李晶瑩

（中機生產(chǎn)力促進中心，北京 100044）

0 引言

當前制造業(yè)正逐步轉(zhuǎn)向數(shù)字化、網(wǎng)絡化和智能化，信息技術(shù)指數(shù)級增長、數(shù)字化網(wǎng)絡化智能化普及應用、系統(tǒng)集成創(chuàng)新形成了新一輪工業(yè)革命的三大驅(qū)動力。隨著人工智能技術(shù)與先進制造技術(shù)融合而形成的新一代智能制造技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)大數(shù)據(jù)的效用挖掘與深度應用愈發(fā)體現(xiàn)出核心驅(qū)動作用?！八幕睌?shù)據(jù)是工業(yè)大數(shù)據(jù)的核心，對企業(yè)自主創(chuàng)新能力發(fā)展、智能制造實施、質(zhì)量管理控制、制造服務模式創(chuàng)新等起著至關重要的作用。

1“四基”數(shù)據(jù)平臺內(nèi)涵

工業(yè)“四基”指基礎材料、基礎技術(shù)、基礎工藝和基礎零部件?！八幕惫I(yè)數(shù)據(jù)平臺是指將大數(shù)據(jù)技術(shù)應用于工業(yè)“四基”領域，圍繞個性化定制、柔性敏捷制造、遠程運維等典型智能制造模式，以材料數(shù)據(jù)、工藝數(shù)據(jù)、零部件數(shù)據(jù)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)、技術(shù)數(shù)據(jù)為核心，覆蓋從設計、研發(fā)、采購、制造、銷售、交付、售后服務、運維、報廢或回收再制造等整個產(chǎn)品全生命周期的廣義數(shù)據(jù)范疇，及相關數(shù)據(jù)應用系統(tǒng)。

本文中的“四基”數(shù)據(jù)包括生產(chǎn)經(jīng)營宏數(shù)據(jù)、工具類標準化數(shù)據(jù)、可重用模塊化數(shù)據(jù)、外部通用數(shù)據(jù)等廣義范疇。

（1）生產(chǎn)經(jīng)營宏數(shù)據(jù)。生產(chǎn)經(jīng)營宏數(shù)據(jù)主要來自傳統(tǒng)企業(yè)信息化范疇，包括傳統(tǒng)工業(yè)設計和制造類軟件、ERP、MES、PLM、SCM、CRM、EMS等。 這些信息系統(tǒng)產(chǎn)生，積累了大量的產(chǎn)品研發(fā)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)性數(shù)據(jù)、設備數(shù)據(jù)、經(jīng)營性數(shù)據(jù)、客戶信息數(shù)據(jù)、物流供應數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)等。生產(chǎn)經(jīng)營宏數(shù)據(jù)主要掌握在制造企業(yè)手里，典型應用場景包括產(chǎn)品創(chuàng)新、產(chǎn)品故障診斷與預測、智能工廠建設、工業(yè)企業(yè)供應鏈優(yōu)化和產(chǎn)品精準營銷等。

（2）工具類標準化數(shù)據(jù)。工具類標準化數(shù)據(jù)是企業(yè)在研發(fā)設計、工藝設計、加工制造過程中廣泛應用的設計工具類數(shù)據(jù)，如機械設計常用數(shù)據(jù)及標準、基礎工藝數(shù)據(jù)、基礎材料數(shù)據(jù)、基礎零部件數(shù)據(jù)、共性技術(shù)方案等。這部分數(shù)據(jù)廣泛分布在制造企業(yè)、科研機構(gòu)的設計手冊、標準文件、數(shù)據(jù)庫、工具軟件等中。

（3）可重用模塊化數(shù)據(jù)?？芍赜媚K化數(shù)據(jù)指非標準化的數(shù)據(jù)、不涉及企業(yè)核心技術(shù)機密、可共享可重用的數(shù)據(jù)內(nèi)容。在綠色制造、敏捷制造、智能制造、服務型制造等新興制造模式及業(yè)態(tài)的發(fā)展下，產(chǎn)生的設計模塊數(shù)據(jù)、非標零部件數(shù)據(jù)、設備運維數(shù)據(jù)、個性化定制數(shù)據(jù)等。這部分數(shù)據(jù)在支撐提升企業(yè)自身設計、制造與服務效率同時，可通過形成的數(shù)據(jù)分析解決方案共享給同類企業(yè)，幫助降低研發(fā)成本。

