工業(yè)大數(shù)據(jù)的五大典型應(yīng)用場景與產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析

工業(yè)大數(shù)據(jù)的五大典型應(yīng)用場景隨著信息化與工業(yè)化的深度融合，工業(yè)企業(yè)所擁有的數(shù)據(jù)也日益豐富,包括設(shè)計數(shù)據(jù)'傳感數(shù)據(jù)'自動控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)'生產(chǎn)數(shù)據(jù)、供給鏈數(shù)據(jù)等，數(shù)據(jù)驅(qū)動的價值表達及其帶來的洞察力貫穿于智能制造生命周期的全過程。領(lǐng)先企業(yè)以平臺為載體，不斷形成針對制造業(yè)應(yīng)用場景的大數(shù)據(jù)解決方案。制造和自動化領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)也依托長期積累的核心技術(shù)和行業(yè)知識，大力推廣闊數(shù)據(jù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，推動制造企業(yè)形成以數(shù)據(jù)驅(qū)動'快速迭代、持續(xù)優(yōu)。面向制造業(yè)企業(yè)陸續(xù)形成的工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺正在為工業(yè)大數(shù)據(jù)在制造業(yè)的深入應(yīng)用提供新技術(shù)、新業(yè)態(tài)和新模式。工業(yè)大數(shù)據(jù)己經(jīng)成為工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)力'競爭力'創(chuàng)新能力提升的關(guān)鍵，相關(guān)技術(shù)及產(chǎn)品己經(jīng)逐步應(yīng)用于工業(yè)企業(yè)和產(chǎn)業(yè)鏈的各環(huán)節(jié)，是驅(qū)動智能化產(chǎn)品'生產(chǎn)與效勞，實現(xiàn)創(chuàng)新'優(yōu)化的重要根底，表達在產(chǎn)品全生命周期中的各個階段，正在加速工業(yè)企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。近年來由智能制造'工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)開展催生的新模式、新應(yīng)用，再次豐富了工業(yè)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用場景。報廢'再制造的整個流程考慮，本白皮書將工業(yè)大數(shù)據(jù)典型的應(yīng)用場景主要概括為智能化設(shè)計、智能化生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同制造、智能化效勞和個性化定制等五種模式，如下列圖所示。智能化設(shè)計是支撐工業(yè)企業(yè)實現(xiàn)全流程智能化生產(chǎn)的重要條件。設(shè)計數(shù)據(jù)包括企業(yè)設(shè)計人員或消費者借助各類輔助工具所設(shè)計的產(chǎn)品模型、個性化數(shù)據(jù)及相關(guān)資料，例如計算機輔助設(shè)計〔CAD〕、計算機輔助制造〔CAM〕、計算機輔助工程〔CAE〕、計算機輔助工藝設(shè)計〔CAPP〕、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理〔PDM〕等。工業(yè)大數(shù)據(jù)在設(shè)計環(huán)節(jié)的應(yīng)用可以有效提高研發(fā)人員創(chuàng)新能力、研發(fā)效率和質(zhì)量，推動協(xié)同設(shè)計?？蛻襞c工業(yè)企業(yè)之間的交互和交易行為將產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，挖掘和分析這些客戶動態(tài)數(shù)據(jù),能夠幫助客戶參與到產(chǎn)品的需求分析和產(chǎn)品設(shè)計等創(chuàng)新活動中，實現(xiàn)新型產(chǎn)品創(chuàng)新和協(xié)作的新模式。西門子在數(shù)字環(huán)境下構(gòu)建基于模型和仿真的研發(fā)設(shè)計，有效提升了設(shè)計質(zhì)量、節(jié)約研發(fā)本錢；瑪莎拉蒂通過數(shù)字化工具加速產(chǎn)品設(shè)計，實現(xiàn)開發(fā)效率提高30%o另一方面，傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計模式是基于設(shè)計師的靈感和經(jīng)驗，揣摩消費者的需求喜好，設(shè)計產(chǎn)品，針對性不強，不精確，工業(yè)大數(shù)據(jù)可以拉計模式。通過將產(chǎn)品生命周期設(shè)計中各個環(huán)節(jié)所需要的知識資源有機的集成在一起，運用大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)，可以將產(chǎn)品生命周期設(shè)計所需大數(shù)據(jù)與各種設(shè)計過程集成,以高度有序化的方式展示產(chǎn)品生命周期大數(shù)據(jù)與設(shè)計的關(guān)系。