工業(yè)物聯(lián)網與大數(shù)據(jù)分析應用的四個重點
從質量系統(tǒng)到制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES),從單個控制器到基本嵌入控制設備 (PLC)到復雜嵌入式設備,很多的制造性企業(yè)早已獲得了大量的數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)采集的相關經驗。
隨著成熟度日益上升币皂,加之使用案例的延展,制造性企業(yè)在享受過去的成果的同時庞蠕,也在慢慢掌握并且啟用新的數(shù)據(jù)源筋擒,包括逐步開始著眼從資產/設備中增加數(shù)據(jù)。
李杰教授在8月3日的全球首席信息官論壇的發(fā)言中談到则菌,沒有背景的數(shù)據(jù)是沒有價值的破卜、不可用的,同樣也是無法分析的踏靴。這也是工業(yè)物聯(lián)網的融合全面多元數(shù)據(jù)的核心意義所在估态。這讓我不禁想起宋代詩人楊萬里的那首傳世佳作:《曉出凈慈寺送林子方》的傳世佳作。
畢竟西湖六月中纺倍,風光不與四時同嗡身。
接天蓮葉無窮碧,映日荷花別樣紅讲仰。
蓮花雖較為常見慕趴,但尤以西湖的蓮花名聲遠揚。西湖六月風光有其特色鄙陡,楊萬里在詩句中并沒有流露出對酷暑的不耐煩冕房,而充分肯定了朋友林子方的高潔品格。如果沒有那碧波萬頃的西湖與荷葉的背景信息趁矾,現(xiàn)代的我們似乎很難體味詩人此刻的心態(tài)與心事耙册。從今天的大數(shù)據(jù)分析角度來看,這與環(huán)境數(shù)據(jù)有異曲同工之妙毫捣。讓我借此來簡略分析一下架構工業(yè)物聯(lián)網的數(shù)據(jù)流構架與大數(shù)據(jù)详拙。
我們不要太早地去設定框架
當企業(yè)在考慮采用工業(yè)物聯(lián)網(IIoT)鏈接與工業(yè)大數(shù)據(jù)分析的時候,最好的方法是找到一個適合企業(yè)的案例或應用作為入口蔓同。這已經是一種較為普遍的慣性思維模式饶辙。但這似乎并不是我們想像中的那么簡單,因為我們很容易發(fā)現(xiàn)斑粱,要找到非常通用的弃揽、適合眾多企業(yè)的單一使用案例并不存在。相反地褂省,這些應用場景卻分布在制造業(yè)企業(yè)部門的各個傳統(tǒng)驅動要素里面巷卵,包括能源、可靠性葵稚、質量帘衣、生產、設計等等演湘。換句話來講绿窿,就是工業(yè)物聯(lián)網與大數(shù)據(jù)的結合沒有固定的模式,沒有固定的架構窃裙,可是纹轩,我們今天卻給出了太多的框架。
過緊或過松的工程與制造公差所引發(fā)的故障導致客戶無法享用產品或者是成品的貨到即損質量問題等宦噩,都屬于成功的工業(yè)物聯(lián)網的應用案例缅科。在結合多方實地調研以及與企業(yè)的項目合作之后,我們發(fā)現(xiàn)衰拄,遠程監(jiān)控在這兩年依然居于工業(yè)物聯(lián)網與大數(shù)據(jù)結合案例的首位耗跛。能源效率的管理緊隨其后,而資產可靠性與設備智能所帶來的質量提升則位居第三攒发。業(yè)務轉型措施被多數(shù)企業(yè)看作長期使用案例调塌,更有可能成為明年及以后的目標晋南。
正是這些早期的成功案例,使得新的應用創(chuàng)新以及應用的方向轉變成為可能羔砾。例如负间,從出售資產變?yōu)槌鍪勰芰Φ裙蚕斫洕哪J健C绹鳱SF智能維護系統(tǒng)中心主任李杰教授在《工業(yè)大數(shù)據(jù)》一書中指出姜凄,實現(xiàn)制造業(yè)的價值化政溃,實現(xiàn)用戶需求、產品設計态秧、制造和營銷的配合董虱,根據(jù)生產狀況實現(xiàn)系統(tǒng)自我調整,降低生產過程中的浪費以及制造工業(yè)環(huán)保與安全是大數(shù)據(jù)工業(yè)制造的五大核心支撐申鱼。
重視顯性因素和不顯性因素的必要融合
五大支柱的焦點就是顯性因素和不顯性因素的融合愤诱。我們曾經關心的是產品的制造、產品的制造工藝润讥、產品本身的質量等顯性因素碎师。考慮的因素都是可以觸摸的跛脾、可直觀判斷的批贴。在工業(yè)大數(shù)據(jù)里,要解決的問題卻是那些不顯性因素癣跟。設備處在一個在亞健康狀態(tài)用噪,我們不僅看不到,更不明白問題的根源在那里景顷。
