隨著互聯(lián)網(wǎng)、信息系統(tǒng)及電子設備的發(fā)展，人類社會各行各業(yè)每天都在生成海量的數(shù)據(jù)。例如，社交媒體Twitter每天要產(chǎn)生12TB的數(shù)據(jù)，制造業(yè)中波音737的引擎每30分鐘飛行會產(chǎn)生10TB的數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)的時代已經(jīng)到來，正在改變著人們的工作和生活。

2017年12月8日，中共中央總書記習近平在主持中共中央政治局“實施國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略”第二次集體學習時強調(diào)：“大數(shù)據(jù)發(fā)展日新月異，我們應該審時度勢、精心謀劃、超前布局，力爭主動，深入了解大數(shù)據(jù)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢及其對經(jīng)濟社會發(fā)展的影響，分析我國大數(shù)據(jù)發(fā)展取得的成績和存在的問題，推動實施國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略，加快完善數(shù)字基礎設施，推進數(shù)據(jù)資源整合和開放共享，保障數(shù)據(jù)安全，加快建設數(shù)字中國，更好服務我國經(jīng)濟發(fā)展和人民生活的改善?！笨倳浀脑捳Z，站在時代的高度，為我國各級政府和科技工作者指明了努力方向。

大數(shù)據(jù)正快速向工業(yè)大數(shù)據(jù)拓展

2012年，在麥肯錫發(fā)布的《工業(yè)大數(shù)據(jù)的崛起》報告中給出了一個有趣的事實，在虛擬經(jīng)濟占主導地位的美國，工業(yè)蘊含的數(shù)據(jù)總量超過其他部門。工業(yè)數(shù)據(jù)的多樣性和復雜性正以創(chuàng)紀錄的速度迅速增長。工業(yè)部門已經(jīng)進入大數(shù)據(jù)時代。目前，中國工業(yè)正面臨轉型升級，迫切需要將大數(shù)據(jù)融合到經(jīng)營管理與生產(chǎn)運營活動中，促進工業(yè)向服務化、智能化轉型升級。

2017年12月8日，工業(yè)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)應用聯(lián)盟成立大會在北京舉行。聯(lián)盟由聯(lián)想集團和中國電子技術標準化研究院攜手眾多行業(yè)骨干企業(yè)共同發(fā)起。

工業(yè)大數(shù)據(jù)是基于工業(yè)數(shù)據(jù)，運用先進大數(shù)據(jù)技術，貫穿于工業(yè)的設計、工藝、生產(chǎn)、管理、服務等各個環(huán)節(jié)，使工業(yè)系統(tǒng)具備描述、診斷、預測、決策、控制等智能化功能的模式和結果。其中工業(yè)數(shù)據(jù)是指在工業(yè)領域信息化應用中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。

工業(yè)大數(shù)據(jù)來源于開發(fā)制造、使用維護和回收利用等產(chǎn)品全生命周期各個環(huán)節(jié)的機器設備數(shù)據(jù)、工業(yè)信息化數(shù)據(jù)和產(chǎn)業(yè)鏈跨界數(shù)據(jù)，包括市場、設計、制造、服務、再制造等，每個環(huán)節(jié)都會有大量數(shù)據(jù)，全生命周期匯合起來的數(shù)據(jù)更大。除內(nèi)部數(shù)據(jù)外，“市場需求”“市場變化”等外部數(shù)據(jù)也是工業(yè)大數(shù)據(jù)的重要來源。

工業(yè)大數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)類型繁多、多源異構數(shù)據(jù)并存、數(shù)據(jù)處理實時性高、數(shù)據(jù)關聯(lián)性異常復雜等特性。如何將數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析的能力轉變?yōu)榇髷?shù)據(jù)分析、預測和決策能力，促進傳統(tǒng)工業(yè)升級改造，是目前需要解決的核心關鍵問題。

何友院士介紹說：“大數(shù)據(jù)將在工業(yè)各個方面創(chuàng)造價值，例如產(chǎn)品創(chuàng)新、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)供應鏈的分析優(yōu)化等，具體體現(xiàn)在從大定單、大批量產(chǎn)銷模式向小定單、多規(guī)格的產(chǎn)銷模式轉變，在特定工藝水平和設備精度上能夠進一步改進和提升產(chǎn)品質(zhì)量，能夠適應市場競爭、縮短產(chǎn)品研制和生產(chǎn)周期。”