后的使用數(shù)據(jù)進行采集分析，依托大量歷史積累數(shù)據(jù)的分析和航線運營信息了發(fā)動機的設(shè)計改良和性能提升。金風(fēng)科技通過工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺的大數(shù)據(jù)優(yōu)化處理和針對載荷的定制化應(yīng)用開發(fā)，將5000個工況的單輪仿真數(shù)據(jù)的后速度從幾個小時降低到了幾分鐘，極大地提升了風(fēng)場定制化設(shè)計的迭代速度工業(yè)大數(shù)據(jù)使產(chǎn)品生命周期大數(shù)據(jù)在設(shè)計過程中得到有效的應(yīng)用、評價和推薦。設(shè)計知識能夠快速地推送給所需要的人，并方便地融合員工在設(shè)計中產(chǎn)生的新知識，進一步豐富產(chǎn)品設(shè)計大數(shù)據(jù)。促進制造過程自動化，流程智能化。從數(shù)據(jù)采集開始，生產(chǎn)階段工業(yè)大數(shù)據(jù)的驅(qū)動力表達在數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析和數(shù)據(jù)反應(yīng)指導(dǎo)生產(chǎn)。在生產(chǎn)階段，對所采集的數(shù)到信息知識的有效轉(zhuǎn)化。在制造階段，通過對制造執(zhí)行系統(tǒng)中所采集的生產(chǎn)單元分配'資源狀態(tài)管理'產(chǎn)品跟蹤管理等信息進行關(guān)聯(lián)分析，為合理的庫存管評估及預(yù)測，對生產(chǎn)過程進行實時監(jiān)控'調(diào)整，并為發(fā)現(xiàn)的問題提供解決方案，集和匯聚設(shè)備運行數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)'質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)'物料配送數(shù)據(jù)和進度管理數(shù)據(jù)等生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)分析和反應(yīng)并在制造工藝'生產(chǎn)流程'質(zhì)量管理'設(shè)備維護、能耗管理等具體場景應(yīng)用，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的優(yōu)化。，可得出工藝參數(shù)的最優(yōu)區(qū)間、生產(chǎn)質(zhì)量控制的最優(yōu)調(diào)控手段等，提升產(chǎn)品制造品質(zhì)。美林數(shù)據(jù)設(shè)計的圖像實時采集與智能分析系統(tǒng),能快速識別沖壓件外表缺質(zhì)量問題分析管理的閉環(huán)連接，實現(xiàn)了沖壓產(chǎn)品質(zhì)量的精確控制和優(yōu)化提升。因子，找到了最優(yōu)的鍋爐操作參數(shù)，使燃煤效率提升了4.1%,大大降低了能源消耗。生產(chǎn)流程管理優(yōu)化場景中，基于數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化思路的企業(yè)全流程的數(shù)據(jù)集成貫穿及對生產(chǎn)進度'物料管理'企業(yè)管理等數(shù)據(jù)的分析，提升排產(chǎn)'進度、物料、人員等方面管理的準(zhǔn)確性，企業(yè)的生產(chǎn)效率與管理水平顯著提高。通過生產(chǎn)制造各個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)整合集聚，對工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)，建立虛擬模型，仿真并優(yōu)故障時，設(shè)備的停機損失將會非常大。當(dāng)前對于復(fù)雜系統(tǒng)健康度與可靠性評估主要通過利用傳感器對設(shè)備進行感知和從實時健康度監(jiān)控。如美國電力公司〔AEP〕通過對變壓器'斷路器和蓄電池分別加AEP監(jiān)控其設(shè)備參數(shù)'進行故障診斷預(yù)警，將設(shè)備壽命延長了3年，維護本錢降低了2.7%,設(shè)備維護效率提高了4%,實現(xiàn)了設(shè)備預(yù)測性維護。工業(yè)大數(shù)據(jù)助力解決生產(chǎn)過程復(fù)雜系統(tǒng)的精確建模'實時優(yōu)化決策等關(guān)鍵問題，涌現(xiàn)出的一批自學(xué)習(xí)、自感知、自適應(yīng)、自控制的智能產(chǎn)線、智能車間和智能工廠，正在推動產(chǎn)品制造的高質(zhì)'柔性、高效、平安與綠色，驅(qū)動生產(chǎn)過程的智能化升級。在制造業(yè)向著大型、精密'數(shù)控'全自動趨勢不斷靠攏的時代下，基于工業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)，將制造環(huán)節(jié)與設(shè)計、經(jīng)銷'運行'維護直至回收處理聯(lián)系起來，由傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)孤島轉(zhuǎn)為信息化協(xié)同管理，推動產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的并行組織和協(xié)同優(yōu)化。