□文/王建民

智能制造時(shí)代的到來(lái)，也意味著工業(yè)大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)。制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型的過(guò)程中，將催生工業(yè)大數(shù)據(jù)的廣泛應(yīng)用。工業(yè)大數(shù)據(jù)無(wú)疑將成為未來(lái)提升制造業(yè)生產(chǎn)力、競(jìng)爭(zhēng)力、創(chuàng)新能力的關(guān)鍵要素，也是目前全球工業(yè)轉(zhuǎn)型必須面對(duì)的重要課題。

2012年，通用電氣公司(GE)首次明確了“工業(yè)大數(shù)據(jù)”的概念，該概念主要關(guān)注工業(yè)裝備在使用過(guò)程中產(chǎn)生的海量機(jī)器數(shù)據(jù)。同年，麥肯錫的報(bào)告中給出的一個(gè)事實(shí)也頗為有趣，那就是在虛擬經(jīng)濟(jì)占主導(dǎo)地位的美國(guó)，其工業(yè)界蘊(yùn)含的數(shù)據(jù)總量反而是最大的。

文中指出，制造業(yè)存儲(chǔ)了比任何其他一種行業(yè)都多的海量數(shù)據(jù)——僅2010年，制造業(yè)就存儲(chǔ)了將近2EB的新數(shù)據(jù)。工業(yè)已經(jīng)進(jìn)入“大數(shù)據(jù)”時(shí)代，而他們所控制的數(shù)據(jù)的體量、多樣性和復(fù)雜程度，也正以前所未有的速度不斷激烈地爆發(fā)式發(fā)展。

其實(shí)，工業(yè)大數(shù)據(jù)就是在工業(yè)領(lǐng)域相關(guān)信息化應(yīng)用中所產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)。需要格外注意的是，工業(yè)大數(shù)據(jù)的“相關(guān)應(yīng)用”不僅應(yīng)包括生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)部和產(chǎn)業(yè)鏈，還應(yīng)包括客戶、用戶，以及互聯(lián)網(wǎng)上產(chǎn)生的相關(guān)數(shù)據(jù)。

世界乳水牛資源分布主要集中于亞洲，但近年來(lái)歐美國(guó)家逐漸也開始飼養(yǎng)乳水牛，可能是由于水牛乳具有較高的固形物含量，極適合用于制作干酪制品。

在早教方式上，線下課程是大多數(shù)年輕父母的首選，只有31%的父母接受線上課程。線上課程里，最受歡迎的是音樂課和語(yǔ)言課。一線城市偏愛語(yǔ)言課，特別是上海，比例高達(dá)93%；五線城市最愛音樂課，整體占比為80%。

同時(shí)，通用電氣公司的報(bào)告在闡述工業(yè)大數(shù)據(jù)的概念之外，還揭示了工業(yè)大數(shù)據(jù)所蘊(yùn)含的巨大價(jià)值。

古代傳說(shuō)中蘊(yùn)含有幫助他人的大愛展示。在民間文學(xué)《許德縛與王解子》中提到，明末清初如皋有一個(gè)書生叫許德縛，發(fā)誓只為明人不與清政府相妥協(xié)，并將志向通過(guò)紋身表現(xiàn)出來(lái)。在手臂紋刻“生為明人，死為明鬼”字樣，在胸前紋上“不愧本朝”字樣，被人告發(fā)后處斬，其妻子也被牽連被流放到東北。官府押解犯人的王能敬佩許德縛寧愿赴死也不愿意更改志向清政府低頭的氣概，想到許德縛妻子孤身一人去到異地服役非常艱難，就將其可憐處境講于自家妻子聽。王能妻子就提出原意冒名許妻，代替她到邊疆服刑。后來(lái)王能就押解著自己的妻子到東北服役。

三流匯聚而成的工業(yè)大數(shù)據(jù)

眾所周知，產(chǎn)品全生命周期的各個(gè)階段都會(huì)產(chǎn)生大數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)階段引入用戶社區(qū)數(shù)據(jù)，制造階段使用機(jī)床在線感知與測(cè)量數(shù)據(jù)，在市場(chǎng)營(yíng)銷階段使用社交網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)……

