黑客帝國的前奏：工業(yè)大數(shù)據(jù)的崛起

工業(yè)大數(shù)據(jù) 黑客帝國人工智能

傅一平 | 2016-07-04 13:29

【數(shù)據(jù)猿導讀】無論是德國的工業(yè)4.0，還是美國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，或是我國的中國制造2025，都離不開大數(shù)據(jù)，可以說，大數(shù)據(jù)在工業(yè)的崛起將重塑整個商業(yè)社會，其影響力甚至不是互聯(lián)網(wǎng)所能比的，你信嗎?事實上，工業(yè)4.0帶來的智能生產(chǎn)、智能運維、智能服務、云工場及跨界打擊將重構整個商業(yè)體系

無論是德國的工業(yè)4.0，還是美國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，或是我國的中國制造2025，都離不開大數(shù)據(jù)，可以說，大數(shù)據(jù)在工業(yè)的崛起將重塑整個商業(yè)社會，其影響力甚至不是互聯(lián)網(wǎng)所能比的，你信嗎?事實上，工業(yè)4.0帶來的智能生產(chǎn)、智能運維、智能服務、云工場及跨界打擊將重構整個商業(yè)體系。

Part 1

工業(yè)1.0至3.0

先看工業(yè)革命的前三個階段：

工業(yè)1.0

機械化，以蒸汽機為標志，用蒸汽動力驅動機器取代人力，從此手工業(yè)從農業(yè)分離出來，正式進化為工業(yè)。

工業(yè)2.0

電氣化，以電力的廣泛應用為標志，用電力驅動機器取代蒸汽動力，從此零部件生產(chǎn)與產(chǎn)品裝配實現(xiàn)分工，工業(yè)進入大規(guī)模生產(chǎn)時代。

工業(yè)3.0

自動化，以PLC(可編程邏輯控制器)和PC的應用為標志，從此機器不但接管了人的大部分體力勞動，同時也接管了一部分腦力勞動，工業(yè)生產(chǎn)能力也自此超越了人類的消費能力，人類進入了產(chǎn)能過剩時代。

Part 2

工業(yè)制造面臨的挑戰(zhàn)

工業(yè)1.0,、2.0、3.0時代里，因為生產(chǎn)廠家無法低成本的了解每一個客戶的需求，所以往往采用一刀切的方法，就是把需求做多的性能組合到一起，成為一款產(chǎn)品，工業(yè)3.0時代從機械化、規(guī)模化、標準化和自動化方面大幅度地提升了生產(chǎn)力，然而這類規(guī)模化生產(chǎn)模式導致當前的全球性的產(chǎn)能過剩，企業(yè)的競爭越來越激烈，以往一款產(chǎn)品賣三十年的做法已經(jīng)逐步不行，互聯(lián)網(wǎng)時代的到來進一步成為催化劑，撼動了工業(yè)時代的基礎，信息不對稱問題解決了，你跑不快，有的是快的。

比如你想要一款適合你的體型的衣服，服裝廠是無法知道你的體型多大的，所以只能測量很多人的體型之后，把最集中的尺碼分成40號，41號，42號等等，但是如果你的體型偏肥或偏瘦，對不起，概不伺候。

互聯(lián)網(wǎng)改變了這個局面，人與人，人與廠商，可以低成本的實現(xiàn)連接，從而讓每個人的個性需求被放大，人們越來越喜歡個性化的東西。但是個性化的東西需求量沒有那么大，這就需要工業(yè)企業(yè)能夠實現(xiàn)小批量的快速生產(chǎn)，多品種、小批量、定制生產(chǎn)成為工業(yè)化4.0一個核心驅動因素。

另外一個核心因素則是雖然工業(yè)產(chǎn)品是當前制造業(yè)主要銷售收入，但一旦銷售完畢，則意味著企業(yè)跟客戶聯(lián)系的結束，賣設備這種服務模式無法讓企業(yè)獲得持續(xù)的增長，如何延伸制造業(yè)的價值鏈，實現(xiàn)產(chǎn)品價值的最大化，是工業(yè)化4.0另一個核心驅動要素。

