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大数据与产业互联网

2018-11-13邬贺铨

中国信息化周报 2018年28期
关键词:制造业环节工业

制造业所有环节都可以产生大数据,大数据在制造业整个产业也都能得到应用。制造大数据是制造业生产与管理的重点支撑,制造大数据规模已经超过了其他行业。制造业正在拓展大数据的生产空间,未来20年,产业互联网将比消费互联网带来更大价值。

制造大数据和大数据制造

制造大数据,实际上讲的是制造业产生大数据。互联网可以分成三个方面, 一个是消费互联网,一个是产业互联网,一个是政务互联网。 而产业互联网里面包括了很多领域,比如建筑、能源、矿业、制造、运输、通信,等等。制造技术是一种支撑技术,包括企业管理与信息技术以及生产应用方面的技术。大数据是支撑企业管理以及生产制造的基础之一,通常和云计算,互联网等技术结合在一起运用。

工业大数据是从什么时候开始的呢?在二十世纪的六七十年代甚至到八十年代,大量企业用于记录生产过程的数据都是手写的,最终以纸质材料的形式存在文件柜里。随着科技的进步,企业可以收集到越来越多的生产数据,大概占到总数据的7%左右,于是产生了大数据;之后,存储设备大概可以收集到35%的数据,再加上云计算成本逐渐降低,所以催生了工业大数据。

制造过程中的大数据,是采集系统在制造过程中采集的各种各样的数据,包括振动、温度、产品质量,等等。整个工业过程中,所有环节都会产生数据,例如医药保健行业,基本上每3毫秒产生5000个数据,制造业大数据的规模超过了任何行业。

工业大数据特点

准确率要求高。消费级的数据,比如电子商务平台产生的大数据主要是用在商业行为判断上,准确率要求不是很高。但是,工业领域的数据准确率起码要达到99%以上,轨道交通类更甚。

数据化程度高。在工业领域只要生产线不停,就会源源不断产生数据,多样性的、异构性的数据千差万别。同时,某些生产环节的数据需要同步,工业领域数据化要求非常高。

实时性和行業性。工业的数据如果没有本行业的专业知识将很难理解,所以对基础性要求相当高。同时,工业大数据是实时监控和预警的,以便于实时地达到分析和应用。

数据变化大。因为工序和供应参数在变化。从时间上看,一天24小时里的数据有不间断的、间断的、突发的、周期性的,并且很多数据没有标记,所以数据本身变化很大。

大数据助力制造业

以美国的产业互联网作为参考模式,其通过分布系统,可以用传感器来监控车床。工厂在应用管理层,从工业设计到产品研发,整个产品生命周期,甚至包括整个企业的管理,都可以通过产业互联网进行监控管理,当然这些过程也用到了企业外的数据,虚拟化数字制造就离不开大数据的支撑。未来20年,最有潜力的,可以根本上改变制造产业的是大数据。

现在,制造行业里很多企业都正尝试数字化转型,甚至不少企业已经将数字化覆盖整个产业链和数个生命周期。通过实时监控,可以获得大量的数据,不仅是产品的留存,也是数据的留存,未来的大数据势必将把这些留存数据打通。

将来电力行业也将是一个大数据行业。数据显示,全球电力30%被用于汽轮机和发动机的制造。通过对电厂数据的分析,可以实现减少非规划停电5%,避免了75%的误判。未来10年,全球电力产业会创造30万亿的价值。

另一组数据,美国平均每人耗电1.1万千瓦时,通过应用大数据可以降低3%到5%的能耗。

欧洲一个先进的化学产品公司,生产水平已经很领先了,其生产需用到冷却剂压力、温度、数量和二氧化碳流量,他们发现二氧化碳流量的改变能使产量显著变化。通过重置相应的参数,该化学公司能耗减少原材料的20%,节省能源成本约15%,能够帮助大型企业避免生产中的风险。

日本的小松公司,通过实时收集设备卖出去的信息,就可以了解市场。小松卖给中国的挖掘机,如果今年开工不足,那明年市场肯定有问题,如果今年开工很好,明年就有市场的。而且可以判断市场,判断宏观经济和市场服务,及时维修。

英国罗罗公司(R&R;)提出,其公司生产的发动机硬件设备免费向航空公司提供,但航空公司一旦使用需要按单位飞行安全时长付费。R&R;通过这种方式的改变使市场占有率上升到40%。

沈阳机床厂,它的营销方式和英国罗罗公司类似,机床设备的使用是免费的,当厂商使用后需要按照使用时长收费。这种方式即方便了客户和生产人员,也使得材料利用率和生产成本得以不同程度的提升。现在,沈阳机床厂的订单已经排到了半年后。大数据应用的关键在于使我们的产业得到提升。

如今,一家做西服的企业,它收集了各种各样的西服的数据,上网查哪一个适合你,如果不满意还可以自我修改,通过大数据实现了个性化的生产,个性化生产的成本高10%,但是回报至少是两倍。原来要求顾客测量身体的方面测量出七个参数。最近,厦门某公司研发了一个平台,用手机拍正面、侧面、背面,再加上身高,会出来一个三维图,可以做一个贴身的衣服。

打造大数据价值链的应用。制造业价值链里面有几个环节非常重要,从供应链到研发产品,其中产品设计数据库尤为重要,数据库要对客户的数据和市场的反馈进行收集,这些数据对研发有用。当然,外包装盒的共享对研发也有用,精简制造对生产有用,尤其是对整个应用和个性化生产有用。价值链覆盖制造业的所有的环节,上下游的各种关系。

现阶段,产业互联网将会创造出更高的价值,甚至将会比消费互联网创造的价值还要高一倍。把大数据利用率和人均产出率进行研究,财富一百强的企业人均产出提升14.4%,对制造业平均提升20%,可见大数据对整个制造业的转型升级改造有很重要的作用。当然对不同行业可能影响不一样,保险行业比较高,接近40%到50%。

制造业在工业设计、生产、销售、服务环节都产生了大数据。制造业大数据的产生来源于所有的环节,大数据在制造业的应用也将落地于所有的环节。大数据能够提升生产效率,改进产品质量,节约能力和资源的消耗,大数据支撑了产业互联网,大数据开拓了创新的空间。

突破往往存在于“裂隙”

未来十年,在产业互联网趋势主导下,互联网将开始真正与实体产业结合,这是一个巨大的、浩瀚的、有人类史以来最广泛的、最深入合作的一次工业革命。

几乎所有的技术准备都做好了,大数据、云计算以及不断发展的人工智能……只差临门一脚,踢出一个裂隙,无数令人激动的机会将不断涌现出来,驶入产业互联网的蓝海。

但是,不能把“踢出裂隙”过多地寄希望于BAT这样的巨头和传统产业,而是要从它们的外部来寻找。市场需要的是既不受传统产业思维束缚,又没有既得利益牵绊,同时对于产业间的共生共享有着深刻洞察和认知的企业。

实体经济将创造新价值,前提是数字化生产、个性化定制、网络化协同、服务化制造等“互联网+”协同制造新模式取得明显进展。

这正是产业互联网的基本特征。下一个时代来临,先知先觉、腾挪有度的企业或许将成为接下来变革的领头狼,去开启产业互联网的蓝海,进而成为下个时代的产业巨头。

(根据中国工程院院士邬贺铨公开发表的主题演讲整理而成,未经本人确认。)

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