由于問題大部分與顯而易見的關系有關誓籽,其中包括隱形的訊息、零配件供應商强男、復雜的制造流程洪业、多變的環(huán)境狀況和客戶使用方案等。對于未來的智能制造而言眨仪,想要達到零宕機峭桅、零排放或是零維修等目的,我們必須突破的一個關鍵點柑爸,就是關注相關隱形的因素吵护,做好量化與數(shù)據(jù)交叉關聯(lián)分析。
今時今日表鳍,多數(shù)公司依然通過信息系統(tǒng)層次結構的控制來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)流的管理馅而,我們已經看到不少企業(yè)開始嘗試從下至上、向頂層的企業(yè)應用系統(tǒng)和分析管控平臺輸送IIoT的數(shù)據(jù)的方式譬圣。而另外一種嘗試就是從外源數(shù)據(jù)層瓮恭,數(shù)據(jù)也同時通過企業(yè)各種門戶流向的工業(yè)物聯(lián)網的云端⌒燮海現(xiàn)在的問題就是,外源的數(shù)據(jù)能否在直接與現(xiàn)有自動化設備相連的門戶的“物”的一側實現(xiàn)偎血,或通過傳感器和連接器的第二系統(tǒng)實現(xiàn)對接诸衔。
傳感器門戶云的這種方案有利有弊。好的一面是颇玷,基于傳感器的解決方案,尤其是專注于提供這些傳感器產生的數(shù)據(jù)所形成的價值就缆,比現(xiàn)有的自動化解決方案的部署更快更方便帖渠,也會經常提供積極的短期投資回報率。而不足之處便是资担,所產生的數(shù)據(jù)大多是控制系統(tǒng)內已經收集到的數(shù)據(jù)旬效,畢竟,缺乏控制系統(tǒng)環(huán)境的測量數(shù)據(jù)點與環(huán)境數(shù)據(jù)的采集是較為突出的問題踱孕。
無法產生價值讯匈,沒有人會在意數(shù)據(jù)的所有權
伴隨著對數(shù)據(jù)所產生的價值驅動被大眾廣為接受后,數(shù)據(jù)所有權及數(shù)據(jù)共享的問題變得越來越突出将窗。那么究竟是資產設備的制造者策坏,還是用戶的機器擁有數(shù)據(jù),目前市場沒有定論泻畏。如果我們沿用信息管理的最佳實踐烈肉,認同客戶擁有這些數(shù)據(jù),而設備制造者的角色是配合用戶委丈,以做好數(shù)據(jù)保管者的工作為主甩高。的確,有一些設備供應商比較堅持自己擁有數(shù)據(jù)什偷,而且并不愿意與客戶分享原始數(shù)據(jù)霸督,但多數(shù)供應商至少傾向為客戶提供原始數(shù)據(jù)訪問的有效途徑,來共同參與全制造鏈的改進與提升衅疙。
數(shù)據(jù)的所有權與資產/設備是否為企業(yè)帶來競爭優(yōu)勢有密切的關系莲趣。當機器的使用還不具備競爭優(yōu)勢,或是沒有真正為企業(yè)帶來新的競爭優(yōu)勢的時候炼蛤,數(shù)據(jù)所有與分享一般都不會得到太多的重視妖爷。一直到當機器的使用確實產生了競爭優(yōu)勢時,資產使用者會更多地保護數(shù)據(jù)理朋。
伴隨著大數(shù)據(jù)理念井噴式的發(fā)展絮识,用戶對于大數(shù)據(jù)理解的成熟度也迅速提升。能夠很明確的一點是嗽上,當客戶沒有擁有數(shù)據(jù)時次舌,他們是不會為原始數(shù)據(jù)買單的熄攘。相反,對于供應商而言彼念,只有通過共享數(shù)據(jù)并且提供給客戶有價值的服務挪圾,才能從工業(yè)物聯(lián)網的設備數(shù)據(jù)中獲得回報。
考慮到各種各樣的工業(yè)物聯(lián)網應用案例與場景逐沙,其中也包括新數(shù)據(jù)源哲思,改變系統(tǒng)架構的數(shù)據(jù)以及多結構化數(shù)據(jù)等因素,我們今天的制造企業(yè)并不完全擁有適當?shù)姆治瞿芰εc相關的人才蔓酣。不少制造業(yè)企業(yè)的確有很多數(shù)據(jù)分析的經驗柴羞,但主要是集中在結構性數(shù)據(jù)集的基礎上進行描述性分析,而不是利用大數(shù)據(jù)载甸,融合實時與各種非結構化數(shù)據(jù)共同進行預測性和規(guī)范性分析稳嘁。
