工業(yè)4.0與大數(shù)據(jù)應(yīng)用：一場(chǎng)不見(jiàn)硝煙的戰(zhàn)爭(zhēng)

李杰

美國(guó)辛辛那提大學(xué)特聘教授李杰在工業(yè)大數(shù)據(jù)及工業(yè)4.0等領(lǐng)域有著豐富的理論基礎(chǔ)和實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)。他從西方經(jīng)濟(jì)學(xué)的視角為我們分析了工業(yè)4.0的思想精髓，并用多個(gè)實(shí)例闡述了大數(shù)據(jù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造和提升。

工業(yè)4.0 有何不同？

人們談到工業(yè)轉(zhuǎn)型帶來(lái)的變革時(shí)，往往容易看到其代表性的技術(shù)特征，而忽視促使其轉(zhuǎn)型的最原始的驅(qū)動(dòng)力，即對(duì)于新價(jià)值創(chuàng)造的永恒追求。

李杰表示，如果說(shuō)前三次工業(yè)革命從機(jī)械化、規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化和自動(dòng)化等方面大幅提高了生產(chǎn)力，那么工業(yè)4.0與它們的區(qū)別就在于：不再以制造端的生產(chǎn)力需求為起點(diǎn)，而將用戶端的價(jià)值需求作為整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的出發(fā)點(diǎn)；改變以往的工業(yè)價(jià)值鏈的模式，從用戶端的價(jià)值需求出發(fā)提供定制化的產(chǎn)品和服務(wù)，并以此作為整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的共同目標(biāo)，使整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)協(xié)同優(yōu)化。歸結(jié)其本質(zhì)，李杰表示，是工業(yè)視角的轉(zhuǎn)變。

工業(yè)4.0有三個(gè)支撐點(diǎn)：一是制造本身的價(jià)值化。不僅是做好產(chǎn)品，還要將產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中的浪費(fèi)降到最低，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、制造過(guò)程與用戶需求相配合；二是系統(tǒng)的“自省 (Self-Aware)”功能。讓系統(tǒng)在制造過(guò)程中根據(jù)產(chǎn)品加工狀況的改變自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，在原有的自動(dòng)化基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的“自省”；三是在整個(gè)制造過(guò)程中實(shí)現(xiàn)零故障、零隱患、零意外、零污染。

事實(shí)上，在現(xiàn)今的制造系統(tǒng)中，有許多無(wú)法被定量、無(wú)法被決策者掌握的不確定因素，這些因素既存在于制造過(guò)程中，也存在于使用過(guò)程中。分析前三次工業(yè)革命，可以看到主要解決的都是可見(jiàn)的問(wèn)題，如避免產(chǎn)品缺陷、避免加工失效等。這些問(wèn)題由于可見(jiàn)、可測(cè)量，往往比較容易加以避免和解決。而不可見(jiàn)的問(wèn)題通常表現(xiàn)為設(shè)備的性能下降、健康衰退、零部件磨損、運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)升高等。這些因素由于很難通過(guò)測(cè)量被量化呈現(xiàn)，便成為了生產(chǎn)中不可控的風(fēng)險(xiǎn)，因此，工業(yè)4.0所關(guān)注點(diǎn)就是這些不可見(jiàn)因素如何避免和透明呈現(xiàn)。

據(jù)李杰分析，工業(yè)4.0的另一個(gè)特點(diǎn)就是制造過(guò)程和制造價(jià)值向使用過(guò)程的延伸，不僅關(guān)注產(chǎn)品制造，還應(yīng)關(guān)心如何去使用好這個(gè)產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品價(jià)值的最大化。產(chǎn)品的創(chuàng)新和價(jià)值的創(chuàng)造不再僅僅以滿足用戶可見(jiàn)的需求為導(dǎo)向，而且要利用用戶的使用數(shù)據(jù)創(chuàng)建使用情景模擬，從情景模擬中找到用戶需求的缺口（GAP），這些缺口我們稱之為“不可見(jiàn)的需求”，對(duì)此即便是用戶自己都很難意識(shí)到。

用數(shù)據(jù)挖掘市場(chǎng)價(jià)值

工業(yè)4.0時(shí)代的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)會(huì)從以往滿足客戶可見(jiàn)的需求向?qū)ふ矣脩粜枨蟮娜笨谵D(zhuǎn)變。以往我們將產(chǎn)品賣給客戶之后就幾乎到達(dá)了生產(chǎn)價(jià)值鏈的終點(diǎn)，然而工業(yè)4.0時(shí)代將價(jià)值鏈進(jìn)一步延伸：以產(chǎn)品作為服務(wù)的載體，以使用數(shù)據(jù)作為服務(wù)的媒介，在使用過(guò)程中不斷挖掘用戶需求的缺口，并利用數(shù)據(jù)挖掘所產(chǎn)生的

信息為用戶創(chuàng)造價(jià)值。

李杰還舉例說(shuō)明了數(shù)據(jù)的價(jià)值。比如對(duì)于制衣業(yè)而言，大多數(shù)制衣店在給用戶量體時(shí)都在固定的姿勢(shì)下進(jìn)行，而沒(méi)有考慮用戶在動(dòng)態(tài)情況下的舒適程度。若消費(fèi)者是一個(gè)教師，會(huì)經(jīng)常抬手在黑板上寫字，手臂的運(yùn)動(dòng)幅度就會(huì)很大，手肘和腋下部分就需要加大彈性。由此看來(lái)，未來(lái)的量體應(yīng)該是動(dòng)態(tài)的，讓消費(fèi)者穿上特制的衣服后按照習(xí)慣隨意活動(dòng)，借由衣服上的傳感器自動(dòng)記錄關(guān)鍵位置的應(yīng)力情況，根據(jù)這些數(shù)據(jù)制作更加合體的衣服。