那么，基于何種背景下，人們提出了“工業(yè)大數(shù)據(jù)”呢?第一，數(shù)字化裝備和產(chǎn)品已經(jīng)普及；第二，裝備和產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)化連接(互聯(lián)網(wǎng)+)的不斷成熟；第三，工業(yè)企業(yè)正逐步開始向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)型；第四，“從搖籃到搖籃[1]“從搖籃到搖籃” “從搖籃到搖籃”理論由美國(guó)原總統(tǒng)克林頓的科技顧問威廉·麥克唐納(William McDonough)提出。他享有“再度工業(yè)革命之父”的美譽(yù)。“從搖籃到搖籃”的設(shè)計(jì)是仿生學(xué)在設(shè)計(jì)上實(shí)際應(yīng)用的例子，它的本質(zhì)內(nèi)涵是把物質(zhì)(包括自然的與人工的)看成是一個(gè)健康的、安全的新陳代謝系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)素。它強(qiáng)調(diào)工業(yè)必須保護(hù)并豐富自然生態(tài)系統(tǒng)以及生物的新陳代謝。與此同時(shí)，對(duì)于那些人工合成的物質(zhì)，也要保證它們參與到一個(gè)安全的、高效的科技新陳代謝當(dāng)中。概而言之，就是要?jiǎng)?chuàng)造一個(gè)“零廢物”的社會(huì)經(jīng)濟(jì)體系。”制造的必然要求。毫無(wú)疑問，無(wú)論是中國(guó)的《中國(guó)制造2025》，還是德國(guó)的“工業(yè)4.0”，抑或是美國(guó)的“先進(jìn)制造伙伴計(jì)劃(AMP)”都順應(yīng)了工業(yè)大數(shù)據(jù)的發(fā)展潮流。

一般來(lái)說(shuō)，產(chǎn)品全生命周期包括三個(gè)階段：開發(fā)制造階段(Beginning of Life，BOL)、使用維護(hù)階段(Middle of Life，MOL)、回收利用階段(即End of Life，EOL)。BOL和MOL的分離點(diǎn)是產(chǎn)品交付用戶的時(shí)刻，MOL和EOL的分離點(diǎn)是產(chǎn)品退役的時(shí)刻。

那么，工業(yè)大數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)企業(yè)數(shù)據(jù)之間又有什么關(guān)聯(lián)呢？傳統(tǒng)企業(yè)信息化的“四大件”，廣義產(chǎn)品生命周期管理(Product Lifecycle Management，PLM) 系 統(tǒng)(包括CAX[2]CAX CAX是CAD、CAM、CAE、CAPP、CAS、CAT、CAI等各項(xiàng)技術(shù)的綜合叫法，因?yàn)樗锌s寫都是以CA開頭，X表示所有。)主要支持產(chǎn)品開發(fā)，企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)(Enterprise Resource Planning，ERP)負(fù)責(zé)“人財(cái)物、產(chǎn)供銷”，供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)(Supply chain management，SCM)協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈，客戶關(guān)系管理系統(tǒng)(Customer Relationship Management，CRM)關(guān)照企業(yè)客戶和用戶。過(guò)去我們主要關(guān)注開發(fā)制造階段(BOL)的信息化，而CRM(包括MRO[3]MRO Maintenance(維護(hù))、Repair(維修)、Operation(運(yùn)行)的縮寫。通常是指在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程不直接構(gòu)成產(chǎn)品，只用于維護(hù)、維修、運(yùn)行設(shè)備的物料和服務(wù)。)往往得不到重視，再制造過(guò)程更是受到冷落。