另一方面，借助大數(shù)據(jù)平臺，將產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進行采集并輸入到全生命周期數(shù)據(jù)庫形成總知識庫，通過信息技術(shù)、自動化技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)與制造技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)建面向企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同制造系統(tǒng)，推動制造全產(chǎn)業(yè)鏈智能協(xié)同，優(yōu)化生產(chǎn)要素配置和資源利用，消除低效中間環(huán)節(jié)，整體提升制造業(yè)開展水平和世界競爭力。工業(yè)大數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同制造的應(yīng)用主要表達在協(xié)同研發(fā)與制造、供給鏈管理體系優(yōu)化'制造能力資源優(yōu)協(xié)同研發(fā)與制造?；谠O(shè)計資源的社會化共享和參與，企業(yè)能夠立足自身研發(fā)需求開展眾創(chuàng)、眾包等研發(fā)新模式，提升企業(yè)利用社會化創(chuàng)新和資金資基于統(tǒng)一的設(shè)計平臺與制造資源信息平臺，集成設(shè)計工具庫'模型庫、知識庫及制造企業(yè)閑置生產(chǎn)能力信息，產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)可以實現(xiàn)多站點協(xié)同'臺，開展云端設(shè)計、建立涵蓋復(fù)雜產(chǎn)品多學(xué)科專業(yè)的虛擬樣機系統(tǒng)，實現(xiàn)了復(fù)雜產(chǎn)品的多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化'總體設(shè)計部與總裝廠所的協(xié)同研發(fā)設(shè)計與工藝設(shè)計，研發(fā)周期縮短了35%、資源利用率提升了30%,生產(chǎn)效率提高了40%o供給鏈管理體系優(yōu)化。追蹤所有供給鏈中的在途部件是許多企業(yè)面臨的最大挑戰(zhàn)，通過空間地理數(shù)據(jù)的實時采集'實時數(shù)據(jù)的監(jiān)控，提高供給鏈的可視化，實現(xiàn)供給鏈的透明化。通過空間數(shù)據(jù)的時空模式挖掘，為供給鏈物流的智能化運作提供實時決策依據(jù)，優(yōu)化物流路徑'優(yōu)化排程調(diào)度，最后實現(xiàn)供應(yīng)鏈物流的高效'智能化運行。通態(tài)靈活，進一步提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)本錢，實現(xiàn)供給鏈配送體系優(yōu)化和用售效率的大幅提升和本錢的大幅下降。制造能力資源優(yōu)化。通過工業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)的支撐，實現(xiàn)制造資源'制造能力、制造過程的信息透明，連通不同物理區(qū)域的多樣化生產(chǎn)資源,根據(jù)訂單需求完成最優(yōu)化的資源配置，實現(xiàn)高效高質(zhì)的零部件協(xié)同制造,統(tǒng)一組裝'交付，同時工業(yè)企業(yè)通過工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺可對外開放空閑制造能力，實現(xiàn)制造能力的在線租用和利益分配。例如沈陽機床基于工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺向奧邦鍛造公司提供了沈機i5機床租賃效勞，按照制造能力付費，有效降低了用戶資金檻，釋放了產(chǎn)能。以網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同制造為核心理念，大數(shù)據(jù)技術(shù)作為支撐，制造業(yè)企業(yè)內(nèi)部及企業(yè)間在眾多可靠的網(wǎng)絡(luò)資源支持下實現(xiàn)了對不同產(chǎn)品各個階段的增值，促進了創(chuàng)新資源、生產(chǎn)能力、市場需求的集聚與對接，提高了產(chǎn)業(yè)鏈上下游的現(xiàn)代制造企業(yè)不再僅僅是產(chǎn)品提供商，而是提供產(chǎn)品、效勞'支持、自我場、銷售'運營維護等產(chǎn)品全生命周期效勞全新的內(nèi)容，不斷催生出制造業(yè)新模式'新業(yè)態(tài)，從大規(guī)模流水線生產(chǎn)轉(zhuǎn)向規(guī)?；ㄖ飘a(chǎn)和從生產(chǎn)型制造向效勞型制造轉(zhuǎn)變，推動效勞型制造業(yè)與生產(chǎn)性效勞業(yè)大開展。在市場營銷環(huán)節(jié)，利用大數(shù)據(jù)挖掘用戶需求和市場趨勢，建立用戶對商品后期市場營銷分析；通過建立科學(xué)的商品生產(chǎn)方案分析系統(tǒng)，結(jié)合用戶需求與產(chǎn)品生產(chǎn)，形成滿足消費者預(yù)期的各品類生產(chǎn)方案等。航天云網(wǎng)基于INDICS平臺的工業(yè)數(shù)據(jù)'供需效勞信息，利用工業(yè)大數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)和分析為企業(yè)提供產(chǎn)品推薦'銷量預(yù)測、企業(yè)駕駛艙等數(shù)據(jù)效勞，大大提升了平臺上的企業(yè)營銷水平及運營能力。