Part 3

工業(yè)4.0的概念

工業(yè)4.0是以智能制造為主導的第四次工業(yè)革命。其利用信息物理系統(tǒng)(Cyber-Physical System)將生產(chǎn)中的供應、制造、銷售信息數(shù)據(jù)化，智慧化，形成有效的的網(wǎng)絡，信息共享和交流，最后達到快速、有效、個性化的產(chǎn)品供應。”工業(yè)4.0是德國人談的，其實和美國談的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”，以及中國談的“兩化融合”信息化與工業(yè)化有機融合都是殊途同歸的，中國還有一個目標，就是中國制造2025，也是這個意思。

Part 4

大數(shù)據(jù)與工業(yè)4.0

工業(yè)4.0的內容非常豐富，筆者僅僅從數(shù)據(jù)的角度談談相關看法，讓大家對于其內涵有更深的認識。

智能生產(chǎn)-基于大數(shù)據(jù)連接進行生產(chǎn)控制

傳統(tǒng)工廠存在的目的只有兩個，生產(chǎn)產(chǎn)品，然后賣出去。所以在工業(yè)企業(yè)中，通常會分為兩個大的部門，一個是生產(chǎn)部門，一個是業(yè)務部門，前者通過MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))管理，后者通過ERP(管理信息系統(tǒng))來管理。這兩個系統(tǒng)啥區(qū)別呢?ERP更傾向于財務信息的管理，而MES更傾向于生產(chǎn)過程的控制，簡單的說，ERP主要告訴你客戶需要生產(chǎn)多少個產(chǎn)品，哪天下單，哪天要貨，而MES主要負責監(jiān)控和管理生產(chǎn)這些產(chǎn)品的每一個步驟和工序如何實現(xiàn)。

但是，大多數(shù)企業(yè)里面，ERP和MES其實并沒有連起來，所以當ERP給MES下達生產(chǎn)計劃指令后，MES在生產(chǎn)過程中發(fā)生了與計劃偏差的事項(比如設備壞了，原料不合格等等)，MES會根據(jù)車間的實際情況進行調整。但是ERP是不知道的!所以它會繼續(xù)按照原本的計劃執(zhí)行訂單，時間久了，財務系統(tǒng)和工廠的實際情況就會出現(xiàn)非常大的偏差，也就是ERP這個大腦與生產(chǎn)是脫鉤的，信息的不貫通導致一線的決策精細化控制實際是無法做到的。

即使生產(chǎn)設備和管理信息系統(tǒng)各自連接起來，但現(xiàn)在生產(chǎn)的原材料和生產(chǎn)設備也還沒有連接起來，因此實際的個性化生產(chǎn)也是無法達到的，舉個例子你就明白了：

百事可樂的生產(chǎn)車間里，生產(chǎn)線上連續(xù)過來了三個瓶子，每個瓶子都自帶一個二維碼，里面記錄著這是為張三、李四和王二麻子定制的可樂。

第一個瓶子走到灌裝處時，通過二維碼的無線通訊告訴中控室的控制器，說張三喜歡甜一點的，多放糖，然后控制器就告訴灌裝機器手，“加二斤白糖!”(張三真倒霉……)。

第二個瓶子過來，說李四是糖尿病，不要糖，控制器就告訴機器手，“這貨不要糖!”

第三個瓶子過來，說王二麻子要的是芬達，控制就告訴灌可樂的機械手“你歇會”，再告訴灌芬達的機械手，“你上!”

