建議收藏|談談工業(yè)大數(shù)據的3大來源、3大關鍵問題

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2011年麥肯錫全球研究院大數(shù)據報告表明，2009年美國以裝備制造為代表的離散工業(yè)領域擁有的數(shù)據規(guī)模為各領域之首，比美國政府擁有的數(shù)據還要多。近年來，隨著德國工業(yè)4.0和美國工業(yè)互聯(lián)網為代表的新工業(yè)革命深入發(fā)展，以及“中國制造2025”、“互聯(lián)網+”行動計劃與“促進大數(shù)據發(fā)展行動綱要”的頒布實施，工業(yè)大數(shù)據得到了越來越多的關注。這里分享一下我們的思考與實踐。

工業(yè)大數(shù)據三大來源

企業(yè)信息系統(tǒng)、裝備物聯(lián)網和企業(yè)外部互聯(lián)網是工業(yè)大數(shù)據的三大來源：

• 企業(yè)信息系統(tǒng)存儲了高價值密度的核心業(yè)務數(shù)據。上世紀60年代以來信息技術加速應用于工業(yè)領域，形成了產品生命周期管理（PLM）、企業(yè)資源規(guī)劃（ERP）、供應鏈管理（SCM）和客戶關系管理（CRM）等企業(yè)信息系統(tǒng)。這些系統(tǒng)中積累的產品研發(fā)數(shù)據、生產制造數(shù)據、物流供應數(shù)據以及客戶服務數(shù)據，存在于企業(yè)或產業(yè)鏈內部，是工業(yè)領域傳統(tǒng)數(shù)據資產。
• 近年來物聯(lián)網技術快速發(fā)展，裝備物聯(lián)網成為工業(yè)大數(shù)據新的、增長最快的來源，它實時自動采集了生產設備和交付產品的狀態(tài)與工況數(shù)據。一方面，機床等生產設備物聯(lián)網數(shù)據為智能工廠生產調度、質量控制和績效管理提供了實時數(shù)據基礎；另一方面，2012年美國通用電氣公司提出的工業(yè)大數(shù)據（狹義的），專指裝備使用過程中由傳感器采集的大規(guī)模時間序列數(shù)據，包括裝備狀態(tài)參數(shù)、工況負載和作業(yè)環(huán)境等信息，可以幫助用戶提高裝備運行效率，拓展制造服務。
• 當前互聯(lián)網與工業(yè)深度融合，企業(yè)外部互聯(lián)網已成為工業(yè)大數(shù)據不可忽視的來源。本世紀初，日本企業(yè)就開始利用互聯(lián)網數(shù)據分析獲取用戶的產品評價，時至今日，小米手機利用社交媒體數(shù)據成功實現(xiàn)產品創(chuàng)新研發(fā)。此外，外部互聯(lián)網還存在著海量的“跨界”數(shù)據，比如影響裝備作業(yè)的氣象數(shù)據、影響產品市場預測的宏觀經濟數(shù)據、影響企業(yè)生產成本的環(huán)境法規(guī)數(shù)據。

工業(yè)大數(shù)據實施的關鍵問題

數(shù)據質量、多源關聯(lián)和系統(tǒng)集成是工業(yè)大數(shù)據實施的關鍵問題：

擁有大數(shù)據不是目的，發(fā)掘其價值才是關鍵。由企業(yè)信息化數(shù)據、裝備物聯(lián)網數(shù)據和外部互聯(lián)網數(shù)據匯聚而成的工業(yè)大數(shù)據，蘊藏著巨大價值。例如，通過分析用戶使用數(shù)據改進產品，通過分析現(xiàn)場測量數(shù)據提高工件加工水平，通過工況數(shù)據進行產品健康管理等。

實施工業(yè)大數(shù)據項目需要關注以下3個關鍵問題：

• 數(shù)據質量控制問題

原始數(shù)據（生數(shù)據）質量決定分析結果的質量。企業(yè)信息系統(tǒng)數(shù)據質量仍然存在問題，例如2014年某大型機車企業(yè)ERP系統(tǒng)中近20%物料存在“一物多碼”問題。裝備物聯(lián)網數(shù)據質量堪憂，某大型制造企業(yè)1個月的狀態(tài)工況數(shù)據中，無效工況（如盾構機傳回了工程車工況）、重名工況（同一狀態(tài)工況使用不同名字）、時標混亂（當前時間錯誤或時標對不齊）等數(shù)據質量問題約30%。

• 多源數(shù)據關聯(lián)問題

層次化的物料表(Bill Of Material, BOM)定義了企業(yè)信息系統(tǒng)數(shù)據的核心語義結構。針對跨生命周期的研制BOM和實例BOM間結構失配問題，我們提出了中性BOM模型，并以此為核心，向前關聯(lián)設計制造BOM，向后關聯(lián)服務保障BOM，形成星型結構，極大地降低了數(shù)據關聯(lián)的復雜度。同時，針對裝備物聯(lián)網數(shù)據和外部互聯(lián)網數(shù)據,可以根據其綁定的物理對象（零部件或產品）與相應的BOM節(jié)點相關聯(lián)。從而以BOM為橋梁，關聯(lián)3個不同來源的工業(yè)大數(shù)據。

• 大數(shù)據系統(tǒng)集成問題

工業(yè)大數(shù)據其來源更加廣泛，并且裝備物聯(lián)網數(shù)據（半結構化數(shù)據）和外部互聯(lián)網數(shù)據（非結構化數(shù)據）都要與企業(yè)信息系統(tǒng)（結構化數(shù)據）進行集成，因此要重構數(shù)據支撐平臺，甚至替換“舊”系統(tǒng)。

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