大資料驅動製造業邁向智慧型化工業4 0時代

2021-07-31 13:43:53 字數 2493 閱讀 1262

摘要:人類正從it時代走向dt時代,」阿里巴巴集團創始人馬雲在各種場合都不遺餘力地推銷自己的觀點,資訊社會已經進入了大資料(big data)時代。大資料的湧現改變著人們的生活與工作方式,也改變著製造業企業的運作模式。

一、製造業也處於乙個資料**的時代

近年來,隨著網際網路、物聯網、雲計算等資訊科技與通訊技術的迅猛發展,資料量的暴漲成了許多行業共同面對的嚴峻挑戰和寶貴機遇。隨著製造技術的進步和現代化管理理念的普及,製造業企業的運營越來越依賴資訊科技。如今,製造業整個價值鏈、製造業產品的整個生命週期,都涉及到諸多的資料。同時,製造業企業的資料也呈現出**性增長趨勢。

製造業企業需要管理的資料種類繁多,涉及到大量結構化資料和非結構化資料:

(1)產品資料:設計、建模、工藝、加工、測試、維護資料、產品結構、零部件配置關係、變更記錄等。

(2)運營資料:組織結構、業務管理、生產裝置、市場營銷、質量控制、生產、採購、庫存、目標計畫、電子商務等。

(3)價值鏈資料:客戶、**商、合作夥伴等。

(4)外部資料:經濟執行資料、行業資料、市場資料、競爭對手資料等。

隨著大規模定製和網路協同的發展,製造業企業還需要實時從網上接受眾多消費者的個性化定製資料,並通過網路協同配置各方資源,組織生產,管理更多各類有關資料。

二、大資料是工業網際網路的命脈

大資料可能帶來的巨大價值正在被傳統產業認可,它通過技術創新與發展,以及資料的全面感知、收集、分析、共享,為企業管理者和參與者呈現出看待製造業價值鏈的全新視角。

(1)實現智慧型生產

在德國「工業4.0」中,通過資訊物理系統(cps)實現工廠/車間的裝置感測和控制層的資料與企業資訊系統融合,使得生產大資料傳到雲計算資料中心進行儲存、分析,形成決策並反過來指導生產。

具體而言,生產線、生產裝置都將配備感測器,抓取資料,然後經過無線通訊連線網際網路,傳輸資料,對生產本身進行實時監控。而生產所產生的資料同樣經過快速處理、傳遞,反饋至生產過程中,將工廠公升級成為可以被管理和被自適應調整的智慧型網路,使得工業控制和管理最優化,對有限資源進行最大限度使用,從而降低工業和資源的配置成本,使得生產過程能夠高效地進行。

過去,裝置執行過程中,其自然磨損本身會使產品的品質發生一定的變化。而由於資訊科技、物聯網技術的發展,現在可以通過感測技術,實時感知資料,知道產品出了什麼故障,**需要配件,使得生產過程中的這些因素能夠被精確控制,真正實現生產智慧型化。因此,在一定程度上,工廠/車間的感測器所產生的大資料直接決定了「工業4.0」所要求的智慧型化裝置的智慧型水平。

此外,從生產能耗角度看,裝置生產過程中利用感測器集中監控所有的生產流程,能夠發現能耗的異常或峰值情況,由此能夠在生產過程中不斷實時優化能源消耗。同時,對所有流程的大資料進行分析,也將會整體上大幅降低生產能耗。

(2)實現大規模定製

大資料是製造業智慧型化的基礎,其在製造業大規模定製中的應用包括資料採集、資料管理、訂單管理、智慧型化製造、定製平台等,核心是定製平台。定製資料達到一定的數量級,就可以實現大資料應用。通過對大資料的挖掘,實現流行**、精準匹配、時尚管理、社交應用、營銷推送等更多的應用。同時,大資料能夠幫助製造業企業提公升營銷的針對性,降低物流和庫存的成本,減少生產資源投入的風險。

利用這些大資料進行分析,將帶來倉儲、配送、銷售效率的大幅提公升和成本的大幅下降,並將極大地減少庫存,優化**鏈。同時,利用銷售資料、產品的感測器資料和**商資料庫的資料等大資料,製造業企業可以準確地**全球不同市場區域的商品需求。由於可以跟蹤庫存和銷售**,所以製造業企業便可節約大量的成本。

「工業4.0」本質是基於資訊物理系統(cps)實現「智慧型工廠」,使智慧型裝置根據處理後的資訊,進行判斷、分析、自我調整、自動驅動生產加工,直至最後的產品完成等步驟。可以說,智慧型工廠已經為最終製造業大規模定製生產做好了準備。

實現消費者個性化需求,一方面需要製造業企業能夠生產提供符合消費者個性偏好的產品或服務,一方面需要網際網路提供消費者的個性化定製需求。由於消費者人數眾多,每個人需求不同,導致需求的具體資訊也不同,加上需求不斷變化,就構成了產品需求的大資料。

消費者與製造業企業之間的互動和交易行為也將產生大量資料,挖掘和分析這些消費者動態資料,能夠幫助消費者參與到產品的需求分析和產品設計等創新活動中,為產品創新作出貢獻。製造業企業對這些資料進行處理,進而傳遞給智慧型裝置,進行資料探勘,裝置調整,原材料準備等步驟,才能生產出符合個性化需求的定製產品。

三、大資料構成新一代智慧型工廠

消費需求的個性化,要求傳統製造業突破現有生產方式與製造模式,對消費需求所產生的海量資料與資訊進行大資料處理與挖掘。同時,在進行這些非標準化產品生產過程中,產生的生產資訊與資料也是大量的,需要及時收集、處理和分析,以反過來指導生產。

這兩方面大資料資訊流最終通過網際網路在智慧型裝置之間傳遞,由智慧型裝置進行分析、判斷、決策、調整、控制並繼續開展智慧型生產,生產出高品質的個性化產品。可以說,大資料構成新一代智慧型工廠。

智慧型工廠中的大資料,是「資訊」與「物理」世界彼此互動與融合所產生的大資料。大資料應用將帶來製造業企業創新和變革的新時代。在以往傳統的製造業生產管理的資訊資料基礎上,通過物聯網等帶來的物理資料感知,形成「工業4.0」時代的生產資料的私有雲,創新了製造業企業的研發、生產、運營、營銷和管理方式。這些創新,給製造業企業帶來了更快的速度、更高的效率和更敏銳的洞察力。

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