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工业互联网平台背景下的工业大数据与智能制造

发布时间:2018-04-17 来源:转自智研院 类型:产业分析 人浏览
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互联网 制造 工业大数据 智研院

导  读:

智研院工业大数据首席专家郭朝晖不久前做了题为“工业互联网平台背景下的工业大数据与智能制造”演讲。


  我的这些观点不一定对,但不是无的放矢。我认为:工业大数据要用得好,就要设法根据业务的需求,从这个角度去准备数据,而不是有什么数据用什么数据。否则,大数据也可能成为大垃圾。我见过很多成功的案例,都是按照这个逻辑做的。即所谓“预则立、不预则废”。


  顺便提一句:工业大数据追求确定性。这决定了其分析方法也有特殊性。特别不能把大数据当成“算命先生”、宣传有多神奇,这就和骗子差不多了。工业追求的是确定性,不是“神奇”这种小概率事件。


  有人可能会说:你怎么不提大数据4V的理论呢?说实话,我有点鄙视这种说法。或者说,至多是技术提供方关心的、不是应用技术的人所需要关心的。


  现在,我们进入后半部分,再看第一张图的后半部分。做企业的都应该知道:企业采用先进技术的目的是为了获得经济效益。但不幸的是:人们常常发现采用先进技术无法带来效益。比方说,提高自动化水平时,人减少了设备成本却高了,总体上不合算。再比如,推进智能化的时候,机器代替人决策,人的工作量少了,价值却没有增加。我们下面要聊的,就针对这种误区。


  导致这种现象的原因,一般是是技术没有用到合适的地方、应用场景不对。IT行业有句话很有名:要雪中送炭不要锦上添花。只有这样才能创造价值,否则可能就是资源浪费。怎样做到这一点呢?我们有位老领导说过一句很有意思的话:“用户决定价值。半杯水放在沙漠里可以救命,放在餐桌上就是垃圾”。所以,我们需要仔细研究技术的使用场景。下面我们给出几个中国企业的例子。


  石家庄一家叫做天远的公司,业务是帮助人家监控各种运输设备(如集卡)。汽车出去了,老板不在身边,司机就可能干私活、偷油等等。用了互联网加上数据分析,老板就能时刻远程监控自己的车子。效益就来了。


  过去,油田的工人需要在沙漠里面看着设备。远离城市和家人,工作条件非常差。后来,他们用互联网把信号传出来,几千号人就可以离开沙漠、在城镇里生活了。而且,更少的人可以看着更多的设备。对工人来说,生活更幸福了;对企业来说,劳动力成本可以降低了。


  河南登封嵩山脚下有家叫做昊南的小公司,生产环保用的耐火材料的。企业虽小,但自动化程度相当高,缺乏设备维护的人才。他们把机器上的数据采集过来,存到计算机上。必要时直接通过互联网传给德国人,让他们决定怎么办,借用了外脑。


  这几个例子告诉我们:互联网好的应用,一定与“距离远”有关。


  上海有一家叫做优也的公司,是麦肯锡的专家出来创业的。公司最近做了一件事:把某钢企的、与煤气相关的设备联系起来,进行实时控制。让煤气的使用效率大大上升。这件事原理也很简单,但过去没有互联网,技术上就很难做到。过去实时控制回路限于一个设备范围,一般必须在车间里面。现在可以把隔着几公里的不同车间的设备串在一起、形成一个实时闭环控制系统。当然,他们还有个好的想法值得推荐:先算好可能有多少收益再去做,而这是咨询公司擅长的东西。类似地,还有号称“世界上第一家智能化钢厂”的美国大河公司,这里就不展开了。


  上面这些场景或许比较特殊。中国有种比较普遍的场景:就是通过互联网提升企业的管理水平。
与发达国家相比,中国企业的管理是比较差的。我曾经调研过一家公司:管理问题导致的成本比企业的利润要高。原因有很多,比如人的素质问题、农业文化问题、私心私欲等。这样,管理的难度就很大。但是,利用互联网和大数据,领导就能够有效地管起来了。刚才说到优也公司的例子:据说系统经常给领导“打小报告”,操作工都不敢乱来了。天远公司的例子其实也有一样啊!


