數字經濟時代,參與制造生產全流程的人、資源、機器和產品之間實現了無所不“連”(連接)和無所不“知”(感知),促進形成人與人、人與物、物與物之間的信息交互,并由此產生源源不斷的工業(yè)大數據。隨著美國工業(yè)互聯(lián)網和德國工業(yè)4.0等制造業(yè)數字化轉型戰(zhàn)略的相繼實施,工業(yè)大數據作為貫穿整個產品全生命周期和企業(yè)全價值鏈始終的核心因素,日益成為全球制造業(yè)挖掘價值、推動變革的主要抓手。
2020年5月13日,工業(yè)和信息化部發(fā)布《關于工業(yè)大數據發(fā)展的指導意見》(簡稱《意見》),圍繞進一步深化工業(yè)數據應用,從開展應用示范、提升平臺支撐作用、打造應用生態(tài)等方面進行重點部署,為推進更大范圍、更高水平、更深層次的工業(yè)數據應用創(chuàng)新指明了方向。在我國大力發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網、推進制造業(yè)與互聯(lián)網深度融合、促進制造業(yè)高質量發(fā)展的當下,如何進一步挖掘工業(yè)數據應用價值必將成為關注焦點。
01 深化工業(yè)大數據應用意義重大
一方面,工業(yè)大數據應用助力推動制造業(yè)數字化轉型。工業(yè)大數據貫穿于設計、生產、管理、服務等各個環(huán)節(jié),以數據流動促進制造全過程、全產業(yè)鏈、產品全生命周期的無縫銜接和綜合集成,加速個性化、協(xié)同化、服務化制造新模式發(fā)展,催生無人制造、共享制造、供應鏈金融等新服務新業(yè)態(tài)。從國家戰(zhàn)略看,發(fā)達國家均把數據作為數字化轉型戰(zhàn)略的核心,美國制定《聯(lián)邦數據戰(zhàn)略》、歐洲發(fā)布《歐洲數據戰(zhàn)略》、日本推進價值鏈促進計劃等,都在數據開發(fā)利用方面提出相關任務要求。從企業(yè)發(fā)展看,GE、PTC、西門子等都紛紛推出基于工業(yè)互聯(lián)網、以數據為驅動的數字化解決方案,主動變革商業(yè)模式,搶占數字化轉型高地。開展大數據深度應用,引導企業(yè)發(fā)展數據驅動制造的新模式新業(yè)態(tài),是以數字化轉型帶動工業(yè)全要素、全產業(yè)鏈、全價值鏈升級的重要舉措。
另一方面,工業(yè)大數據應用助力建構未來“工業(yè)智腦”。20世紀50年代,英國科學家圖靈第一次提出“機器思維”概念,認為機器將擁有智能,可以像人類一樣進行思考。如今,通過大數據、人工智能等新一代信息技術與制造系統(tǒng)的全面融合,通過工業(yè)知識、業(yè)務、流程的數據化、算法化、模型化,不僅賦予單一機器、單一設備、單一設施的“智能思維”,而且整體制造體系都將裝上“大腦”系統(tǒng),擁有動態(tài)感知、敏捷分析、全局優(yōu)化、智能決策的強大能力,真正實現“制造智能”。深化工業(yè)數據應用,推動從產品級、設備級向產業(yè)鏈級拓展、逐步實現制造“智腦”系統(tǒng)的整體提升,是加速制造業(yè)數字化、網絡化、智能化發(fā)展的必由之路。
02 工業(yè)大數據應用通過多種方式創(chuàng)造價值
促進設計協(xié)同化,構建新型研發(fā)模式
通過應用工業(yè)大數據,企業(yè)和消費者、供應商、合作伙伴之間建立起數據驅動的信息主動反饋機制,基于資源共享和數據集成,加速研發(fā)端和制造端、消費端的協(xié)同創(chuàng)新。
在消費端
用戶深度參與產品的需求分析和產品設計等創(chuàng)新活動,其個性化產品需求數據、產品的交互和交易數據被挖掘分析,促進實現定制化設計。
在制造端
企業(yè)構建研發(fā)知識庫,推進數字化圖紙、標準零部件庫等設計數據在內部及產業(yè)鏈上下游的資源共享,實現跨平臺研發(fā)資源統(tǒng)籌管理和產業(yè)鏈協(xié)同設計能力提升。研究與咨詢機構Forrester《TheForresterWave:IndustrialIoTSoftwarePlatformsInChina,Q42019》報告顯示,海爾COSMOPlat鏈接超過3.3億用戶和4.3萬家企業(yè)數據,通過設計資源的社會化共享和用戶廣泛參與,創(chuàng)造了數據驅動的大規(guī)模定制生態(tài)。