那么,這也意味著產業(yè)鏈需要全面緊密的合作齐犀,企業(yè)不僅既需要投資合適的技術托习,更重要的是更為重要的是,也也需要投資過程和培訓滥捣。正如西格瑪和精益已被融進持續(xù)改進措施之中虏淋,數(shù)字建模,機器自學習等大數(shù)據(jù)工具也需要進行深化改造谁昵,進入到制造業(yè)的每一個環(huán)節(jié)蔼魁,每一個細小的功能,讓制造業(yè)專家來充分使用這些大數(shù)據(jù)工具夭寺,而不僅僅專屬于數(shù)據(jù)科學家的專屬凛驮。
需要加速實施智能連接資產實現(xiàn)智能運營
在工業(yè)大數(shù)據(jù)的推動下,趨勢分析条辟,統(tǒng)計分布分析黔夭,統(tǒng)計過程控制與優(yōu)化,包括回歸分析等開始運用到大量資產連接后所提供的數(shù)據(jù)羽嫡。工業(yè)物聯(lián)網平臺技術的出現(xiàn)不僅僅是提升了分析的廣度本姥,更出現(xiàn)了加速淡化了傳統(tǒng)分層模型的趨勢與可能性。
自90年代初誕生的制造企業(yè)生產過程執(zhí)行管理系統(tǒng)(MES)杭棵,作為制造業(yè)協(xié)同管理的平臺為現(xiàn)今制造的管理打下了堅實的基礎婚惫。制造執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)會(MESA)在給MES定義中特別指出,MES必須提供實時收集生產過程中數(shù)據(jù)的功能魂爪,并作出相應的分析和處理先舷。而如今的工業(yè)物聯(lián)網在這定義的基礎上,逐步使之成為智能連接運營的協(xié)調、優(yōu)化平臺蒋川,而不僅僅是執(zhí)行與合規(guī)的集成和分析中間介層牲芋。
工業(yè)物聯(lián)網平臺引起無數(shù)供應商的關注是因為工業(yè)物聯(lián)網平臺的構成自身就是一個多元化的整合以及不同元素之間相互探索的平臺。到2020年倡挚,根據(jù)埃森則的報告情庐,到2020年,全球傳感器的數(shù)量將達到2120億蒸拦,設備所產生的數(shù)據(jù)流量接近16EB辙资。而資產/設備是這一切的一切。
全面啟用智能連接資產/設備將能夠使任何地方的工業(yè)大數(shù)據(jù)傳輸?shù)饺魏蝿e的地方地混,從一種分散控制器變?yōu)榧锌刂频ㄖ校俚饺稚⒖刂频男履J剑约爸С终嬲亩藢Χ藘r值鏈流程的混搭應用程序與分析功能庆牵。資產/設備全面連接不僅僅會轉變控制系統(tǒng)層次結構,也同樣會改變企業(yè)的應用程序青蝗。能夠靈活處理運營數(shù)據(jù)而不僅僅是結構性交易數(shù)據(jù)遏填,甚至有可能會顛覆我們長期基于會計的運用操作模式。
相關:工業(yè)物聯(lián)網時代最有前景的五大崗位
1.工業(yè)數(shù)據(jù)工程師
《哈佛商業(yè)評論》曾經將數(shù)據(jù)工程師稱為21世紀“最性感的工作”世蕴。目前氛赞,數(shù)據(jù)工程師崗位在電子商務和消費等領域需求增長非常強烈。因為這些行業(yè)也進入了世界工業(yè)物聯(lián)網的系統(tǒng)塘丝。工業(yè)數(shù)據(jù)科學家的工作任務是提取和分析數(shù)據(jù)赔癌,并應用這些數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)產品的問題以便對產品的進一步改進。工業(yè)數(shù)據(jù)科學家除了需要擁有了解生產流程和IT系統(tǒng)等基礎能力外澜沟,還需要擁有強大的分析判斷能力灾票,能夠憑借手中的數(shù)據(jù)做出合理的判斷。
2.機器人協(xié)調員
半智能茫虽、智能刊苍,甚至人形機器人開始進入工廠或者寫字樓。隨著機器人的應用越來越普及濒析,機器人協(xié)調員的崗位需求也會越來越大正什,機器人協(xié)調員的工作職責是監(jiān)督和處理車間的機器人故障。日常工作是對機器人進行常規(guī)的維護号杏,若有緊急情況則需配合其他專家一起解決問題婴氮。而在機器人的維修期間,協(xié)調員需要代替機器人進行工作以保持工廠的正常運營盾致,減少生產停機時間主经。制造商可對現(xiàn)有的機器操作人員進行培訓,使他們達到機器協(xié)調員的技能標準,以減少對新員工的需求追祈。
3.IT/IoT解決方案架構師