看到了，多品種、小批量、定制生產(chǎn)，每一灌可樂從你在網(wǎng)上下單的那一刻起，他就是為你定制的，他所有的特性，都是符合你的喜好的。但有個前提，生產(chǎn)的原材料、生產(chǎn)設備、管理信息系統(tǒng)及相關系統(tǒng)必須是貫通的。

要實現(xiàn)貫通，就必須依賴互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)(比如射頻識別技術)、大數(shù)據(jù)等技術，現(xiàn)在工業(yè)4.0有一個標準之爭，就是設備之間的接口標準，這個接口可不是什么TCP/IP等協(xié)議能解決得了的，比如實時性要求。當然，核心是需要實現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的有效采集和整合。

智能運維-基于大數(shù)據(jù)分析進行自我完善

在現(xiàn)今的制造系統(tǒng)中，存在著許多無法被決策者掌握的不確定因素，前三次工業(yè)革命主要解決的都是可見的問題，如避免產(chǎn)品缺陷等，這些問題在生產(chǎn)中由于可見、可測量，往往比較容易加以避免和解決，而很多不可見的問題通常標簽為性能下降，健康衰退等，這些因素由于傳統(tǒng)技術手段缺乏而難以控制。

在工業(yè)4.0的時代，機臺、設備、產(chǎn)品仍然是關注的中心。但機器的表現(xiàn)，產(chǎn)品的健康狀況已不再由人工決定或評估，物聯(lián)網(wǎng)下生產(chǎn)流程及產(chǎn)品使用的狀況理論上都可以轉化為可量化的數(shù)據(jù)，人為的因素將被降至最低。工業(yè)信息化下生產(chǎn)流程的透明度將得到提高，產(chǎn)品的可追溯性也成為可能。同時，對生產(chǎn)制造過程中產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)進行分析與挖掘，可將大量的數(shù)據(jù)轉化為表征機器行為及健康狀況的信息，這些從數(shù)據(jù)中獲得的信息可為性能維護、生產(chǎn)管理、設計等提供決策支持，進一步幫助提升質量與生產(chǎn)率。有效的數(shù)據(jù)信息轉化方法還可使生產(chǎn)設備具備自我學習與自我認知的能力，人工經(jīng)驗與知識可轉化為智能的數(shù)字化的分析算法。

更進一步，機器在充分了解自身的運行狀態(tài)與健康狀況的基礎上，可根據(jù)自己行為的趨勢對未來自身的表現(xiàn)進行預測。機器的自我認知與自我預測可使自身得到及時的預見性的維護與改善，整個生產(chǎn)制造將更加智能。

智能服務-通過大數(shù)據(jù)部署實現(xiàn)服務化

工業(yè)4.0的另一個特點就是制造過程和制造價值向使用過程的延伸，不僅僅關注將一個產(chǎn)品制造出來，還應該關心如何去使用好這個產(chǎn)品，實現(xiàn)產(chǎn)品價值的最大化，產(chǎn)品的創(chuàng)新和價值的創(chuàng)造不再僅僅以滿足用戶可見的需求為導向，而且要利用用戶的使用數(shù)據(jù)創(chuàng)建使用場景模擬，從情景模擬中找到用戶需求的缺口，這些缺口稱之為“不可見需求”，產(chǎn)品服務化將是工業(yè)4.0時代一個產(chǎn)品存在的真正價值所在。舉個例子就更清楚了：

在未來，在用戶駕駛汽車的過程中，汽車能自動識別用戶駕駛習慣的改變，提醒用戶駕駛習慣的變化對于能耗和剩余里程的影響;在上下班高峰期，汽車能通過海量的交通數(shù)據(jù)預測出未來一段時間內可能通過道路的擁堵情況，并未用戶推薦最佳路徑;在駕駛過程中汽車還可以記錄路面的平整度，這些數(shù)據(jù)首先在系統(tǒng)內被分享，提醒后面的駕駛者減速駛過一段坑洼的路面，回到家后，可以通過手機或網(wǎng)頁查看一天的駕駛記錄，不同駕駛模式下的能耗情況一目了然，可以與社區(qū)的其它用戶比一比誰更加環(huán)保，同時系統(tǒng)還提供了相應的駕駛習慣改善建議，此外，用戶還能查看汽車的健康狀況報告，故障風險一目了然，不像現(xiàn)在一樣，到底何時換輪胎也不清楚，只能定期到4S店去檢查。