加速生產透明化,打造新型制造體系
工業(yè)大數據將每個生產因素以客觀真實的量化信息形式加以呈現,方便決策者對制造能力進行整體評估,精準掌握如零部件偶發(fā)失效、機器性能磨損等諸多不確定因素,助力實現生產流程優(yōu)化和生產方式變革。
在車間管理層面
通過生產線傳統(tǒng)器采集溫度、壓力、熱能、振動和噪聲等數據,精準預判機器設備性能發(fā)生損耗和失效的時間、位置和類型,追蹤能源消耗情況,采取恰當的事先控制行為以避免產能和效率降低。如,中策橡膠借助阿里云ET工業(yè)大腦的工業(yè)大數據分析系統(tǒng),對橡膠密封過程的產品數據、工藝數據、生產數據、監(jiān)測數據等進行綜合分析和優(yōu)化,實現密煉時長減少10%、密煉溫度降低10℃,降低了次品率和能耗率。
在生產流程層面
通過設備、工藝、產線等環(huán)節(jié)數據匯聚整合,對產品制造全過程進行建模仿真,實現物理生產在數字空間的全面映射,反向指導生產流程的柔性化組建和自我優(yōu)化。
助推供應鏈優(yōu)化,建立新型管理體系
工業(yè)大數據貫徹企業(yè)生產、管理、財務、采購、銷售等全環(huán)節(jié),通過挖掘分析,促進業(yè)務系統(tǒng)、制造系統(tǒng)和供應鏈系統(tǒng)的無縫銜接和協(xié)同,實現基于數據的企業(yè)運營管理精準決策。
在組織管理方面
企業(yè)運用工業(yè)大數據全面抓取自身資源信息,利用云端集成分析開展管理決策,實現從金字塔靜態(tài)管理向扁平化動態(tài)管理轉變。
在供應鏈管理方面
企業(yè)通過將倉儲、配送、銷售等環(huán)節(jié)數據與市場需求、銷售價格等數據整合,運用數據分析得到更好的決策來優(yōu)化供應鏈。如,華為以訂單數據為中心,整合全球客戶數據、企業(yè)內部數據、供應商數據等資源,對供應鏈進行持續(xù)改進調整,保障了企業(yè)對客戶的敏捷響應。
實現產品服務化,創(chuàng)造新型商業(yè)模式
工業(yè)大數據幫助企業(yè)不斷創(chuàng)新產品和服務,發(fā)展新的商業(yè)模式。
通過內嵌傳感器和算法模型
產品基于前端聯(lián)網和計算推進其內部數據與外界數據的交換,并將交互結果快速反饋至后端,基于后端遠程控制實現與用戶的實時互動,幫助企業(yè)實時監(jiān)測產品運行狀態(tài)。
通過大數據平臺
企業(yè)獲得產品的銷售數據和客戶數據,延伸打造基于平臺的故障預警、遠程監(jiān)控、遠程運維、質量診斷等在線增值服務,推動以產品為核心的經營模式向“制造+服務”模式轉變。
03 企業(yè)層面,要加快探索工業(yè)大數據應用發(fā)展路徑
在生產和市場中推進量的積累
我國制造業(yè)基礎堅實,工業(yè)互聯(lián)網、智能制造等的廣泛實踐創(chuàng)造出全球最龐大、最復雜、最活躍的工業(yè)大數據,客觀上成為我國企業(yè)深度挖掘數據價值的后發(fā)優(yōu)勢。作為制造業(yè)大國,我國已經形成門類齊全、規(guī)模龐大的現代工業(yè)體系,覆蓋39個大類、191個中類和525個小類等全部工業(yè)門類,創(chuàng)造出海量的機器設備市場需求。隨著制造業(yè)數字化、網絡化、智能化的不斷演進,我國工業(yè)機器人、數控機床、智能生產線、智能工廠等先進應用加速普及??梢韵胍姡T類豐富的工業(yè)生產、制造智能化應用以及數字技術與制造技術的融合發(fā)展將引發(fā)我國工業(yè)數據規(guī)模的加速加倍增長,為數據應用價值的挖掘提供了充足的樣本空間和試驗機會。我國這一數據資產優(yōu)勢要遠遠超出德國、美國、日本等制造強國。
通過全流程應用獲得質的突破
