如何實(shí)現(xiàn)智能制造是大家都關(guān)心的問(wèn)題。從哈佛商學(xué)院的邁克爾·波特到賓夕法尼亞大學(xué)沃頓商學(xué)院，有一個(gè)普遍的共識(shí)，即數(shù)字化轉(zhuǎn)型是智能制造實(shí)現(xiàn)的途徑。重要的是，這個(gè)共識(shí)也來(lái)自于眾多的世界級(jí)制造業(yè)企業(yè)與企業(yè)家們。
這一共識(shí)是基于無(wú)數(shù)技術(shù)趨勢(shì)的融合，例如，物聯(lián)網(wǎng)、賽博系統(tǒng)(CPS)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)技術(shù)、人工智能、云計(jì)算、虛擬／虛擬增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（VR／AR），以及大數(shù)據(jù)分析等。我們一定要保持清醒，不要簡(jiǎn)單地認(rèn)為有了這些技術(shù)，未來(lái)五年就是制造業(yè)的黃金時(shí)期。道理很簡(jiǎn)單，這個(gè)新制造業(yè)文化的變革進(jìn)程是相當(dāng)復(fù)雜和艱難的，沒(méi)有行業(yè)、企業(yè)與用戶的融合推進(jìn)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)這次變革。數(shù)字化轉(zhuǎn)型不僅僅意味著企業(yè)簡(jiǎn)單的數(shù)字化，而是把數(shù)字作為智能制造的核心驅(qū)動(dòng)力，利用數(shù)據(jù)去整合產(chǎn)業(yè)鏈和價(jià)值鏈。
自工業(yè)革命以來(lái)，為了改進(jìn)運(yùn)營(yíng)，制造商一直以來(lái)都在有意地采集并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。隨著時(shí)間的推移，數(shù)據(jù)在制造業(yè)分析的需求將越來(lái)越大。然而在過(guò)去的許多年間，利用數(shù)據(jù)的根本動(dòng)因并沒(méi)有改變，數(shù)據(jù)的復(fù)雜性增強(qiáng)，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為情報(bào)的能力越來(lái)越大。
在討論工業(yè)大數(shù)據(jù)分析的時(shí)候，我注意到兩種不同的觀點(diǎn)：
第一種觀點(diǎn)認(rèn)為，制造業(yè)向來(lái)都有大數(shù)據(jù)。幾十年來(lái)我們的企業(yè)一直在通過(guò)歷史記錄、MES、ERP、EAM等各種應(yīng)用系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)。在部分產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，特別在市場(chǎng)營(yíng)銷方面，大數(shù)據(jù)算是一個(gè)新的熱詞。
第二種觀點(diǎn)認(rèn)為，從工業(yè)大數(shù)據(jù)角度看，制造業(yè)是一個(gè)尚未打開(kāi)的市場(chǎng)或剛剛開(kāi)啟的市場(chǎng)。存在大量不同類型的數(shù)據(jù)，但如今它們還未被應(yīng)用到分析之中。
數(shù)據(jù)來(lái)源
工業(yè)大數(shù)據(jù)的主要來(lái)源有兩個(gè)，第一是智能設(shè)備。普適計(jì)算有很大的空間，現(xiàn)代工人可以帶一個(gè)普適感應(yīng)器等設(shè)備來(lái)參加生產(chǎn)和管理。 所以工業(yè)數(shù)據(jù)源是280億左右大量設(shè)備之間的關(guān)聯(lián)，這個(gè)是我們未來(lái)需要去采集的數(shù)據(jù)源之一。
第二個(gè)數(shù)據(jù)來(lái)源于人類軌跡產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，包括在現(xiàn)代工業(yè)制造鏈中，從采購(gòu)、生產(chǎn)、物流與銷售內(nèi)部流程以及外部互聯(lián)網(wǎng)信息等。通過(guò)行為軌跡數(shù)據(jù)與設(shè)備數(shù)據(jù)的結(jié)合，大數(shù)據(jù)可以幫助我們實(shí)現(xiàn)對(duì)客戶的分析和挖掘，它的應(yīng)用場(chǎng)景包括了實(shí)時(shí)核心交易、服務(wù)、后臺(tái)服務(wù)等。
數(shù)據(jù)關(guān)系