（4）外部通用數(shù)據(jù)。外部通用數(shù)據(jù)指與制造企業(yè)產(chǎn)品決策、市場輿情分析、制造服務能力補充相關的以網(wǎng)絡大數(shù)據(jù)及專業(yè)科技服務機構(gòu)數(shù)據(jù)為主。如專利、標準、文獻、政策、技術(shù)動態(tài)、行業(yè)動態(tài)、檢測認證信息、企業(yè)的動態(tài)、市場數(shù)據(jù)、專家、人才、培訓資料等。

2 建設“四基”數(shù)據(jù)平臺的意義

（1）“四基”數(shù)據(jù)平臺有助于推動智能制造發(fā)展。各國制造業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略的實施都是基于工業(yè)大數(shù)據(jù)采集和分析，并以此為制造系統(tǒng)搭建應用環(huán)境。隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)與先進制造技術(shù)的融合發(fā)展，制造企業(yè)的數(shù)據(jù)將會爆炸式增長，研發(fā)與驗證過程、制造過程、產(chǎn)品使用過程都在源源不斷的產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，建立“四基”數(shù)據(jù)平臺，將這些數(shù)據(jù)有效應用到企業(yè)運營管理、產(chǎn)品設計研發(fā)、售后與運維等整個生命周期，形成支撐智能制造模式的數(shù)據(jù)生態(tài)系統(tǒng)，是推動智能制造發(fā)展的源動力。

（2）“四基”數(shù)據(jù)平臺有助于加速企業(yè)自主創(chuàng)新。中國“四基”的薄弱主要體現(xiàn)在制造企業(yè)在產(chǎn)品設計等方面自主創(chuàng)新能力的不足，目前大部分中小型制造企業(yè)的研發(fā)設計不成體系，缺乏有效研發(fā)數(shù)據(jù)支撐，很多設計圖紙等數(shù)據(jù)化程度不高，無法形成知識的有效積累。建立公共數(shù)據(jù)平臺，促進共性技術(shù)資源、可重用數(shù)據(jù)模塊的開放共享，能夠有效的實現(xiàn)數(shù)字化設計、生產(chǎn)、管理、應用的一體化，縮短研發(fā)制造周期，成為企業(yè)自主創(chuàng)新的加速器。

（3）“四基”數(shù)據(jù)平臺有助于加強產(chǎn)品質(zhì)量控制。目前大部分工業(yè)產(chǎn)品的成品檢驗都為抽樣檢驗，“四基”數(shù)據(jù)的應用帶來了更可靠的產(chǎn)品質(zhì)量控制方案，通過收集大量產(chǎn)品的過程工藝參數(shù)、成品檢驗結(jié)果參數(shù)、抽查不合格品的檢驗數(shù)據(jù)以及對應的工藝、技術(shù)、管理數(shù)據(jù)，找出各種定性、定量數(shù)據(jù)與成品質(zhì)量的關系，對產(chǎn)品質(zhì)量進行預測與判斷，從而幫助企業(yè)及時改進產(chǎn)品質(zhì)量。“四基”數(shù)據(jù)平臺的建立，有助于企業(yè)建立新的質(zhì)量控制與管理手段，并形成質(zhì)量問題可跟蹤、可追溯，促進企業(yè)質(zhì)量目標的提升。

（4）“四基”數(shù)據(jù)平臺有助于挖掘產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢能?！八幕贝髷?shù)據(jù)使工業(yè)基礎數(shù)據(jù)中所蘊含的價值得以挖掘和展現(xiàn)，從復雜的數(shù)據(jù)應用中發(fā)現(xiàn)新的模式與知識，從而促進制造企業(yè)的產(chǎn)品創(chuàng)新、提升經(jīng)營水平和生產(chǎn)運作效率以及拓展新型商業(yè)模式。通過數(shù)據(jù)積累及價值挖掘，支撐協(xié)同制造、大規(guī)模個性化定制、設備健康監(jiān)控、遠程運維等新興制造服務業(yè)態(tài)發(fā)展，幫助企業(yè)尋找新的利潤增長點?！八幕睌?shù)據(jù)平臺將引導企業(yè)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)價值，通過平臺數(shù)據(jù)及使能工具開展協(xié)同創(chuàng)新、制造服務模式創(chuàng)新。