數據管理能力是基本功,也是構建“工業(yè)智腦”的關鍵和基礎。要重視提升數據管理能力,圍繞數據戰(zhàn)略、數據治理、數據架構、數據標準、數據質量、數據安全、數據應用、數據生存周期等內容規(guī)劃數據管理能力建設路徑,夯實企業(yè)數據應用基礎。建設完善設計工具、標準部件、流程工藝、試驗測試等云端資源庫,打通產品全生命周期數據鏈。深化虛擬仿真、知識挖掘、智能決策等技術在數字設計中的應用,構建數字化高效研發(fā)體系。推動產品研發(fā)、生產制造、經營管理等系統(tǒng)數據的貫通共享和應用,提升在高級排產、協(xié)同制造、質量管理、遠程維護、能源管控等方面的智能化能力。
加強全方位創(chuàng)新實現系統(tǒng)升級
圍繞工業(yè)互聯(lián)網平臺和制造業(yè)“雙創(chuàng)”平臺培育,深化工業(yè)大數據與邊緣計算、信息物理系統(tǒng)(CPS)等新興技術在制造業(yè)領域的融合應用,發(fā)展數據驅動的新技術、新業(yè)態(tài)和新模式。利用大數據技術開展用戶精準畫像,促進用戶數據與制造全流程數據的貫通集成,實現面向用戶需求的柔性化、定制化生產。大企業(yè)開放數據資源和工具,擴大跨產業(yè)鏈、跨平臺、跨區(qū)域數據流通和協(xié)作范圍,提升數據復用創(chuàng)新能力,培育規(guī)?;ㄖ?、協(xié)同制造、制造能力交易等制造業(yè)新模式新業(yè)態(tài)。制造企業(yè)、供應鏈企業(yè)和金融企業(yè)加強數據對接和信息開放共享,建立基于工業(yè)運行數據分析的主體資信評級體系,依托評級結果探索開展融資租賃、質押擔保、信用保險等產融服務新模式。
04 政府層面,要積極打造工業(yè)大數據應用生態(tài)
加強工業(yè)大數據應用發(fā)展指導
分行業(yè)梳理工業(yè)大數據應用路徑、方法模式和發(fā)展重點,編制工業(yè)大數據應用指南,引導企業(yè)工業(yè)大數據應用方向。加快研究制定科學有效的工業(yè)大數據應用水平評估標準,對我國、各地及企業(yè)工業(yè)大數據應用現狀、應用水平進行監(jiān)測、分析和評估,引導地方、企業(yè)依據評估標準和結果,循序漸進提升應用水平。落實《工業(yè)數據分類分級指南(試行)》,推動構建以企業(yè)為主體的工業(yè)數據分類分級管理體系,促進工業(yè)數據應用價值有效釋放。
開展工業(yè)大數據應用試點示范
圍繞鋼鐵、化工、冶金等行業(yè)能源管理需求,支持開展能源精細化管理服務平臺試點示范,探索基于數據可視化分析的節(jié)能診斷、能耗預測、即時響應等能耗智能管理模式。圍繞工程機械、汽車等行業(yè)產品管理維護需求,支持開展基于數據分析的產品全生命周期服務平臺試點示范,探索產品追溯、遠程運維、質量診斷、資產管理等增值服務創(chuàng)新。支持消費電子、服裝、制鞋、家電等制造企業(yè)建設完善直達最終用戶的需求感知平臺和服務平臺,提供個性化、在線化、便捷化的泛在服務,實現商業(yè)模式從以產品銷售為主向以增值服務為主轉變。
提升工業(yè)大數據應用服務能力
聚焦能源、航空航天、建筑、鋼鐵、化工、工程機械、消費電子、服裝、家電等新一代信息技術與制造業(yè)融合發(fā)展的重點領域,以推動大數據在研發(fā)設計、生產制造、經營管理等工業(yè)領域各環(huán)節(jié)應用為目標,培育一批市場份額大、具備自主研發(fā)能力的工業(yè)大數據系統(tǒng)解決方案服務商,推動解決方案商與制造企業(yè)等融通發(fā)展。分行業(yè)、分領域開展系統(tǒng)解決方案的研制與推廣,不斷提升系統(tǒng)解決方案專業(yè)化、集成化水平。構建完善工業(yè)大數據解決方案服務商評價體系,制定工業(yè)大數據解決方案服務商評價評估標準,支持專業(yè)機構開展工業(yè)大數據解決方案質量診斷與測試評估,分行業(yè)、分領域定期發(fā)布大數據技術解決方案供應商名錄和關鍵產品清單。
營造工業(yè)大數據應用創(chuàng)新環(huán)境
籌劃在全國范圍內開展工業(yè)大數據創(chuàng)新應用競賽,整合業(yè)界各方資源,謀劃構建真實需求場景,面向全社會征集優(yōu)秀解決方案,助力工業(yè)大數據應用創(chuàng)新和專業(yè)技術人才挖掘。加大工業(yè)大數據應用宣傳推廣力度,搭建工業(yè)大數據應用公共服務平臺,開展工業(yè)大數據應用實訓,加快打造工業(yè)大數據應用新生態(tài)。