數(shù)據(jù)必須要放到相應(yīng)的環(huán)境中分析，才能了解數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。譬如，每一款新機(jī)型在交付給航空公司之前都會(huì)接受一系列殘酷的飛行測(cè)試。極端天氣測(cè)試就是測(cè)試之一。該測(cè)試的目的是為了確保飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)、材料和控制系統(tǒng)能在極端天氣條件下正常運(yùn)行。
問(wèn)題的處理關(guān)鍵在于找到可能產(chǎn)生問(wèn)題的根源，消除已知錯(cuò)誤，并確保解決方案的可靠有效。一旦找到并確定了根本原因，同時(shí)具備了可接受的應(yīng)急措施，就可把問(wèn)題當(dāng)成一個(gè)已知錯(cuò)誤來(lái)處理。問(wèn)題調(diào)查的過(guò)程一定需要收集所有可用、與事件相關(guān)的信息，以確定并消除引起事件和問(wèn)題的根本原因。數(shù)據(jù)采集與分析必須要事件／問(wèn)題發(fā)生的環(huán)境數(shù)據(jù)結(jié)合。
數(shù)據(jù)價(jià)值
對(duì)于數(shù)字化轉(zhuǎn)型，大數(shù)據(jù)不僅要關(guān)注實(shí)際數(shù)據(jù)量的多少，最重要的是關(guān)注大數(shù)據(jù)的處理方法在特定場(chǎng)合的應(yīng)用，讓數(shù)據(jù)產(chǎn)生巨大的創(chuàng)新價(jià)值。如果離開(kāi)了收益考慮或投資回報(bào)（ROI）的設(shè)計(jì)，一味尋求大數(shù)據(jù)，則大數(shù)據(jù)分析既無(wú)法落地也無(wú)法為企業(yè)創(chuàng)造價(jià)值。
工業(yè)大數(shù)據(jù)分析的定義
發(fā)動(dòng)機(jī)是飛機(jī)的心臟，也是關(guān)乎航空安全，生命安全的重中之重。為了實(shí)時(shí)監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)的狀況，現(xiàn)代民航大多安裝了飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)健康管理系統(tǒng)。通過(guò)傳感器、發(fā)射系統(tǒng)、信號(hào)接收系統(tǒng)、信號(hào)分析系統(tǒng)等方式采集到的數(shù)據(jù)，會(huì)經(jīng)由飛機(jī)通信尋址與報(bào)告系統(tǒng)，通過(guò)甚高頻或者衛(wèi)星通信傳輸出來(lái)，這就是為何GE的發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)每天會(huì)獲取超過(guò)1PB數(shù)據(jù)的原因。
生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)（MES）與飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)健康管理系統(tǒng)如出一轍。我們可以從工廠的生產(chǎn)中，實(shí)時(shí)采集到海量的流程變量、測(cè)量結(jié)果等數(shù)據(jù)?；诖罅繑?shù)據(jù)集而生成的報(bào)表，或是基礎(chǔ)統(tǒng)計(jì)的分析并不足以稱為制造業(yè)的大數(shù)據(jù)分析。
數(shù)據(jù)類型的多樣性是工業(yè)大數(shù)據(jù)分析的重要屬性
大數(shù)據(jù)不僅僅是大量的數(shù)據(jù)的堆積。大數(shù)據(jù)的重要屬性之一，是人們?cè)O(shè)法收集并弄清楚不斷變化的數(shù)據(jù)類型。如果只是大量采集同一類型的數(shù)據(jù)，再大的數(shù)據(jù)量都不能稱之為大數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)必須包括高度可變性和種類多樣性。制造工廠中存在無(wú)數(shù)的大數(shù)據(jù)應(yīng)用，但并不包括簡(jiǎn)單地分類和展示一連串的流程測(cè)量結(jié)果，對(duì)這些工作，基本的統(tǒng)計(jì)展現(xiàn)就可以完成。一些大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)或數(shù)據(jù)湖的構(gòu)成部分也是文本信息、圖像數(shù)據(jù)、地理或地質(zhì)信息和非結(jié)構(gòu)信息，例如，通過(guò)社交媒體或其他協(xié)作平臺(tái)獲得的數(shù)據(jù)類型。