3“四基”數(shù)據(jù)平臺構(gòu)建原則

需求導向。以工業(yè)強基為目標、以新一代智能制造及企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展需求為牽引，以促進提升工業(yè)企業(yè)數(shù)據(jù)處理及應用能力為導向，促進跨行業(yè)、跨領域、跨地域工業(yè)大數(shù)據(jù)應用，形成良性互動的產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局。

開放共享。促進基礎共性數(shù)據(jù)、可復用數(shù)據(jù)在行業(yè)內(nèi)的開放與共享，通過完善數(shù)據(jù)集成共享、數(shù)據(jù)交易等使能工具開發(fā)，推動“四基”數(shù)據(jù)資源開放共享、有序流動與規(guī)范利用。

統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。發(fā)揮行產(chǎn)業(yè)服務機構(gòu)、行業(yè)龍頭企業(yè)在“四基”大數(shù)據(jù)平臺構(gòu)建中的主體作用，加大政府政策支持和引導力度，營造良好的政策法規(guī)環(huán)境，形成政產(chǎn)學研用統(tǒng)籌推進的機制。加強中央、部門、地方大數(shù)據(jù)發(fā)展政策銜接，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局，形成協(xié)同發(fā)展合力。

4“四基”數(shù)據(jù)平臺建設重點

針對我國“四基”數(shù)據(jù)平臺薄弱的問題，提升工業(yè)基礎信息化與智能化水平，圍繞核心基礎零部件、關鍵基礎材料、先進基礎工藝和產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎四大基礎領域建立一大批數(shù)據(jù)平臺，構(gòu)建“工業(yè)大數(shù)據(jù)PaaS云平臺+若干行業(yè)公有云平臺+企業(yè)私有云部署”的數(shù)據(jù)平臺分布格局，形成“四基”工業(yè)大數(shù)據(jù)生態(tài)圈。依托科研院所、產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟和行業(yè)協(xié)會建立一批行業(yè)專屬“四基”數(shù)據(jù)平臺；依托數(shù)據(jù)基礎好的龍頭企業(yè)建設大量的企業(yè)專有數(shù)據(jù)平臺；依托具有公益性質(zhì)的科研院所及第三方服務機構(gòu)建立面向制造業(yè)的綜合性數(shù)據(jù)共享和交易平臺。

圖1“四基”大數(shù)據(jù)平臺布局Fig.1 The platform layout

（1）面向典型行業(yè)的“四基”大數(shù)據(jù)平臺。依托科研院所、行業(yè)協(xié)會、產(chǎn)學研聯(lián)盟等機構(gòu)構(gòu)建一批行業(yè)“四基”數(shù)據(jù)平臺。針對高檔數(shù)控機床、基礎制造裝備、工業(yè)機器人、工程機械、節(jié)能與新能源汽車等“四基”大數(shù)據(jù)實施基礎好的行業(yè)，建設一批行業(yè)公共大數(shù)據(jù)平臺。構(gòu)建“四基”基礎共性數(shù)據(jù)資源池，開發(fā)一批協(xié)同設計、精準匹配、數(shù)據(jù)定制、智慧決策等應用服務工具。支撐企業(yè)開展產(chǎn)品決策、協(xié)同創(chuàng)新、虛擬研發(fā)、技術(shù)驗證等自主創(chuàng)新活動。

（2）企業(yè)級“四基”大數(shù)據(jù)平臺。企業(yè)級大數(shù)據(jù)平臺是對整個企業(yè)層面的內(nèi)部數(shù)據(jù)和外部數(shù)據(jù)等進行匯集、處理、分析、分享的設備、工具、流程等有機的組合。內(nèi)部數(shù)據(jù)主要指企業(yè)內(nèi)部的設計工藝、材料、標準、技術(shù)方案、零部件數(shù)據(jù)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)等基礎數(shù)據(jù)信息，ERP、MES等工業(yè)自動化控制與信息化系統(tǒng)產(chǎn)生的信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)，以及來源于工業(yè)生產(chǎn)線設備、機器、產(chǎn)品等的多由傳感器、設備儀器儀表所產(chǎn)生的機器設備數(shù)據(jù)等；外部數(shù)據(jù)是指來源于工廠外部的數(shù)據(jù)，主要包括互聯(lián)網(wǎng)市場、環(huán)境、客戶、政府、供應鏈等外部環(huán)境產(chǎn)生的信息和數(shù)據(jù)。

