大數(shù)據(jù)是一個事關(guān)我國經(jīng)濟社會發(fā)展全局的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，大數(shù)據(jù)技術(shù)為社會經(jīng)濟活動提供決策依據(jù)，提高各個領(lǐng)域的運行效率，提升整個社會經(jīng)濟的集約化程度，對于我國經(jīng)濟發(fā)展轉(zhuǎn)型具有重要的推動作用！2016年，由中國首席數(shù)據(jù)官聯(lián)盟與網(wǎng)加時代網(wǎng)發(fā)起并承辦，北京大學(xué)信息化與信息管理研究中心、中國新一代IT產(chǎn)業(yè)推進聯(lián)盟、數(shù)邦客協(xié)辦的“影響中國大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)進程100人”大型人物專訪活動全面啟動，被采訪對象分別來自政府、產(chǎn)、學(xué)、研、企各個領(lǐng)域，他們將從不同角度，不同層面向大家闡述當(dāng)前大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)熱點、難點、疑點問題，為中國大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)健康、持續(xù)發(fā)展探索經(jīng)驗、保駕護航，敬請關(guān)注！

第二十三期專訪人物：王喜文 

中國首席數(shù)據(jù)官聯(lián)盟專家組成員，工信部國際經(jīng)濟技術(shù)合作中心中國智造與工業(yè)4.0研究所所長

   王喜文，中國首席數(shù)據(jù)官聯(lián)盟專家組成員，九三學(xué)社中央科技委委員，九三學(xué)社北京市房山區(qū)工委副主任，工信部國際經(jīng)濟技術(shù)合作中心中國智造與工業(yè)4.0研究所所長。

本期特邀嘉賓中國首席數(shù)據(jù)官聯(lián)盟發(fā)起人魯四海，就大數(shù)據(jù)與工業(yè)4.0向王喜文先生發(fā)起提問。

魯四海：今天的主題是工業(yè)4.0與大數(shù)據(jù)，關(guān)于工業(yè)4.0有很多說法，但都不深刻，那么先請王老師給我們分析一下到底什么是工業(yè)4.0？

王喜文：好的，“工業(yè)4.0”在德國被認為是機械化（第1次），電氣應(yīng)用（第2次），自動化（第3次）之后的第4次工業(yè)革命，主要是指，在“智能工廠”利用“智能設(shè)備”將“智能物料”生產(chǎn)成為“智能產(chǎn)品”，整個過程貫穿以“網(wǎng)絡(luò)協(xié)同”，從而提升生產(chǎn)效率，縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本。它的典型特征是：融合性與革命性，是新一代信息技術(shù)與工業(yè)化深度融合的產(chǎn)物，是一種新的生產(chǎn)方式，推動傳統(tǒng)大規(guī)模批量生產(chǎn)向大規(guī)模定制生產(chǎn)轉(zhuǎn)變。

圖 “工業(yè)4.0”的智能生產(chǎn)體系

魯四海：工業(yè)4.0很重要的是智能和協(xié)同，這個似乎是大數(shù)據(jù)重要的用武之地，那么工業(yè)大數(shù)據(jù)的主要用途有哪些，主要價值體現(xiàn)在哪些方面？

王喜文：大數(shù)據(jù)可能帶來的巨大價值正在被傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)所認可，它通過技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，以及數(shù)據(jù)的全面感知、收集、分析、共享，為企業(yè)的管理者和參與者呈現(xiàn)出一個全新的看待制造業(yè)價值鏈的方法。

（1）實現(xiàn)智能生產(chǎn)