  这几件事让我想起十年前我做政协委员时,参观一家豆腐厂:老板把摄像头装在车间里,工人的操作就规范多了、质量和成本都好了。这个例子很形象,但大数据和这个的道理是一样的。就是让互联网促进“透明化”、“扁平化”。这些管理理念,在互联网、大数据的背景下,容易做到了。


  对于这种逻辑,一个常见的问题是:老板哪有时间看呢?对于这个问题,我有两个观点:


  把历史过程完整地记录下来(形成大数据),即便老板不看,至少也“有据可查”;也能促进管理水平的提高。


   在大数据的基础上,推进“智能化”(吴淑珍式的智能):必要的时候自动推送给老板,让老板用少的注意力获得大的“关注力”。这就是用智能化提高管理效率啊!


  实际上,实现这些功能都离不开工业APP和PaaS平台。我在后面会讲到这些内容。


  对于某些管理上特别好的公司,可能真的难以找到好的场景。这时,要推进智能化的办法就是对企业进行转型升级。在我看来,提高自动化、智能化水平都属于转型升级:也就是未来的工作方式、场景、市场定位发生变化。


  但这种转型升级一定要注意:一般不能仅仅考虑劳动力成本或者劳动量的降低,而要考虑到其他的附加价值。否则,先进技术在经济上可能不划算。比如,通过智能化改造,提高质量、降低成本、进军高端市场,提升设计研发或快速响应能力等等。具备这些能力的原因是:这些改造能够减少人的负面作用和干扰、让机器的反映比人更快,而不是仅仅代替人。


智研院,工业大数据,互联网,制造

图5


  转型升级之后,新的场景就出现了。很多技术由原来的锦上添花变成了雪中送炭。上面这张图是我常说的逻辑:


  通过互联网的应用,实现大范围的“协同、共享、重用”。这一方面会提高企业的快速响应能力,也会对技术提出挑战。比如,问题太复杂了、人忙不过来了!但这种挑战,恰恰就是智能化的动力啊!让机器去智能决策啊。当“智能决策”是“逼出来的”,一般就会产生价值了。


  这些事还可以产生连锁反应:比如,人离开了生产现场,从事更富有创造性的“知识生产”,从而让人的生活更加美好等等。其实,技术的发展就是像一个“多米乐骨牌”:一件事推动另外一个事情的发生,技术半步半步往前走,以至于“积跬步以至千里”,导致了工业革命。技术发展就是这样的规律。时间关系就不展开了。


  智能化转型说起来容易,做起来是有点难的。如何推动呢?我想是有三类人写作来完成。


 1、设计场景与目标。企业家的事。要看企业家的眼界。目标设定的好,会让技术有施展空间。但目标设定一般不需要深入的专业知识。


  2、设计好推进步骤。靠总师能力,难点是战略规划。要点是让后续技术工作简单、便于操作、减少风险。


  3、做好技术细节。这是科技人员的任务。战术级的难点在处置细节和风险,学术问题其实并不多。
我实践中体会到一种现象:优秀的企业家往往低学历、优秀的CIO很多不是IT相关专业毕业的、好的技术往往少用先进的理论。上面三条大概可以解释这种怪事。

智研院,工业大数据,互联网,制造

图6


  现在再谈谈对平台的看法。有个朋友说各种互联网平台的本质和淘宝差不多:就是促进连接。我觉得这句话是有道理的,但是要考虑工业的特点、工业的要求——怎样然更大家放心地用、更可靠地用。涉及到企业之间的关系时,要涉及更严格的标准、信用等方面的问题。这些方面,呼唤更多的创新——否则,工业互联网的应用就会限制在公司内部、走不出去;相当于企业内部为可靠性和信用背书。


  我喜欢从经济性的角度看问题。平台重要的另外一个原因是涉及到成本和质量的问题。一家企业把平台建好,很多家企业都能用。这样,经济性就可以大大提高,小企业就有能力来用。这种共享不仅降低了成本,也可以通过重复使用减少平台的“BUG”、提高可靠性。


  最近,工信部推一个工业APP的事情。我觉得这件事非常好。在我看来,这就是要建立一个知识共享的平台。这件事意义非常大,但难度也非常大。需要在探索中逐步明确起来。这张图是几年前我对知识管理平台的一点设想,还非常不成熟。


