后，运行中又会出现大量的不确定性，这些不确定性的消除靠的就是专家、工匠的经验，让整个流程生产变得更加稳定和高效，这是灰盒态。不再对机理和知识本身进行分析和理解的数据模型，是一种黑盒模型。

工业大数据和工业智能的本质就是，将这些经验和知识量化出来，挖掘心中有口中无的隐性知识，或者尝试通过数据方法把统计关系找到，再交还给工匠分析。

大数据、人工智能在工业中的应用

首先是智能制造。比如某个机床的良品率下降，那么机床可以猜到刀具可能磨损了，主动提出要换刀，或者炉温过热，就自主将温度往下调两度。如果设备可以自主告知、自主变化，而不是按照事先设定的逻辑来操作，这才是智能化。

真正的数字化车间应该是什么样的？分了三个层次：

第二层是大数据统计分析。能不能将好的批次的数据和差的批次的数据进行叠加对比，看控制参数的差异？大数据可以猜测造成问题的原因，至少可以排序，让调整工按照排序来做检查和调整；

那么工业互联网的逻辑对于智能制造来说改变了什么？从业务的角度来讲，工业互联网更多关注产业互联网的边界，而不关注企业内部的生产环节，它可以被总结成三个融合跨界：

一是业务融合跨界，通过对产业链上下游业务边界的拓展，企业可以尝试整合上游的上游，也可以服务于下游的下游，我们是一个产业链协同视角下的大工厂；

二是数据链条融合跨界，业务的拓展带来了数据边界的拓展，今天的数据不局限于企业原有的数据。比如说要服务于建造商，需要环境数据、操作数据、气象数据；

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