這些在過(guò)去看來(lái)都是天方夜譚的事情，隨著智能傳感和3D視覺(jué)技術(shù)的成熟，目前已觸手可及?？萍歼M(jìn)步帶動(dòng)了商業(yè)與服務(wù)模式的轉(zhuǎn)變。

從案例分析看，數(shù)據(jù)依然是為用戶提供定制化產(chǎn)品最重要的媒介，工業(yè)4.0時(shí)代的制造將通過(guò)數(shù)據(jù)把終端用戶與制造系統(tǒng)相連接，這些數(shù)據(jù)將自動(dòng)決定生產(chǎn)系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的決策，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)上下游環(huán)環(huán)相扣的整合，人的工作難度將被大大降低，在這種模式下工廠的組織構(gòu)架將趨于扁平，生產(chǎn)資源的利用也將更加優(yōu)化。

工業(yè)4.0時(shí)代的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)向?qū)ふ矣脩粜枨蟮娜笨谵D(zhuǎn)變。

發(fā)現(xiàn)價(jià)值缺口

工業(yè)4.0不僅僅是制造業(yè)的革命，而是一場(chǎng)更為深刻的變革，包括創(chuàng)新模式、商業(yè)模式、服務(wù)模式、產(chǎn)業(yè)鏈和價(jià)值鏈都將改變。制造業(yè)的革命只是工業(yè)4.0實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)條件，其最根本的驅(qū)動(dòng)力來(lái)自于商業(yè)模式與智能服務(wù)體系的創(chuàng)新技術(shù)變革，這兩者才是未來(lái)工業(yè)界競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵。

事實(shí)上，德國(guó)對(duì)工業(yè)4.0的定義僅僅體現(xiàn)了制造革命，并非是工業(yè)革命。這并不是去否定制造革命的重要性，如果制造系統(tǒng)不產(chǎn)生深刻變革，一切商業(yè)模式的創(chuàng)新都無(wú)異于空中樓閣。

李杰表示，若將制造系統(tǒng)比作工業(yè)4.0的“蛋黃”，人們?cè)诎选暗包S”做好的同時(shí)也要努力把“蛋白”做大。老子云：“有之以為利，無(wú)之以為用”，如果拿一個(gè)杯子來(lái)做比喻，杯子當(dāng)中看似“無(wú)”的空間才是容納水的地方，才是價(jià)值真正的載體。中國(guó)的制造業(yè)一定要學(xué)會(huì)分析和使用杯子里面的價(jià)值：制造設(shè)備雖然是德國(guó)人生產(chǎn)的，但是我們要更懂得如何使用。我們的工廠雖然用的是德國(guó)人的設(shè)備，但是中國(guó)企業(yè)若通過(guò)對(duì)使用數(shù)據(jù)的分析實(shí)現(xiàn)勝過(guò)德國(guó)工廠的高效、高質(zhì)量、低成本和低污染，那么德國(guó)人就要反過(guò)來(lái)向中國(guó)人學(xué)習(xí)如何使用設(shè)備去創(chuàng)造價(jià)值。

發(fā)現(xiàn)用戶價(jià)值的缺口、發(fā)現(xiàn)和管理不可見(jiàn)的問(wèn)題、實(shí)現(xiàn)無(wú)憂的生產(chǎn)環(huán)境，以及為用戶提供定制化的產(chǎn)品和服務(wù)，這些都離不開(kāi)對(duì)數(shù)據(jù)的分析挖掘。中國(guó)不僅僅是制造大國(guó)，更是世界第一大使用大國(guó)，無(wú)論是制造設(shè)備還是終端消費(fèi)品，中國(guó)都擁有最龐大的使用數(shù)據(jù)。現(xiàn)實(shí)來(lái)看，這些數(shù)據(jù)并沒(méi)有被很好地分析、利用，因此，它們也還只是“潛力”，并沒(méi)有成為真正的“競(jìng)爭(zhēng)力”。

在李杰看來(lái)，未來(lái)工業(yè)界的機(jī)會(huì)空間可以被分為四個(gè)部分：第一個(gè)部分是滿足用戶可見(jiàn)的需求和解決可見(jiàn)的問(wèn)題，這個(gè)空間內(nèi)依然有中國(guó)制造需要補(bǔ)的課，比如質(zhì)量、污染和浪費(fèi)等問(wèn)題，需要的是持續(xù)的改善與不斷完善的標(biāo)準(zhǔn)化。第二個(gè)部分在于避免可見(jiàn)的問(wèn)題，需要從使用數(shù)據(jù)中挖掘新的知識(shí)為原有生產(chǎn)系統(tǒng)和產(chǎn)品增加價(jià)值。第三個(gè)部分在于利用創(chuàng)新的方法與技術(shù)去解決未知的問(wèn)題，如具有自省能力的設(shè)備，以及利用智能手環(huán)管理睡眠質(zhì)量等例子都是使不可見(jiàn)的問(wèn)題透明化，進(jìn)而去加以管理和解決不可見(jiàn)的問(wèn)題。第四個(gè)部分是尋找和滿足不可見(jiàn)的價(jià)值缺口，避免不可見(jiàn)因素的影響，這部分需要利用數(shù)據(jù)分析產(chǎn)生的智能信息去創(chuàng)造新的知識(shí)和價(jià)值，這也是工業(yè)4.0的最終目標(biāo)。