在“工業(yè)4.0”中，通過信息物理系統(tǒng)（CPS）實現(xiàn)工廠/車間的設(shè)備傳感和控制層的數(shù)據(jù)與企業(yè)信息系統(tǒng)融合，使得生產(chǎn)大數(shù)據(jù)傳到云計算數(shù)據(jù)中心進行存儲、分析，形成決策并反過來指導(dǎo)生產(chǎn)。具體而言，生產(chǎn)線、生產(chǎn)設(shè)備都將配備傳感器，抓取數(shù)據(jù)，然后經(jīng)過無線通信連接互聯(lián)網(wǎng)，傳輸數(shù)據(jù)，對生產(chǎn)本身進行實時的監(jiān)控。而生產(chǎn)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)同樣經(jīng)過快速處理、傳遞，反饋至生產(chǎn)過程中，將工廠升級成為可以被管理和被自適應(yīng)調(diào)整的智能網(wǎng)絡(luò)，使得工業(yè)控制和管理最優(yōu)化，對有限資源進行最大限度的使用，從而降低工業(yè)和資源的配置成本，使得生產(chǎn)過程能夠高效地進行。

例如在過去，在設(shè)備運行的過程中，自然磨損本身會使產(chǎn)品的品質(zhì)發(fā)生一定的變化。通過信息技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，通過傳感器技術(shù)，實時感知數(shù)據(jù)，知道產(chǎn)品出了什么故障，哪里需要配件，使得生產(chǎn)過程中的這些因素能夠被精確控制，從而真正實現(xiàn)生產(chǎn)的智能化。一定程度上，工廠/車間的傳感器所產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)直接決定了“工業(yè)4.0”所要求的智能化設(shè)備的智能水平。

此外，從生產(chǎn)能耗角度來看，設(shè)備生產(chǎn)過程中利用傳感器集中監(jiān)控所有的生產(chǎn)流程，能夠發(fā)現(xiàn)能耗的異?；蚍逯登闆r，由此能夠在生產(chǎn)過程中不斷實時優(yōu)化能源的消耗。同時，對所有流程的大數(shù)據(jù)進行分析，也將會整體上大幅降低生產(chǎn)能耗。

（2）實現(xiàn)大規(guī)模定制

大數(shù)據(jù)是制造業(yè)智能化的基礎(chǔ)，其在制造業(yè)大規(guī)模定制中的應(yīng)用包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理、訂單管理、智能化制造、定制平臺等，其核心是定制平臺。定制數(shù)據(jù)達到一定的數(shù)量級，就可以實現(xiàn)大數(shù)據(jù)應(yīng)用，通過對大數(shù)據(jù)的挖掘，實現(xiàn)流行預(yù)測、精準(zhǔn)匹配、時尚管理、社交應(yīng)用、營銷推送等更多的應(yīng)用（圖20-3）。同時，大數(shù)據(jù)能夠幫助制造業(yè)企業(yè)提升營銷的針對性，降低物流和庫存的成本，減少生產(chǎn)資源投入的風(fēng)險。

利用這些大數(shù)據(jù)進行分析，將帶來倉儲、配送、銷售效率的大幅提升和成本的大幅下降。這將會極大地減少庫存，優(yōu)化供應(yīng)鏈。同時，利用銷售數(shù)據(jù)、產(chǎn)品的傳感器數(shù)據(jù)和供應(yīng)商數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)等大數(shù)據(jù)，制造業(yè)企業(yè)可以準(zhǔn)確地預(yù)測全球不同市場區(qū)域的商品需求。由于可以跟蹤庫存和銷售價格，所以制造業(yè)企業(yè)便可節(jié)約大量的成本。

圖 大數(shù)據(jù)驅(qū)動制造業(yè)向服務(wù)業(yè)轉(zhuǎn)型

“工業(yè)4.0”本質(zhì)是基于信息物理系統(tǒng)（CPS）實現(xiàn)“智能工廠”，使智能設(shè)備根據(jù)處理后的信息，進行判斷、分析、自我調(diào)整、自動驅(qū)動生產(chǎn)加工，直至最后的產(chǎn)品完成等步驟?？梢哉f，智能工廠已經(jīng)為最終的制造業(yè)大規(guī)模定制生產(chǎn)做好了準(zhǔn)備。