上世紀(jì)90年代，羅爾斯·羅伊斯公司(Rolls-Royce)率先在發(fā)動(dòng)機(jī)上嵌入傳感器，監(jiān)控其運(yùn)行狀態(tài)，開創(chuàng)了以銷售飛行小時(shí)為標(biāo)志性業(yè)務(wù)的服務(wù)型制造新模式。這些傳感器采集的機(jī)器數(shù)據(jù)便可對(duì)應(yīng)GE和麥肯錫報(bào)告中所說(shuō)的工業(yè)大數(shù)據(jù)的主體。

瀝青混合料宜采用自卸汽車運(yùn)輸。為防止粘料，裝料前應(yīng)在汽車翻斗內(nèi)抹1層柴油與水的混合物。裝料過(guò)程中應(yīng)前后移動(dòng)，均衡裝料，避免混合料離析。裝料后用保溫布覆蓋，以起到保溫和防止污染的作用。

在建筑空間布局方面，一般采用院落式的布局方式。由許多開間共同組成一個(gè)整體。若是說(shuō)繪畫是二維藝術(shù)，雕塑是三維藝術(shù)，那么建筑必然是四維的。建筑在平面和空間維度上還要加上時(shí)間維度。建筑隨著時(shí)代的變遷，展現(xiàn)出不一樣的韻味。當(dāng)我欣賞一個(gè)建筑時(shí)，往往會(huì)看到建筑的外貌特征，洞悉其整體布局，緊接著會(huì)看它的內(nèi)部裝飾以及細(xì)節(jié)部分，使得結(jié)構(gòu)層次非常的清晰。

當(dāng)然，這三個(gè)原因不說(shuō)明工業(yè)大數(shù)據(jù)項(xiàng)目就沒有任何共性抓手。比如“端+云”的低成本海量時(shí)空數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理平臺(tái)、基于大數(shù)據(jù)的裝備壽命預(yù)測(cè)與可靠性分析平臺(tái)、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)與企業(yè)數(shù)據(jù)集成平臺(tái)等等，他們都是工業(yè)大數(shù)據(jù)的共性軟件工具。

工業(yè)大數(shù)據(jù)有沒有“交鑰匙[4]交鑰匙 一般情況下，“交鑰匙”工程由承包商實(shí)施所有的設(shè)計(jì)、采購(gòu)和建造工作，完全負(fù)責(zé)項(xiàng)目的設(shè)備和施工，雇主基本不參與工作。承包商在"交鑰匙"時(shí)，提供一個(gè)配套完整、可運(yùn)行的設(shè)施?！惫こ蹋啃率兰o(jì)以來(lái)，我國(guó)工業(yè)界經(jīng)歷了轟轟烈烈的信息化浪潮。業(yè)界有這樣一句口頭禪，“不搞信息化等于坐以待斃，搞了信息化也是存亡未卜”。后半句話說(shuō)明，企業(yè)推行“信息化”是有難度和風(fēng)險(xiǎn)的，所以“交鑰匙”工程成為廣大企業(yè)所期望的方式。

但坦白來(lái)講，工業(yè)大數(shù)據(jù)不存在“交鑰匙”工程(至少目前是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的)，原因有三：

那么，裝備生命中期階段(MOL)機(jī)器數(shù)據(jù)又該如何應(yīng)用呢？

第二，工業(yè)大數(shù)據(jù)目前尚處于“科學(xué)”階段，人們對(duì)數(shù)據(jù)價(jià)值的“提取”方法、技術(shù)與工具尚不成熟，特別是以物理規(guī)律發(fā)現(xiàn)為目標(biāo)的工業(yè)大數(shù)據(jù)處理更是剛剛起步；

第三，人們普遍認(rèn)同的“領(lǐng)域?qū)＜摇?、“統(tǒng)計(jì)專家”和“軟件專家”組成了協(xié)同團(tuán)隊(duì)，他們構(gòu)成了當(dāng)前“大數(shù)據(jù)”深度應(yīng)用的核心。

