在數字化轉型的浪潮中,工業大數據正成為推動制造業革新的核心動力。它不僅重塑了生產流程,還為企業帶來了前所未有的洞察力和競爭優勢。本文將深入探討工業大數據的類別、價值實現方式,以及在實施過程中存在的挑戰和解決方案。
工業大數據的產生頻度可歸納為三種類型:
靜態數據
靜態數據包括企業信息、資料數據、經驗公式和專家知識等,它們相對穩定,變化不大。
動態數據
動態數據由設計模型、庫存管理、用戶反饋等組成,通常由個人或團隊維護,其更新頻率一般低于計算機處理的速度。
實時數據
實時數據由產品、設備、傳感器等產生的模擬或數字信息構成,具有較高的產生頻度。
從企業經營的角度來看,工業大數據同樣可以分為三個類別:
經營性數據
經營性數據數據體現了企業的管理資源和經營成果,涵蓋了企業內部的人力、財力、物力以及與企業經營緊密相關的供應商、客戶和合作伙伴等基礎信息。
生產性數據
生產性數據反映了企業的生產能力,覆蓋了產品從研發設計到售后服務的整個生命周期,包括了工藝流程、產品生產等各個環節的基礎數據。
環境類數據
環境類數據數據體現了生產保障能力、質量控制和合規性,涉及設備運行環境、溫濕度、噪音、空氣質量、廢水廢氣排放和能源消耗等。環境數據的實時監控對于確保產品質量至關重要,它們可以反映生產過程是否符合國家或行業的標準,是否處于正常運行狀態。
目前,經營性數據在企業中的應用較為廣泛,其利用率超過了生產性和環境類數據。但隨著工業互聯網的深入應用,人們開始更加重視協同設計、協同制造和供應鏈管理帶來的效益。這些領域的發展預示著,涉及產品全生命周期及質量與能效控制的數據應用將日益普及。
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工業大數據價值的實現,始于數據量的積累。隨著制造業的轉型升級,中國將迎來工業2.0、工業3.0和工業4.0的并行發展。這一過程中,龐大的生產規模、國產機器的自主研發推廣以及智能化生產的應用,將產生海量的產品數據、運營數據和價值鏈數據。
這些數據的記錄、傳輸、加工和存儲,不僅規模龐大,增長速度驚人,而且為工業大數據的深度挖掘和價值發現提供了豐富的素材和目標。
工業大數據的真正價值,不僅在于其規模的龐大,更在于通過深入分析創造實質性的商業價值。雖然大數據能為企業提供對用戶需求的洞察、提升生產效率、革新生產營銷模式等優勢,但面對來源多樣、類型復雜、表現不一的數據,數據的存儲、清洗、挖掘和提取工作充滿挑戰。
要充分挖掘這些數據的潛力,必須綜合運用計算機科學、統計模型、機器學習、專家系統等先進分析技術,快速解析數據、提取關鍵信息、建立數據間的聯系,從而獲得對企業決策有價值的洞察。經過精心分析和價值挖掘的數據,甚至可以轉化為數據產品,實現其商業價值。
進一步發揮工業大數據的潛力,除了需要積累大量數據和提升數據分析技術外,數據治理同樣重要。數據質量的高低和數據管理的優劣直接影響大數據價值的實現。我國工業數據規模龐大,但在數據質量和管理上與發達國家相比仍有不小差距。
造成這一現象的原因包括:我國制造業雖大卻不強,多數制造還集中在產業鏈低端的組裝環節,存在低端產品產能過剩和高端產品生產能力不足的問題;生產工藝和流程與國際先進水平相比仍有較大差距。
此外,在工業4.0和工業互聯網概念普及之前,我國制造業主要依靠低成本勞動力獲得競爭優勢,對先進機械設備的依賴相對較弱。制造企業內部的現代化管理水平不高,產業鏈協同效應較差,數據孤島現象普遍,數據應用基礎薄弱。產業鏈低端環節、生產流程的簡單性、對人工的依賴以及生產流程和產業鏈的孤立性,都導致了數據質量差、管理不善、數據關聯度低和管理意識薄弱,這些問題都限制了大數據價值的有效發揮。
數據質量是企業在大數據時代獲得競爭優勢的關鍵。企業對自身數據資產的重視程度日益提升,但數據的價值在很大程度上取決于其質量。采用相同的數據采集和加工技術,不同質量的原始數據可能導致截然不同的結果,劣質數據不僅增加了處理難度,還可能造成誤導。
目前,我國工業數據在一致性、完整性、準確性和及時性方面存在諸多挑戰,例如物料管理中的編碼不一致和生產過程中的時間標記混亂等問題。因此,確保數據質量是提高分析結果質量的前提,實施大數據項目時必須從源頭抓起,強調數據質量控制,以確保大數據應用的有效性。
工業數據的積累因其來源多樣而呈現出高噪聲、異構性和大規模的特點,為數據分析和應用帶來了不小的挑戰。建立有效的數據關聯模型,從多源異構數據中挖掘數據間的聯系,對于實現大數據的集成應用至關重要。
例如,中性BOM模型通過向前關聯設計和制造,向后關聯服務和保障,構建了一個星型BOM結構,這不僅簡化了數據關聯的復雜性,還解決了產品生命周期管理中BOM結構失配的問題。通過這樣的方法,我們可以更好地整合和應用來自不同源頭的數據,從而充分發揮大數據的潛力。
大數據的系統集成是發揮數據潛力的另一關鍵所在。通過重新構建數據支撐平臺,我們能夠消除企業內部各部門之間以及生產各環節的數據壁壘,同時實現企業內部數據與外部互聯網數據、半結構化數據與結構化數據的無縫連接。這樣的集成不僅能夠降低數據收集的成本,還能使數據的真正價值得以充分展現。
通過這種集成,企業能夠構建起一個統一的數據視圖,使得決策者能夠基于全面的數據信息做出更加明智的決策。此外,集成的數據系統也為數據分析和業務流程優化提供了堅實的基礎,有助于企業在激烈的市場競爭中保持領先。因此,實現多源數據的有效集成,是降低成本、提升效率、發掘數據深層價值的重要一步。
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