建議收藏|談?wù)劰I(yè)大數(shù)據(jù)的3大來源、3大關(guān)鍵問題

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2011年麥肯錫全球研究院大數(shù)據(jù)報告表明，2009年美國以裝備制造為代表的離散工業(yè)領(lǐng)域擁有的數(shù)據(jù)規(guī)模為各領(lǐng)域之首，比美國政府擁有的數(shù)據(jù)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(wǎng)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(wǎng)+”行動計劃與“促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要”的頒布實(shí)施，工業(yè)大數(shù)據(jù)得到了越來越多的關(guān)注。這里分享一下我們的思考與實(shí)踐。

工業(yè)大數(shù)據(jù)三大來源

企業(yè)信息系統(tǒng)、裝備物聯(lián)網(wǎng)和企業(yè)外部互聯(lián)網(wǎng)是工業(yè)大數(shù)據(jù)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(wù)數(shù)據(jù)。上世紀(jì)60年代以來信息技術(shù)加速應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，形成了產(chǎn)品生命周期管理（PLM）、企業(yè)資源規(guī)劃（ERP）、供應(yīng)鏈管理（SCM）和客戶關(guān)系管理（CRM）等企業(yè)信息系統(tǒng)。這些系統(tǒng)中積累的產(chǎn)品研發(fā)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)制造數(shù)據(jù)、物流供應(yīng)數(shù)據(jù)以及客戶服務(wù)數(shù)據(jù)，存在于企業(yè)或產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)部，是工業(yè)領(lǐng)域傳統(tǒng)數(shù)據(jù)資產(chǎn)。
• 近年來物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展，裝備物聯(lián)網(wǎng)成為工業(yè)大數(shù)據(jù)新的、增長最快的來源，它實(shí)時自動采集了生產(chǎn)設(shè)備和交付產(chǎn)品的狀態(tài)與工況數(shù)據(jù)。一方面，機(jī)床等生產(chǎn)設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)為智能工廠生產(chǎn)調(diào)度、質(zhì)量控制和績效管理提供了實(shí)時數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；另一方面，2012年美國通用電氣公司提出的工業(yè)大數(shù)據(jù)（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(jù)，包括裝備狀態(tài)參數(shù)、工況負(fù)載和作業(yè)環(huán)境等信息，可以幫助用戶提高裝備運(yùn)行效率，拓展制造服務(wù)。
• 當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)深度融合，企業(yè)外部互聯(lián)網(wǎng)已成為工業(yè)大數(shù)據(jù)不可忽視的來源。本世紀(jì)初，日本企業(yè)就開始利用互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)分析獲取用戶的產(chǎn)品評價，時至今日，小米手機(jī)利用社交媒體數(shù)據(jù)成功實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新研發(fā)。此外，外部互聯(lián)網(wǎng)還存在著海量的“跨界”數(shù)據(jù)，比如影響裝備作業(yè)的氣象數(shù)據(jù)、影響產(chǎn)品市場預(yù)測的宏觀經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)、影響企業(yè)生產(chǎn)成本的環(huán)境法規(guī)數(shù)據(jù)。

工業(yè)大數(shù)據(jù)實(shí)施的關(guān)鍵問題

數(shù)據(jù)質(zhì)量、多源關(guān)聯(lián)和系統(tǒng)集成是工業(yè)大數(shù)據(jù)實(shí)施的關(guān)鍵問題：

擁有大數(shù)據(jù)不是目的，發(fā)掘其價值才是關(guān)鍵。由企業(yè)信息化數(shù)據(jù)、裝備物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)和外部互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)匯聚而成的工業(yè)大數(shù)據(jù)，蘊(yùn)藏著巨大價值。例如，通過分析用戶使用數(shù)據(jù)改進(jìn)產(chǎn)品，通過分析現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)提高工件加工水平，通過工況數(shù)據(jù)進(jìn)行產(chǎn)品健康管理等。

實(shí)施工業(yè)大數(shù)據(jù)項(xiàng)目需要關(guān)注以下3個關(guān)鍵問題：

• 數(shù)據(jù)質(zhì)量控制問題

原始數(shù)據(jù)（生數(shù)據(jù)）質(zhì)量決定分析結(jié)果的質(zhì)量。企業(yè)信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)質(zhì)量仍然存在問題，例如2014年某大型機(jī)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(wǎng)數(shù)據(jù)質(zhì)量堪憂，某大型制造企業(yè)1個月的狀態(tài)工況數(shù)據(jù)中，無效工況（如盾構(gòu)機(jī)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(biāo)混亂（當(dāng)前時間錯誤或時標(biāo)對不齊）等數(shù)據(jù)質(zhì)量問題約30%。

• 多源數(shù)據(jù)關(guān)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(jù)的核心語義結(jié)構(gòu)。針對跨生命周期的研制BOM和實(shí)例BOM間結(jié)構(gòu)失配問題，我們提出了中性BOM模型，并以此為核心，向前關(guān)聯(lián)設(shè)計制造BOM，向后關(guān)聯(lián)服務(wù)保障BOM，形成星型結(jié)構(gòu)，極大地降低了數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的復(fù)雜度。同時，針對裝備物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)和外部互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù),可以根據(jù)其綁定的物理對象（零部件或產(chǎn)品）與相應(yīng)的BOM節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)。從而以BOM為橋梁，關(guān)聯(lián)3個不同來源的工業(yè)大數(shù)據(jù)。

• 大數(shù)據(jù)系統(tǒng)集成問題

工業(yè)大數(shù)據(jù)其來源更加廣泛，并且裝備物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)（半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)）和外部互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)（非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)）都要與企業(yè)信息系統(tǒng)（結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)）進(jìn)行集成，因此要重構(gòu)數(shù)據(jù)支撐平臺，甚至替換“舊”系統(tǒng)。

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慧都工業(yè)大數(shù)據(jù)分析方案即將精益生產(chǎn)理論體系進(jìn)行了完美的融合和應(yīng)用，并對大數(shù)據(jù)總體架構(gòu)進(jìn)行了更細(xì)致明確的解讀，提供自主研發(fā)的大數(shù)據(jù)平臺，實(shí)現(xiàn)ETL、數(shù)據(jù)管理及存儲、數(shù)據(jù)建模。如下圖所示：

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