工業(yè)4.0

 

　　工業(yè)4.0是工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的新階段，是在互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等新一代信息技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)上的工業(yè)革命的新階段，也是未來的一個新常態(tài)，代表著一種融合，互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)的深度融合。

 

　　工業(yè)大數(shù)據(jù)

 

　　工業(yè)大數(shù)據(jù)是一個全新的概念，從字面上理解，工業(yè)大數(shù)據(jù)是指在工業(yè)領(lǐng)域信息化應(yīng)用中所產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)。

 

　　工業(yè)大數(shù)據(jù)是一新興的技術(shù)發(fā)展為背景，通過工業(yè)傳感器，無線射頻識別，條形碼，工業(yè)自動控制系統(tǒng)，企業(yè)資源計劃，計算機(jī)輔助設(shè)計等技術(shù)獲取的數(shù)據(jù)量，是機(jī)器所產(chǎn)生的非機(jī)構(gòu)化數(shù)據(jù)。

 

　　一、 工業(yè)4.0特征

 

　　在德國實(shí)施“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略的建議中，工業(yè)4.0是基于CPS的智能工廠和智能生產(chǎn)組成的，它們又是更大萬物互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)和服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)的一部分

 

　　與更大的互聯(lián)網(wǎng)一樣，工業(yè)4.0它強(qiáng)調(diào)生產(chǎn)要素的互聯(lián)、集成、共享。

 

　　互聯(lián)是集成的基礎(chǔ)，工業(yè)生產(chǎn)中各種設(shè)備通過傳感器等連接到互聯(lián)網(wǎng)中。

 

　　集成，有3個層次：

 

　　1、企業(yè)內(nèi)價值鏈各個環(huán)節(jié)的垂直集成

 

　　2、企業(yè)價值網(wǎng)絡(luò)中上下游和相關(guān)方的橫向集成

 

　　3、最后是從客戶需求到產(chǎn)品服務(wù)的端對端的集成

 

　　二、 工業(yè)大數(shù)據(jù)來源

 

　　【1】 數(shù)據(jù)化設(shè)計 如飛機(jī)全數(shù)據(jù)化設(shè)計，波音公司利用CATIA軟件生產(chǎn)波音777的300萬個零配件的尺寸和形狀數(shù)據(jù)

 

　　【2】 智能化制造 一智能工業(yè)機(jī)器人為典型代表的智能制造裝備一已經(jīng)開始在多個領(lǐng)域的帶應(yīng)用

 

　　【3】 網(wǎng)絡(luò)化檢測 大型工業(yè)裝備運(yùn)行狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程動態(tài)檢測；如波音737發(fā)動機(jī)在飛行中妹30分鐘產(chǎn)生10TB數(shù)據(jù)

 

　　【4】 物聯(lián)化管理 工業(yè)生產(chǎn)過程開始大量使用RFID實(shí)現(xiàn)零件與產(chǎn)品管理

 

　　三、 工業(yè)大數(shù)據(jù)核心支撐力

 

　　在工業(yè)大數(shù)據(jù)的實(shí)踐中，宏觀與微觀、規(guī)模與定制、個性與共性必然成為三個主要的矛盾。在這三大矛盾的背后，我們要通過工業(yè)大數(shù)據(jù)看到我們以前看不到的因素，處理好這些數(shù)據(jù)，讓數(shù)據(jù)成為有價值的信息，轉(zhuǎn)換過為工業(yè)服務(wù)。

 

　　現(xiàn)在關(guān)注工業(yè)4.0五大支撐力：

 

　　1、是降低生產(chǎn)過程中的浪費(fèi)。生產(chǎn)過程中的消耗來源于組織與組織之間、人與人之間、材料與工藝之間、流程之間，所以我們首先要考慮的問題是，如何降低消耗、浪費(fèi)。

 

　　2、是制造工業(yè)環(huán)保與安全。沒有碳排放是不現(xiàn)實(shí)的，但排放怎么轉(zhuǎn)移，怎么去消費(fèi)它是問題。

 

　　3、是根據(jù)生產(chǎn)狀況，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自我調(diào)整。在工業(yè)大數(shù)據(jù)里，我們稱之為自適應(yīng)。整個工業(yè)4.0講的就是自適應(yīng)、自感應(yīng)、自調(diào)理。大數(shù)據(jù)分析到最后有很大程度取決于人工智能，指的是自適應(yīng)能力的強(qiáng)弱，機(jī)器自我學(xué)習(xí)能力的強(qiáng)弱。

 

　　4、是實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的價值化。

 

　　5、是實(shí)現(xiàn)用戶需求、產(chǎn)品設(shè)計、制造和營銷的配合。

 

　　四、 大數(shù)據(jù)驅(qū)動未來工業(yè)4.0

 

　　首先，今天我們面臨越來越挑剔的用戶，第一個挑戰(zhàn)是怎么讓用戶有更好的消費(fèi)體驗。

 