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制造業(yè)信息結(jié)構(gòu)概括起來(lái)分為兩層，一個(gè)是管理層，一個(gè)是自動(dòng)化層。從經(jīng)營(yíng)管理、生產(chǎn)執(zhí)行與控制三個(gè)緯度來(lái)實(shí)現(xiàn)決策支持、管理、生產(chǎn)執(zhí)行、過(guò)程控制以及設(shè)備的連接與傳感。制造業(yè)中大數(shù)據(jù)分析是指利用通用的數(shù)據(jù)模型， 將管理層與自動(dòng)化層的結(jié)構(gòu)性系統(tǒng)數(shù)據(jù)與非結(jié)構(gòu)性數(shù)據(jù)結(jié)合，進(jìn)而通過(guò)先進(jìn)的分析工具發(fā)現(xiàn)新的洞見(jiàn)。
大數(shù)據(jù)分析對(duì)企業(yè)生產(chǎn)智能的意義
制造業(yè)創(chuàng)新的核心就是要依托大量的前沿科技。先進(jìn)的技術(shù)是創(chuàng)新的手段。在新技術(shù)的支持下，可以通過(guò)一體化的制造運(yùn)作管理系統(tǒng)MOM將企業(yè)管理應(yīng)用系統(tǒng)，例如ERP、EAM等系統(tǒng)與工業(yè)自動(dòng)化的相關(guān)系統(tǒng)整合為一體。在一體化制造運(yùn)作管理的基礎(chǔ)上，我們可以實(shí)現(xiàn)集IT+MOM+MES+BI的一體化制造企業(yè)信息系統(tǒng)解決方案。
從兩化融合的角度來(lái)看，信息系統(tǒng)供應(yīng)商要從企業(yè)的主信息系統(tǒng)提供商（MIV，Main Information systems Vendor ）定位來(lái)做好規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)、功能設(shè)計(jì)、實(shí)施策略的統(tǒng)一性工作。 協(xié)助企業(yè)做好風(fēng)險(xiǎn)控制，降低投資，降低操作維護(hù)成本，實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息系統(tǒng)全集成。
特別需要注意的是，企業(yè)管理信息平臺(tái)被普遍認(rèn)為是制造企業(yè)管理的集成和儀表板工具。 許多供應(yīng)商既大量投資其與ERP和自動(dòng)化系統(tǒng)專有的集成，也投資開(kāi)放式集成，還投資儀表板和移動(dòng)技術(shù)，希望隨時(shí)隨地為需要正確信息的決策者提供衡量標(biāo)準(zhǔn)。
制造業(yè)大數(shù)據(jù)分析的三種途徑
途徑一，利用開(kāi)放技術(shù)與平臺(tái)，將任何系統(tǒng)的數(shù)據(jù)移動(dòng)到任何其他地方。
制造運(yùn)作管理系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目是系統(tǒng)工程，不僅僅是一套我們理解的傳統(tǒng)軟件系統(tǒng)，更多的是項(xiàng)目執(zhí)行和服務(wù)的平臺(tái)。 這需要在項(xiàng)目管理與制造企業(yè)的策略“客戶服務(wù)”上，體現(xiàn)出制造企業(yè)的綜合管理能力與軟實(shí)力。
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在制造業(yè)大數(shù)據(jù)分析工作中，必須要加強(qiáng)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)科技的應(yīng)用對(duì)后續(xù)持續(xù)服務(wù)的支撐作業(yè)。通過(guò)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)的及時(shí)響應(yīng)客戶、物聯(lián)網(wǎng)軟硬件系統(tǒng)定期巡檢、提供應(yīng)急備件、提供易耗品、完善應(yīng)用等功能來(lái)加強(qiáng)和鎖定與企業(yè)的供應(yīng)鏈企業(yè)之間的長(zhǎng)期合作。通過(guò)管理平臺(tái)與物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，可以持續(xù)為客戶提供有價(jià)值的服務(wù)。