工業(yè)大數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)流程又呈現(xiàn)怎樣的關(guān)系呢？傳統(tǒng)企業(yè)信息化項(xiàng)目一般是從梳理業(yè)務(wù)流程起步的，流程是“主動(dòng)”的、而數(shù)據(jù)是“被動(dòng)”的。在工業(yè)大數(shù)據(jù)環(huán)境下，要求企業(yè)快速滿足個(gè)性化的用戶需求。企業(yè)僵化的“長(zhǎng)流程”，難以適應(yīng)“實(shí)時(shí)決策”的要求。需要變“流程驅(qū)動(dòng)”為“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”，或者至少是“混合驅(qū)動(dòng)”，將“流程”與“數(shù)據(jù)”進(jìn)行深度融合。上述表現(xiàn)，就是我們所說(shuō)的“流程碎片化”、“基于數(shù)據(jù)的決策”。而此時(shí)，數(shù)據(jù)便成為了連接這些“碎片”的媒介。

本文針對(duì)多子帶合成技術(shù)中子帶內(nèi)幅度與相位誤差利用定標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行了計(jì)算，并給出了具體的操作流程。針對(duì)子帶合成技術(shù)中子帶間誤差提出了一種基于原始數(shù)據(jù)的計(jì)算方法，該方法根據(jù)圖像對(duì)比度最大原則，采用兩級(jí)計(jì)算方式，提高了子帶間誤差計(jì)算的精確度。最后利用定標(biāo)數(shù)據(jù)和機(jī)載SAR實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行成像分析，驗(yàn)證了本文所提出的誤差計(jì)算方法的有效性。

實(shí)踐出真知

工業(yè)大數(shù)據(jù)從何而來(lái)？它來(lái)源于產(chǎn)品生命周期的各個(gè)環(huán)節(jié)，包括市場(chǎng)、設(shè)計(jì)、制造、服務(wù)、再利用等各個(gè)環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生大數(shù)據(jù)。而“全”生命周期的數(shù)據(jù)匯合起來(lái)則更加龐大。當(dāng)然，企業(yè)外、產(chǎn)業(yè)鏈外的“跨界”數(shù)據(jù)也是工業(yè)大數(shù)據(jù)“不可忽視”的重要來(lái)源。因此，企業(yè)數(shù)據(jù)、機(jī)器數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)這三條數(shù)據(jù)流匯聚成了工業(yè)大數(shù)據(jù)。

傳統(tǒng)企業(yè)信息化系統(tǒng)一般架構(gòu)在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)之上，也稱為SQL數(shù)據(jù)，這“20%”的部分的價(jià)值密度是很高的。別小看這占比僅有20%的SQL小數(shù)據(jù)，只有它才能引爆那剩余的“80%”，它是工業(yè)大數(shù)據(jù)價(jià)值的基礎(chǔ)。

除上述1批性狀不符合規(guī)定的樣品外，28批樣品符合規(guī)定，90批樣品不符合規(guī)定，不合格率為76%；此檢驗(yàn)結(jié)果結(jié)合產(chǎn)區(qū)和市場(chǎng)調(diào)研分析，主要為硫酸鋁銨等銨鹽摻偽。另外，此檢驗(yàn)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)方法中需使用劇毒試劑二氯化汞，對(duì)實(shí)驗(yàn)室操作及環(huán)境安全風(fēng)險(xiǎn)大，屬于嚴(yán)格管控試劑，使用極不方便。

第一，工業(yè)大數(shù)據(jù)項(xiàng)目主要針對(duì)的對(duì)象不是“既有業(yè)務(wù)”，而是“未來(lái)業(yè)務(wù)”、“創(chuàng)新業(yè)務(wù)”，其特點(diǎn)便在于創(chuàng)新性、不確定性；

“十二五”期間，清華大學(xué)與國(guó)內(nèi)某裝備龍頭企業(yè)三一重工合作，共同研制裝備工況大數(shù)據(jù)平臺(tái)。隨著應(yīng)用的深入，系統(tǒng)需要將工況數(shù)據(jù)的處理分析結(jié)果向企業(yè)服務(wù)(MRO)、制造(ERP)甚至設(shè)計(jì)(PLM)系統(tǒng)進(jìn)行反饋，因此需要將這些系統(tǒng)與工業(yè)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)進(jìn)行集成。