制造企業(yè)的IT系統(tǒng)將變得更為復雜和重要返乏。為了管理越來越多的機器或者其他的實時連接產品,需要解決方案架構師設計一個穩(wěn)定可靠的整體智能系統(tǒng)俐番。解決方案架構師需要參與到研發(fā)香诽、生產、銷售等整體的業(yè)務映射中去撇熬,IT/IoT解決方案架構師將與其他架構師一起努力庐丁,集成不同的技術、平臺和人烧已,以便使整體解決方案更加完善榨凭。IT/IoT解決方案架構師還需要負責端到端應用程序設計,比如遠程操作系統(tǒng)烘牌、預測性維護系統(tǒng)郑迅、增強現(xiàn)實等輔助操作系統(tǒng)。與工業(yè)數(shù)據(jù)工程師一樣撮点,IT/IoT解決方案架構師擁有廣泛的技能令聂,包括業(yè)務知識和相關經驗與數(shù)據(jù)管理、應用程序和技術技能固棚。
4.工業(yè)計算機工程師/程序員
IT/IoT解決方案的執(zhí)行需要工業(yè)計算機工程師/程序員统翩。對于物聯(lián)網領域的工業(yè)計算機工程師來說,有三種編程技能是必要的此洲。首先厂汗,程序員應該有一些主要通用語言(如Java、c++呜师、Python)的經驗娶桦;其次,他們應該能夠使用特定的應用程序:如匣掸、Matlab和Simulink工業(yè)模擬或通用數(shù)據(jù)分析R編程趟紊;最后,也是最重要碰酝,他們需要有一個硬件組件工業(yè)編程環(huán)境霎匈。機器人和智能設備需要編程,它需要一個組合的編程語言送爸,如C語言铛嘱、硬件描述語言(VHDL),庫卡的KRL等專有語言窗蠕。此外波烘,云計算也會越來越多的應用于工業(yè)產品在摔,這就需要工業(yè)計算機工程師掌握由云架構組件所帶來的新編程模式:例如越來越關注分層服務,以及新的協(xié)議和輕量級編程語言如node.js亥矿。
5.工業(yè)用戶界面(UI)/用戶體驗設計師(UX)
隨著物聯(lián)網的發(fā)展唤吐,工業(yè)用戶界面(UI)和用戶體驗(UX)設計師的工作崗位需求正在擴大。從平板電腦與手機的制造儀器板锨飞,到機器接口與機器人互動诫幼、增強現(xiàn)實應用程序的操作和維護、售后服務徘敦、工業(yè)產品的設計翅殃、這些眾多的應用場景都會增加產業(yè)工業(yè)用戶界面設計師(UI)的需求。用戶體驗設計師的(UX)主要職責是確保產品生產設計的邏輯與流程暢通虾钾,更符合消費者的需求臊娩。UI設計人員還需要負責設計人機交互界面,并確保該人機交互界面是由UX根據(jù)用戶體驗所定制出來的透嫩。這兩個工作職能在工業(yè)環(huán)境中越來越變得越來越重要框全。而工業(yè)軟件架構設計的基本知識和最新的編程方式是任何一個工業(yè)UI/UX的設計師所必須掌握的技能。
展望未來干签,這對你而言意味著什么竣况?
這五大工業(yè)物聯(lián)網工作都與IT相關,并且一些工作主要是直接面向消費者的行業(yè)(如UI/UX的設計師)筒严。工業(yè)網絡給制造業(yè)帶來了“互聯(lián)網思維”,除了上述五大工作對IT人才的需求急劇增加外情萤,還有很多其他之前很少或者根本沒有“IT”元素的崗位也會增加對IT方面的人才需求鸭蛙。比如說,機器操作員筋岛,之前的工作內容就是推按鈕與拉杠桿之類體力技術活娶视,今后就需要他們掌握操作互動觸摸屏與數(shù)字接口以操控機器。這對我們而言將意味著什么睁宰?
1.如果你決定你將從事工業(yè)或制造業(yè)肪获,你應該考慮從事這些五大工業(yè)物聯(lián)網的工作之一。
2.如果你從事的是之前的傳統(tǒng)工作柒傻,但是想往物聯(lián)網工作轉型孝赫,你可以選擇以上領域進行再次培訓(例如可以通過在線課程便是其中的一種途徑)。
3.如果你是一位工業(yè)企業(yè)的高管藻清,你應該制定出一些策略來培訓你的員工以使他們獲得這些額外的技能岗制。
物聯(lián)網時代,對于就業(yè)市場的改變诗差,我們看到的不僅是很多從事傳統(tǒng)工作的從業(yè)人員向IT相關工作的轉移刷男,我們還需要注意到新增的就業(yè)崗位所要求的職業(yè)技能水平要明顯高于現(xiàn)有的水平。正如《天下無賊》里面黎叔的經典臺詞“二十一世紀最珍貴的是人才”一樣,面臨物聯(lián)網的轉型剪碱,無論是企業(yè)還是個人都要積極的改變羊耸。
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