途徑二，投資工廠內(nèi)外系統(tǒng)架構(gòu)堆棧中能夠處理結(jié)構(gòu)性和非結(jié)構(gòu)性數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)模型。
新技術(shù)是創(chuàng)新革命的核心，其中很重要一個(gè)特點(diǎn)就是集成，即制造運(yùn)作管理系統(tǒng)MOM與ERP、EAM、OA、商業(yè)分析的集成，包括一鍵登錄、界面集成、消息推送、工作流集成、主數(shù)據(jù)、應(yīng)用集成總線與平臺(tái)。
由于這些系統(tǒng)之間主數(shù)據(jù)全部統(tǒng)一，所有系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互依靠應(yīng)用系統(tǒng)總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，整合了跨系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程、工作流、服務(wù)流程等之后即實(shí)現(xiàn)無(wú)縫集成和分析。對(duì)于企業(yè)管理者來(lái)說(shuō)，一鍵登錄后，可以根據(jù)不同的崗位，個(gè)性化制定并且顯示與管理最相關(guān)的必要信息。這就是互聯(lián)網(wǎng)所帶給我們的分享思路。
途徑三，通過(guò)時(shí)間序列、圖像、視頻、機(jī)器學(xué)習(xí)、地理空間、預(yù)測(cè)模型、優(yōu)化、模擬和統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制等先進(jìn)的分析工具與制造業(yè)企業(yè)內(nèi)的大數(shù)據(jù)平臺(tái)結(jié)合分析，從而洞見(jiàn)尚未顯現(xiàn)的情況。通過(guò)傳感器、感應(yīng)器、傳輸網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用軟件等物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，與管理應(yīng)用軟件結(jié)合起來(lái)，將是今后制造業(yè)大數(shù)據(jù)分析的一大方向。
培養(yǎng)企業(yè)內(nèi)部大數(shù)據(jù)分析專家
作為一個(gè)行業(yè)，我們需要有機(jī)地發(fā)展行業(yè)特定的大數(shù)據(jù)分析工具集，這樣才能讓現(xiàn)在的行業(yè)專家，從足夠的數(shù)據(jù)科學(xué)中實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。為了推動(dòng)轉(zhuǎn)型，我們需要一大批優(yōu)秀的企業(yè)利用這種方法，并向其他人或同行證明其價(jià)值。
美國(guó)硅谷的Cisco （思科）是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與解決方案的巨頭，僅僅在供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)，現(xiàn)在就擁有近80名數(shù)據(jù)科學(xué)家。而這些數(shù)據(jù)科學(xué)家都是通過(guò)兩年的內(nèi)部訓(xùn)練項(xiàng)目成長(zhǎng)起來(lái)的。類似Cisco的做法現(xiàn)在越來(lái)越成為趨勢(shì)，其主要的原因是因?yàn)閳F(tuán)隊(duì)已開(kāi)始提供強(qiáng)大的投資回報(bào)。
中國(guó)的制造業(yè)企業(yè)為了成功實(shí)踐智能制造，要通過(guò)組織培養(yǎng)自己的數(shù)據(jù)科學(xué)團(tuán)隊(duì)，行業(yè)領(lǐng)先的企業(yè)需要擴(kuò)大合作，努力做到以下四點(diǎn)：
參與并為大數(shù)據(jù)分析專門術(shù)語(yǔ)建立通用的行業(yè)語(yǔ)言，包括：工具、方法等。
為已證實(shí)的行業(yè)大數(shù)據(jù)分析工具建立工業(yè)特定框架與理論，以映射各個(gè)使用案例。
為確定使用案例、預(yù)估潛在的經(jīng)濟(jì)效益和追蹤實(shí)際的經(jīng)濟(jì)效益建立通用的方法。
利用互聯(lián)網(wǎng)科技，建立通用的培訓(xùn)和認(rèn)證項(xiàng)目，幫助發(fā)展和創(chuàng)造新的人力資本。
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