大數(shù)據(jù)正從零售、金融、電信、物流、醫(yī)療、交通等領域加速向工業(yè)拓展。百度的工業(yè)大數(shù)據(jù)監(jiān)測平臺已應用到汽車、日化等行業(yè)；三一重工利用大數(shù)據(jù)分析技術為智能工程機械物聯(lián)網(wǎng)提供決策支持。

“在工業(yè)大數(shù)據(jù)所推動的變革中，即使效率只提升1%，效益也是空前巨大的。如在全球節(jié)約1%的商用航空燃料意味著節(jié)約300億美元的成本。工業(yè)大數(shù)據(jù)是人工智能未來發(fā)展的一個基石，工業(yè)大數(shù)據(jù)的平臺，應該最終能夠驅(qū)動工業(yè)升級和產(chǎn)業(yè)整合。”何友院士說。

成功實踐——數(shù)據(jù)驅(qū)動的智慧工廠

位于煙臺市的山東玲瓏輪胎股份有限公司，一場大數(shù)據(jù)變革正在發(fā)生。

山東省科技廳將中國工程院院士、海軍航空大學信息融合研究所所長何友團隊提出的“輪胎產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)關鍵技術研究及應用示范”項目列入山東省科技重大專項支持項目，并于2015年12月正式啟動，聯(lián)合申報的就有山東玲瓏輪胎股份有限公司。

2017年一季度，玲瓏輪胎股份有限公司的輪胎產(chǎn)銷與2016年同期相比，實現(xiàn)較大增長。而據(jù)玲瓏輪胎上市公司的公開報表，公司2016年前三季度銷售毛利率為29.44%，遠高于一般同行業(yè)公司。

“銷售預測準確率較此前提高了5～10個百分點，能夠直接幫助企業(yè)降低庫存、實現(xiàn)資金高效運轉。”玲瓏輪胎信息化處負責“輪胎產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)分析關鍵技術研究及應用示范”項目對接的工作人員隋曉飛說。

何友院士介紹說，這一項目的背景是輪胎制造數(shù)據(jù)與外部市場銷售等相關數(shù)據(jù)的快速增長。項目主要研究是輪胎產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)應用模式，產(chǎn)品設計、生產(chǎn)環(huán)節(jié)、質(zhì)量檢驗/測試/售后、銷售客戶等數(shù)據(jù)，收集融合原材料價格、行業(yè)發(fā)展、市場變化、經(jīng)濟走勢等數(shù)據(jù)，形成輪胎企業(yè)大數(shù)據(jù)資源中心，搭建輪胎產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)分析決策系統(tǒng)。

輪胎產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)分析決策系統(tǒng)分為五個模塊，主要是大數(shù)據(jù)資源中心、宏觀銷售預測系統(tǒng)、微觀銷售預測系統(tǒng)、質(zhì)量分析系統(tǒng)和計劃排程系統(tǒng)。

大數(shù)據(jù)資源中心包括銷售、計劃、質(zhì)量數(shù)據(jù)以及外部網(wǎng)站獲得的各大相關行業(yè)的數(shù)據(jù)。例如，五個大數(shù)據(jù)資源中心子模塊就可實現(xiàn)輪胎產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)資源的區(qū)分地域、數(shù)據(jù)來源和各相關行業(yè)多維度的管理和展示。

在宏觀銷售預測系統(tǒng)中，宏觀銷售預測模塊主要是基于輪胎行業(yè)大數(shù)據(jù)資源中心的數(shù)據(jù)，進行深度綜合分析，對輪胎制造業(yè)企業(yè)的宏觀銷售情況進行預測分析。其中運用四個宏觀預測子模塊可分別實現(xiàn)輪胎制造業(yè)主要原材料價格的波動預測、輪胎制造業(yè)相關的海量新聞的自動收集、整理和重點推送及國內(nèi)外市場的銷量宏觀預測。

微觀銷售預測模塊整合了企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)和外部相關行業(yè)數(shù)據(jù)，通過建立模型分析預測具體型號輪胎的未來銷量走勢，為企業(yè)安排生產(chǎn)和調(diào)整產(chǎn)品結構提供支持。

產(chǎn)品生產(chǎn)過程需要質(zhì)量分析系統(tǒng)發(fā)揮作用。質(zhì)量分析系統(tǒng)模塊標準化數(shù)據(jù)平臺提供的生產(chǎn)全過程貫通數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)對產(chǎn)品全過程的追溯，從原材料、配方、工藝、環(huán)境等多維度對產(chǎn)品生產(chǎn)全過程進行數(shù)據(jù)關聯(lián)分析，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量對關鍵供需及制造過程的影響，提升產(chǎn)品質(zhì)量和故障診斷的效率。