如果說(shuō)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)往往是全新的，工業(yè)大數(shù)據(jù)則需要與遺留的系統(tǒng)進(jìn)行集成，甚至替換“舊”的系統(tǒng)，這是工業(yè)大數(shù)據(jù)項(xiàng)目區(qū)別于互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)項(xiàng)目的重要內(nèi)容，在實(shí)踐中我們形成了“四階段”的切換方案。

一個(gè)例子是裝備時(shí)空監(jiān)管。企業(yè)在得到工況數(shù)據(jù)以后，首先是對(duì)裝備運(yùn)營(yíng)進(jìn)行監(jiān)管。不同于傳統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)監(jiān)管，在大數(shù)據(jù)技術(shù)支持下，運(yùn)營(yíng)是成套設(shè)備互相協(xié)同的運(yùn)營(yíng)。以攪拌站為例，通過(guò)收集位置數(shù)據(jù)、油位數(shù)據(jù)可以對(duì)攪拌車運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，從而避免擁堵、減少等待、降低能耗。

題目：圖書館門前建了兩個(gè)同樣大小的圓柱形花壇。花壇的底面直徑為6米，高為0.9米，往里裝泥土的高是0.7米，兩個(gè)花壇中共需要填土多少方？

以杭深高鐵沿線裝備的故障分析為例。液壓系統(tǒng)是工程機(jī)械的核心系統(tǒng)之一，導(dǎo)致其發(fā)生故障的原因很多，比如密封套腐蝕、內(nèi)壁刮花、密封環(huán)損壞、閥塊受損等等。但有了機(jī)器大數(shù)據(jù)，情況就不一樣了，我們可以尋找發(fā)生故障的深層次原因。

我們通過(guò)大規(guī)模比對(duì)開工指標(biāo)，從典型取值、波動(dòng)幅度、回傳密度多個(gè)維度進(jìn)行分析，自動(dòng)篩選與故障車輛關(guān)系密切的特征工況，發(fā)現(xiàn)這些故障車輛的每分鐘換向次數(shù)在變化幅度上高度相關(guān)。

再通過(guò)引入互聯(lián)網(wǎng)上的行政區(qū)劃數(shù)據(jù)和歷年高鐵建設(shè)數(shù)據(jù)(企業(yè)外部數(shù)據(jù))，可以得出這樣一個(gè)結(jié)論，這些典型故障均發(fā)生在2012-2013年期間在建重大工程“杭深高鐵”沿線，這為我們尋找更深層次的原因提供了重要線索。

還有一個(gè)例子是備件預(yù)測(cè)。通過(guò)大規(guī)模工況數(shù)據(jù)透視宏觀裝備應(yīng)用情況，我們根據(jù)這些信息進(jìn)行易損配件需求的預(yù)測(cè)，優(yōu)化調(diào)配相關(guān)服務(wù)資源。裝備開工情況也同樣可以反映出各地區(qū)宏觀經(jīng)濟(jì)情況。

工業(yè)大數(shù)據(jù)在路上

由互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、機(jī)器數(shù)據(jù)和企業(yè)數(shù)據(jù)匯聚而成的工業(yè)大數(shù)據(jù)，蘊(yùn)藏著巨大價(jià)值。例如，通過(guò)分析用戶使用數(shù)據(jù)改進(jìn)產(chǎn)品、通過(guò)分析現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)提高加工水平、通過(guò)工況數(shù)據(jù)進(jìn)行產(chǎn)品健康管理等。工業(yè)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，將成為未來(lái)提升制造業(yè)生產(chǎn)力、競(jìng)爭(zhēng)力、創(chuàng)新能力的關(guān)鍵要素，也是目前全球工業(yè)轉(zhuǎn)型必須面對(duì)的重要課題。

工業(yè)大數(shù)據(jù)剛剛起步，我們需要冷靜思考，堅(jiān)持應(yīng)用驅(qū)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)中國(guó)制造強(qiáng)國(guó)之夢(mèng)。