實現(xiàn)消費者個性化需求，一方面需要制造業(yè)企業(yè)能夠生產(chǎn)提供符合消費者個性偏好的產(chǎn)品或服務(wù)，一方面需要互聯(lián)網(wǎng)提供消費者的個性化定制需求。由于消費者人數(shù)眾多，每個人的需求不同，導(dǎo)致需求的具體信息也不同，加上需求的不斷變化，就構(gòu)成了產(chǎn)品需求的大數(shù)據(jù)。消費者與制造業(yè)企業(yè)之間的交互和交易行為也將產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，挖掘和分析這些消費者動態(tài)數(shù)據(jù)，能夠幫助消費者參與到產(chǎn)品的需求分析和產(chǎn)品設(shè)計等創(chuàng)新活動中，為產(chǎn)品創(chuàng)新作出貢獻。制造業(yè)企業(yè)對這些數(shù)據(jù)進行處理，進而傳遞給智能設(shè)備，進行數(shù)據(jù)挖掘，設(shè)備調(diào)整，原材料準(zhǔn)備等步驟，才能生產(chǎn)出符合個性化需求的定制產(chǎn)品。

魯四海：工業(yè)大數(shù)據(jù)能帶來這么多好處，那么工業(yè)大數(shù)據(jù)包含哪些數(shù)據(jù)？

王喜文：隨著制造技術(shù)的進步和現(xiàn)代化管理理念的普及，制造業(yè)企業(yè)的運營，越來越依賴信息技術(shù)。以致于制造業(yè)的整個價值鏈，制造業(yè)產(chǎn)品的整個生命周期都涉及到諸多的數(shù)據(jù)，制造業(yè)企業(yè)的數(shù)據(jù)也呈現(xiàn)出爆炸性增長的趨勢。

圖 工業(yè)大數(shù)據(jù)的種類

制造業(yè)企業(yè)需要管理的數(shù)據(jù)種類繁多，涉及到大量結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)：

（1）產(chǎn)品數(shù)據(jù)：設(shè)計、建模、工藝、加工、測試、維護數(shù)據(jù)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、零部件配置關(guān)系、變更記錄等。

（2）運營數(shù)據(jù)：組織結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)管理、生產(chǎn)設(shè)備、市場營銷、質(zhì)量控制、生產(chǎn)、采購、庫存、目標(biāo)計劃、電子商務(wù)等。

（3）價值鏈數(shù)據(jù)：客戶、供應(yīng)商、合作伙伴等。

（4）外部數(shù)據(jù)：經(jīng)濟運行數(shù)據(jù)、行業(yè)數(shù)據(jù)、市場數(shù)據(jù)、競爭對手數(shù)據(jù)等。

隨著大規(guī)模定制和網(wǎng)絡(luò)協(xié)同的發(fā)展，制造業(yè)企業(yè)還需要實時從網(wǎng)上接受眾多消費者的個性化定制數(shù)據(jù)，并通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)同配置各方資源，組織生產(chǎn)，管理更多的各類有關(guān)數(shù)據(jù)。

魯四海：工業(yè)大數(shù)據(jù)都有哪些典型應(yīng)用場景，可否舉一二例子？

王喜文：工業(yè)大數(shù)據(jù)達到一定規(guī)模之后，就可以挖掘出具備商業(yè)經(jīng)營價值的智能決策。設(shè)備與數(shù)據(jù)相互結(jié)合，網(wǎng)絡(luò)協(xié)同且實時更新，將對諸多行業(yè)帶來較大裨益。

據(jù)美國GE公司的預(yù)測，航班延誤每年給航空公司帶來的損失超過400億美元。其中10%的延誤是由于對飛機的維護欠缺所造成的。同時，全球航空業(yè)每年燃油費用高達1700億美元（營業(yè)收入約為5600億美元），而根據(jù)國際航空運輸協(xié)會（IATA）的調(diào)查，這些油耗中有18~22%屬于浪費。GE的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通過對飛機航運輸局和零部件系統(tǒng)數(shù)據(jù)的監(jiān)測與統(tǒng)計，分析維修保養(yǎng)上的問題，每年可減少1000次延誤情況。同時，選擇適當(dāng)?shù)臅r機，進行維修保養(yǎng)，也可以降低設(shè)備投資成本。通過航運數(shù)據(jù)，挖掘減少燃油能耗的實現(xiàn)路徑，從而對飛行調(diào)度的優(yōu)化，可減少2%的能耗使用，每年節(jié)約2000萬美元成本，減少大量二氧化碳排放。