　　其次，企業(yè)各部門的豎井沒有打通，缺乏環(huán)境數(shù)據(jù)，包括類似地理位置信息、設(shè)備的生命狀態(tài)等。產(chǎn)品的設(shè)定和生產(chǎn)要素，跟流程、工藝都有千絲萬縷的關(guān)系，數(shù)字化能夠幫我們把這個輪廓勾勒出來。

 

　　未來，工業(yè)大數(shù)據(jù)在四個方面會形成商業(yè)機(jī)會

 

　　1、是溝通。即設(shè)備環(huán)境信號識別。信號識別的關(guān)鍵點(diǎn)是信息收集過程中實(shí)時性還不夠，信號識別的對象不夠完整和全面，這是建立工業(yè)大數(shù)據(jù)能力需要考慮的第一個問題。

 

　　2、是集成與融合。即大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)平臺。所謂融合就是說，OA、知識庫、ERP、采購系統(tǒng)等所有可觸摸和非可觸摸的數(shù)據(jù)都應(yīng)該串聯(lián)起來。這一串聯(lián)工作還有非常漫長的路要走。

 

　　3、是分析與決策。我們大數(shù)據(jù)的建模能力不差，缺的是對行業(yè)理解的投入以及形成模型的能力，以及不斷推倒重建和調(diào)整的持續(xù)投入。

 

　　4、是創(chuàng)建自助服務(wù)文化。機(jī)器能夠自我學(xué)習(xí)和自我調(diào)節(jié)。通過焦點(diǎn)轉(zhuǎn)移到不可見的因素，數(shù)據(jù)給了我們發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新的全新多視角，最終導(dǎo)向了革命性的商業(yè)機(jī)會。

 

　　5、 工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用兩個關(guān)鍵技術(shù)問題。

 

　　數(shù)據(jù)建模的問題

 

　　第一，產(chǎn)品數(shù)據(jù)建模是制造信息化的核心技術(shù)，也是工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用的核心。工業(yè)4.0實(shí)現(xiàn)了各個實(shí)體之間的相互連接，必然產(chǎn)生出對這些實(shí)體的大數(shù)據(jù)進(jìn)行建模的問題。首先要建設(shè)這些實(shí)體自身的數(shù)據(jù)模型，核心是產(chǎn)品模型，產(chǎn)品模型這是一個動態(tài)演變的全生命周期的模型，從需求一直到成品，再到轉(zhuǎn)化為對客戶的價值，包括產(chǎn)品需求、產(chǎn)品設(shè)計、產(chǎn)品工藝、產(chǎn)品加工、產(chǎn)品檢驗測試、產(chǎn)品維護(hù)等階段的模型數(shù)據(jù)。

 

　　第二，產(chǎn)品與原料、部件、設(shè)備、工人、生產(chǎn)線、工廠、客戶、供應(yīng)鏈之間相互關(guān)聯(lián)，建立起更為全面的工業(yè)企業(yè)數(shù)據(jù)模型，這種關(guān)聯(lián)比以往更為綜合、復(fù)雜，既有靜態(tài)結(jié)構(gòu)關(guān)系關(guān)聯(lián)，也有動態(tài)行為關(guān)聯(lián)。

 

　　第三，所有實(shí)體數(shù)據(jù)模型，在靜態(tài)模型的基礎(chǔ)上，還需要采集這些實(shí)體的動態(tài)行為模型，產(chǎn)品行為分析、客戶行為分析、設(shè)備行為分析、工廠行為分析等構(gòu)成了工業(yè)大數(shù)據(jù)復(fù)雜的行為分析模型，使得工業(yè)大數(shù)據(jù)的洞察力更深刻也更復(fù)雜。

 

　　數(shù)據(jù)集成

 

　　在工業(yè)4.0的三種不同集成方式下，數(shù)據(jù)集成的模式也有不同的模型。工業(yè)4.0有三種境界的集成，也面臨三種境界的數(shù)據(jù)共享。

 

　　1、是企業(yè)內(nèi)的垂直集成，要實(shí)現(xiàn)垂直的各個環(huán)節(jié)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換與共享。

 

　　2、是橫向數(shù)據(jù)集成，各種上下游數(shù)據(jù)的交換與共享，包括客戶、供應(yīng)商、合作伙伴等數(shù)據(jù)。一般是互聯(lián)網(wǎng)上XML文件傳輸。大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，使得價值鏈上各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)和信息能夠被深入分析和挖掘，為制造企業(yè)提供看待價值網(wǎng)絡(luò)的全新視角。

 

　　3、是端到端的數(shù)據(jù)集成，生命周期的企業(yè)內(nèi)外、制造、營銷、消費(fèi)、經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)、技術(shù)等大數(shù)據(jù)的交換與共享，真正的工業(yè)4.0的大數(shù)據(jù)集成與分析。