在售后效勞環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)驅(qū)動企業(yè)創(chuàng)新效勞模式，從被動效勞、定期服務(wù)開展成為主動效勞、實時效勞。企業(yè)通過整合產(chǎn)品運行數(shù)據(jù)、銷售、客戶數(shù)據(jù)，監(jiān)測技術(shù)'故障診斷技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，開展故障預(yù)警'遠程監(jiān)控'遠程運維'質(zhì)量診斷等大數(shù)據(jù)分析和預(yù)測，提供個性化、在線化'便捷化的智能化增值效勞，形成“制造+效勞〞的新模式；建立產(chǎn)品電子履歷，優(yōu)化產(chǎn)品售后保障措施，實現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期的質(zhì)量信息追溯，提升用戶滿意度。三一重工已戶開拓超百億元的新業(yè)務(wù)，實現(xiàn)了制造企業(yè)的效勞化轉(zhuǎn)型。個性化定制也是工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用的熱點模式之一。通過工業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)及解決方案，實現(xiàn)制造全流程數(shù)據(jù)集成貫穿，構(gòu)建千人千面的用戶畫像，并基于用戶的動態(tài)需求，指導(dǎo)需求準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)化為訂單，滿足用戶的動態(tài)需求變化，最終形成基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的工業(yè)大規(guī)模個性化定制新模式。大規(guī)模個性化定制模式下，企業(yè)會提供一個互聯(lián)網(wǎng)平臺，作為與用戶溝通交流的門戶，在該平臺上，消費者可以描述其個性化需求，進行個性化設(shè)計并下單，在收到產(chǎn)品后可提出意見與反應(yīng)，企業(yè)據(jù)此完善該用戶的個性化數(shù)據(jù)，并進一步優(yōu)化針對該用戶的個性化設(shè)計。在大規(guī)模個性化定制生產(chǎn)中，數(shù)據(jù)起到了關(guān)鍵作用。需要采集客戶個性化需求數(shù)據(jù)、工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)'外部環(huán)境數(shù)據(jù)等信息，從而建立個性化產(chǎn)品模型,將產(chǎn)品方案'物料清單、工藝方案通過制造執(zhí)行系統(tǒng)快速傳遞給生產(chǎn)現(xiàn)場，進行生產(chǎn)線調(diào)整和物料準(zhǔn)備，快速生產(chǎn)出符合個性化需求的定制化產(chǎn)品。當(dāng)用戶的個性化需求訂單產(chǎn)生的時刻，依據(jù)基于工業(yè)大數(shù)據(jù)構(gòu)建的需求轉(zhuǎn)化機制，可對制造過程中的變發(fā)個性化'設(shè)備管理個性化'企業(yè)管理個性化、人員管理個性化、垂直行業(yè)個性化等一系列滿足用戶個性化需求的工業(yè)價值創(chuàng)造新模式,為工業(yè)企業(yè)顯著降低本錢，形成價值創(chuàng)造的新動能。例如聯(lián)想自2021年起實施了全集團的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和全球化的大規(guī)模個性化定制實踐，構(gòu)建了大規(guī)模個性化定制的先進計生產(chǎn)制造'供給鏈和金融等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的全價值鏈精準(zhǔn)賦能，實現(xiàn)了企業(yè)內(nèi)部不生產(chǎn)能力分享，顯著降低了企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營本錢'縮短產(chǎn)品升級周期、提高產(chǎn)品的快速開展及兩化融合深入推進，我國工業(yè)大數(shù)據(jù)開展呈現(xiàn)爆發(fā)式增長態(tài)勢，給側(cè)看，工業(yè)大數(shù)據(jù)供給側(cè)能力持續(xù)提升，涌現(xiàn)出一批專精特新企業(yè)，成為推動我國工業(yè)大數(shù)據(jù)開展的中堅力量。一是由傳統(tǒng)工業(yè)制造企業(yè)數(shù)字化、軟件化'平臺化開展，出現(xiàn)了一批具有較強數(shù)據(jù)會聚能力的衍生型企業(yè)，如航天云網(wǎng)、樹根互聯(lián)'石化盈科等；二是軟件企業(yè)向工業(yè)領(lǐng)域滲透，出現(xiàn)的技術(shù)型企業(yè)，如昆侖智匯、東方國信等企業(yè)在工業(yè)數(shù)據(jù)建模'分析處理等領(lǐng)域不斷突破里推出“ET工業(yè)大腦〞等產(chǎn)品和效勞,騰訊推出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)“木星云〞平臺。從需求側(cè)看，隨著智能制造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等國家戰(zhàn)略的逐一推進，個性化定制'網(wǎng)絡(luò)化延伸以及智能然而，在我國工業(yè)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)開展不斷優(yōu)化