（3）綜合性知識服務與大數(shù)據(jù)交易平臺。支持具有公益性質(zhì)的科研院所及第三方服務機構(gòu)建立面向制造業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營共性數(shù)據(jù)共享和交易平臺，加快研究數(shù)據(jù)產(chǎn)品化機制、數(shù)據(jù)定價機制、數(shù)據(jù)評價機制、數(shù)據(jù)交易機制、數(shù)據(jù)安全機制，促進第三方數(shù)據(jù)交易平臺向數(shù)據(jù)資源綜合服務商轉(zhuǎn)型。鼓勵行業(yè)服務平臺和企業(yè)專有數(shù)據(jù)平臺形成大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略合作聯(lián)盟，促進工業(yè)大數(shù)據(jù)的技術(shù)突破與產(chǎn)業(yè)擴散，促進相關技術(shù)標準的制定和推廣。整合資源、共享服務，建立數(shù)據(jù)協(xié)同、應用服務、數(shù)據(jù)交易于一體的“四基”大數(shù)據(jù)綜合交易服務平臺。綜合交易服務平臺以提供可視化的基礎、共性數(shù)據(jù)交易及可復用的數(shù)據(jù)應用模塊服務為主，提高工業(yè)企業(yè)大數(shù)據(jù)處理及應用效率。

5“四基”數(shù)據(jù)平臺運營機制分析

“四基”數(shù)據(jù)平臺將作為一個獨立運行實體，由政府財政、政策支持和引導，產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新，按市場化方式運作。

政府發(fā)揮項目部署與指導作用，指導制訂“四基”大數(shù)據(jù)平臺戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃、技術(shù)路線圖和建立市場化運行機制及協(xié)同創(chuàng)新機制，為四基大數(shù)據(jù)平臺的研發(fā)與建設、行業(yè)示范應用等活動提供必要的資金支持與政策保障。

科研院所、行業(yè)協(xié)會等專業(yè)研發(fā)服務機構(gòu)發(fā)揮行業(yè)研究及數(shù)據(jù)積累能力，組織開展行業(yè)“四基”平臺的研發(fā)及建設任務。組織相關行業(yè)企業(yè)、專業(yè)服務機構(gòu)建立大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略聯(lián)盟，促進行業(yè)數(shù)據(jù)的共享與流動。鼓勵核心成員按照市場化發(fā)展的需要通過資金、知識產(chǎn)權(quán)等投入方式建立緊密的企業(yè)化合作機制，按照符合商業(yè)本質(zhì)的原則共同推進工業(yè)大數(shù)據(jù)的產(chǎn)業(yè)化。

充分發(fā)揮工業(yè)龍頭企業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈帶動作用，依托龍頭企業(yè)既有的“互聯(lián)網(wǎng)+制造”轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略舉措，以龍頭企業(yè)為市場主體，建設和運營企業(yè)級工業(yè)大數(shù)據(jù)應用平臺，帶動龍頭企業(yè)周邊生態(tài)系統(tǒng)伙伴企業(yè)使用平臺服務，并逐步演進為更多企業(yè)提供服務，并按照市場機制收取服務費用。在行業(yè)應用的過程當中不斷沉淀積累共性技術(shù)資產(chǎn)與行業(yè)大數(shù)據(jù)平臺及綜合性知識服務與大數(shù)據(jù)交易平臺對接。

圖2“四基”平臺組織機制Fig.2 The platform organization mechanism

圖3“四基”數(shù)據(jù)平臺運行機制Fig.3 The platform operation mechanism

6 結(jié)論

本文分析了“四基”數(shù)據(jù)平臺的建設意義，提出了廣義范疇下的“四基”數(shù)據(jù)類型，提出了行業(yè)、企業(yè)、綜合性“四基”平臺的建設思路及運行機制，對建立“四基”數(shù)據(jù)平臺做了探索性的研究。