由此可見，汽車廠商不僅是賣了一輛汽車，同時通過額外增值服務實現(xiàn)了價值的延伸。我這里提一個概念叫網(wǎng)器，諸如海爾等企業(yè)已經(jīng)開始將所有的家電變成一個網(wǎng)器，實時采集家電的使用情況數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到云端，通過數(shù)據(jù)分析，不僅能提升自身產(chǎn)品質量，而且還可以為你提供更為個性化的服務，雖然現(xiàn)在還未完全流行，但相信，未來所有的制造品都是一個配有傳感器的數(shù)據(jù)終端，制造業(yè)將通過收取服務費等形式創(chuàng)造新的商業(yè)模式。

云工廠-通過大數(shù)據(jù)實現(xiàn)智能供應鏈

當工廠的兩化融合進一步深入的時候，另一種新的商業(yè)模式就有要孕育而生了，這就是云工廠。工廠里的設備現(xiàn)在也是智能的了，他們也在不斷地采集自己的數(shù)據(jù)上傳到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)上，此時我們就可以看到，哪些工廠的哪些生產(chǎn)線正在滿負荷運轉，哪些是有空閑的。那么這些存在空閑的工廠，就可以出賣自己的生產(chǎn)能力，為其他需要的人去進行生產(chǎn)?；ヂ?lián)網(wǎng)行業(yè)為什么發(fā)展的這么快，就是因為創(chuàng)業(yè)者只需要專注于產(chǎn)品和模式創(chuàng)新，不需要自己去買一個服務器，而是直接租用云端的服務就行了。而目前工業(yè)的創(chuàng)業(yè)者，還是要不斷地糾結于找OEM代工還是自建工廠中，這個極大地限制了工業(yè)領域的創(chuàng)新。當云工廠實現(xiàn)的時候，我預言中國的工業(yè)領域將出現(xiàn)一個比互聯(lián)網(wǎng)大百倍以上的創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)浪潮，那個時候這個社會的一切都將被深刻的改變。

跨界打擊-通過大數(shù)據(jù)重塑商業(yè)社會

互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)天天說降維打擊傳統(tǒng)行業(yè)，什么谷歌小米阿里巴巴樂視，可是我告訴你，當工業(yè)4.0進入深入時，工業(yè)企業(yè)的跨界打擊將比這些互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)猛烈百倍。這個過程將從根本上撼動現(xiàn)代經(jīng)濟學和管理學的根基，重塑整個商業(yè)社會。舉兩個例子就更清楚了：

一個生產(chǎn)手表的廠商，這個表每天貼著你的身體，采集你身體的各項數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)對于手表廠商也許沒啥用，但是對于保險公司就是個金庫，這個時候，手表廠商搖身一變，就能成為最好的保險公司。

一個農機本來是幫助農戶進行農作物收割，但通過給農機裝上傳感器，可以探知耕地土壤狀態(tài)的報告和對不同農作物的適用程度，然后再根據(jù)農戶計劃種植的農作物提供需要施加化肥的種類和數(shù)量，并把化肥廠家的信息告訴農戶并幫他下單，從而收取化肥廠的中介費和農戶的管理費，你看，農機廠搖身一變就成為賣農作物生產(chǎn)管理服務的公司了，這個在美國已經(jīng)成為現(xiàn)實了。

Part 5

結語

整個工業(yè)4.0過程，就是自動化和信息化不斷融合的過程，就是大數(shù)據(jù)持續(xù)發(fā)揮價值的過程，也是用軟件重新定義世界的過程。一切都在基于數(shù)據(jù)被精確的控制當中，人類的大部分體力勞動和腦力勞動都將被機器和人工智能所取代，你信嗎?

來源：數(shù)據(jù)猿

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