“輪胎產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)分析關鍵技術研究及應用示范”項目的計劃排程模塊可根據(jù)市場訂單量、銷售預測量、備用庫存量和現(xiàn)有庫存量，自動制定下月實際生產(chǎn)量，充分合理的分配生產(chǎn)資源，通過充分挖掘工藝參數(shù)、成組生產(chǎn)、設備狀態(tài)、調(diào)度規(guī)則等與訂單交貨期建立復雜的關聯(lián)關系。

“整個的項目現(xiàn)在基本完成。預計今年上半年要進行驗收，后續(xù)還要進行相應的推廣應用?！焙斡言菏空f道。

看似傳統(tǒng)的輪胎廠正在進化成數(shù)據(jù)驅(qū)動的智慧工廠。

面向工業(yè)大數(shù)據(jù)的思考

何友院士認為，在工業(yè)大數(shù)據(jù)和企業(yè)已有數(shù)據(jù)之間，工業(yè)大數(shù)據(jù)應該遵循二八法則，其中包含數(shù)據(jù)價值密度方面，20%的SQL小數(shù)據(jù)具有80%的價值密度。它們之間相互依存、不可分割。

在工業(yè)大數(shù)據(jù)和業(yè)務流程的關系上，傳統(tǒng)企業(yè)信息化項目一般是從梳理業(yè)務流程起步的，流程是主動的，數(shù)據(jù)是被動的，而工業(yè)大數(shù)據(jù)環(huán)境下，要求企業(yè)快速滿足個性化用戶需求，僵化的長流程難以適應實時決策的要求。

工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺架構與存儲技術、多源異構工業(yè)大數(shù)據(jù)統(tǒng)一描述與集成分析技術、大數(shù)據(jù)驅(qū)動的工業(yè)系統(tǒng)分析與決策支持技術、可視化技術，和容災備份技術等構成了工業(yè)大數(shù)據(jù)的關鍵技術。

與此同時，數(shù)據(jù)來源多、數(shù)據(jù)類型不統(tǒng)一、數(shù)據(jù)質(zhì)量要求高，數(shù)據(jù)存儲要具備可靠性，工業(yè)大數(shù)據(jù)分析模型難度大，決策分析的影響因素多，如何構建工業(yè)大數(shù)據(jù)智能分析工具以及大數(shù)據(jù)驅(qū)動下的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與智能制造模型等，成為工業(yè)大數(shù)據(jù)現(xiàn)有的科學難題。

“工業(yè)大數(shù)據(jù)面臨的兩個挑戰(zhàn)，一個是大數(shù)據(jù)技術的應用仍有困難；另一個是大數(shù)據(jù)給信息安全帶來新的挑戰(zhàn)，加大了隱私泄露風險、對現(xiàn)有存儲和安全措施產(chǎn)生威脅，并且容易被運用到攻擊手段中?！焙斡言菏刻岢鏊乃伎肌?/p>

在大數(shù)據(jù)技術的應用上，首先數(shù)據(jù)搜集，要對來自網(wǎng)絡包括物聯(lián)網(wǎng)和機構信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)附上時空標簽，去偽存真，盡可能收集異源甚至是異構的數(shù)據(jù)，還可以與歷史數(shù)據(jù)對照，多角度檢驗數(shù)據(jù)的全面性和可信性。

其次是數(shù)據(jù)存儲，要達到低成本、低能耗、高可靠性目標，要用到冗余配置、分布式和云計算技術，存儲時對數(shù)據(jù)進行分類，并加入便于檢索的標簽。

然后在數(shù)據(jù)處理上，利用上下文關聯(lián)進行語義分析。最后是可視化呈現(xiàn)，目前計算機智能化有了很大的進步和發(fā)展，但是談不到深層次數(shù)據(jù)挖掘，現(xiàn)有數(shù)據(jù)挖掘算法在行業(yè)中難以應用，智能化之路進步很大，但距離完全實現(xiàn)智能化，還很遙遠。

“工業(yè)大數(shù)據(jù)是新一輪產(chǎn)業(yè)革命的核心，是實現(xiàn)工業(yè)4.0、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和《中國制造2025》的重要抓手，將推動企業(yè)從制造走向智造。我們需要用全新的大數(shù)據(jù)思維模式開辟工業(yè)化建設、實現(xiàn)跨越式發(fā)展的新途徑?！焙斡言菏空f道。