圖 航空領(lǐng)域的智能決策

醫(yī)療占全球GDP的10%，是一個相當(dāng)大的行業(yè)。據(jù)美國GE公司的預(yù)測，醫(yī)療領(lǐng)域由于低效率，每年會造成7310億美元的浪費，尤其是臨床醫(yī)療占到59%，高達4290億美元的浪費。醫(yī)療從業(yè)人員與醫(yī)療器械之間的信息不對稱是主要原因。例如：護士換藥、磁共振成像情況、醫(yī)生診斷等過程都沒能實時共享。將醫(yī)療從業(yè)人員、醫(yī)療器械進行聯(lián)網(wǎng)，對診斷、手術(shù)、藥方等信息進行共享，開展網(wǎng)絡(luò)協(xié)同式的診療。GE的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通過綜合管理每個病床，每個診斷的工作流、患者流，搬運和醫(yī)療器械，改進醫(yī)療從業(yè)人員、業(yè)務(wù)流程和器械通信情況，可減少15~30%的醫(yī)療器械成本，提升醫(yī)療從業(yè)人員的工作效率，節(jié)約的時間可多為15~20%的患者提供服務(wù)。

圖 醫(yī)療領(lǐng)域的智能決策

魯四海：在工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用中，大家都提到智能工廠，怎樣才能利用大數(shù)據(jù)實現(xiàn)智能工廠呢？

王喜文：消費需求的個性化要求傳統(tǒng)制造業(yè)突破現(xiàn)有的生產(chǎn)方式與制造模式，根據(jù)消費者需求所產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)與信息，進行大數(shù)據(jù)處理與挖掘。同時，在進行這些非標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生的生產(chǎn)信息與數(shù)據(jù)也是大量的，需要及時收集、處理和分析，以反過來指導(dǎo)生產(chǎn)。

這兩方面大數(shù)據(jù)信息流最終通過互聯(lián)網(wǎng)在智能設(shè)備之間傳遞，由智能設(shè)備進行分析、判斷、決策、調(diào)整、控制并繼續(xù)開展智能生產(chǎn)，生產(chǎn)出高品質(zhì)的個性化產(chǎn)品?？梢哉f，大數(shù)據(jù)構(gòu)成新一代智能工廠。

伴隨新一代信息技術(shù)與制造業(yè)的深度融合，新一輪工業(yè)革命的孕育發(fā)展，使得信息技術(shù)滲透到了制造企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)，條形碼、二維碼、RFID等物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識，工業(yè)傳感器、PLC等工業(yè)自動控制系統(tǒng)，ERP、CAD/CAM、MES等軟件技術(shù)在制造企業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，制造業(yè)企業(yè)的運營，也越來越依賴信息技術(shù)。以致于制造業(yè)的整個價值鏈，制造業(yè)產(chǎn)品的整個生命周期都涉及到諸多的數(shù)據(jù)，制造業(yè)企業(yè)的數(shù)據(jù)也呈現(xiàn)出爆炸性增長的趨勢。

圖  工業(yè)大數(shù)據(jù)聯(lián)結(jié)物理信息

智能工廠中的大數(shù)據(jù)是“信息”與“物理”世界彼此交互與融合所產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)應(yīng)用將帶來制造業(yè)企業(yè)創(chuàng)新和變革的新時代。在以往傳統(tǒng)的制造業(yè)生產(chǎn)管理的信息數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，通過物聯(lián)網(wǎng)等帶來的物理數(shù)據(jù)感知，形成“工業(yè)4.0”時代的生產(chǎn)數(shù)據(jù)的私有云，創(chuàng)新了制造業(yè)企業(yè)的研發(fā)、生產(chǎn)、運營、營銷和管理方式。這些創(chuàng)新給制造業(yè)企業(yè)帶來了更快的速度、更高的效率和更高的洞察力。

來源：首席數(shù)據(jù)觀聯(lián)盟