  最后,我再把智能制造、工业互联网等概念的关系串一下。个人的想法,观点不一定对。


  GE在工业互联网白皮书上有一个副标题“Pushing the Boundaries of Minds and Machines”。我把这个副标题翻译做“重构人和机器的边界”。我认为,这句话本身就是一个很好的切入点和视角,能够反映工业互联网、智能制造的根本思想。


  随着工业互联网在工业界的广泛应用和机器、产品的智能化,将会形成一个巨大的Cyber Space。人类越来越多地通过Cyber Space 同物理对象打交道。换句话说:Cyber Space 能够让人体离开所控制的物理对象。


  随着Cyber Space 越来越复杂、数据描述越来越完整,越来越多的工作可以通过机器自动决策来实现,这其实就是智能决策(虽然不一定要AI)。从这种意义上讲,智能的本质就是能够让人体有条件离开Cyber Space,获得更大的自由。当然,人体离开Cyber Space 是有条件的,最好能让智能决策做得比人更好。


  这个Cyber Space运行的痕迹,就构成了工业大数据。利用工业大数据,人类可以获得更多的知识。虽然有些知识可以让机器自动产生,但人类的灵活性是机器难以比拟的。所以,未来人类的一项重要工作,是丰富完善Cyber Space,尤其是丰富其中的知识。而这些知识,又会进一步促进智能化的发展。


  当然,推进这些想法的时候,都要注意渐进发展的原则;不要搞基于“大跃进”、“放卫星”,还要遵从技术发展的规律。比如,要根据实际情况,不一定急于把人踢到控制回路之外。有经验的专家,不会无谓地冒险。人与机器的边界,一般是渐变的。


  根据前面的观点。我画了一张图,以平台为核心描述了智能制造、大数据、工业互联网、AI等概念之间的关系。这里想谈几个碎片化的想法,可能有点片面,但大的路数可能是这样的:


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图7


  1、新一代人工智能在工业中的应用。这里说的“新一代人工智能”,就是“吴淑珍式的智能”之外的东西,如图像识别。这些技术也会很有用。我认为主要作用可能是解决感知的问题(就是我画眼睛的地方)。工业界中很多地方需要人靠眼睛、耳朵、鼻子等感觉器官来检验质量。我发现,自动化程度高、质量要求越高的工厂,人工检验员的比例往往就越大。这严重影响了自动化程度的提高。而新一代AI本质上是让计算机具有了“感知的知识”、“感性认识”;而不是像“吴淑珍式的智能”那样说得清楚、可以用人来编码的显性知识。这一点,经济意义非常重大。从技术上说,可以让更多的人离开控制回路,意义也很大。


  2、从大数据到大知识。无论是人说的清楚的、“吴淑珍式的智能”所需的显性知识,还是说不清楚、需要机器自学习的“感性知识”,以及成功的案例、失败的教训,也可以归结到知识的范畴。我觉得,大数据的关键作用就是形成知识,并通过知识推进智能(人体逐渐离开Cyber空间)。这个就是DIKW体系给我们的启示。在此基础上转型升级。所以,“大知识”才是个关键的环节。企业一定要为形成大知识多动些脑筋,做平台的人更应该注意这个。这件事不能等待、要自己思考,因为问题不会自己解决。


  3、知识的数字化、模型化、工业APP。很多企业都重视工业知识管理,但往往没有管好,成了形式主义。一个原因就是:工业知识的应用、掌握不容易。其实,即便给你一本书,一般也要花很长时间去学、搞不好还会用错。但变成数字化和模型化知识以后,应用就方便了,甚至可以被机器直接来用!所以,知识的数字化、模型化、工业APP本质上是解决了知识应用的困难、让知识复用的难度降低。一旦知识复用的比例提升,“知识生产”的经济性就会发生巨大的变化,就会有越来越多的资源投入“知识生产”。当然,这些观点也不是新的,只是现在推动这件事的意义变得巨大了。


  最后说明一下:我是站在一个工程师的角度来思考问题的——也就是怎么做事、做什么事情。这个角度和方法与有些人研究的角度和方法是不一样的。我这些观点不一定对。我吃不准的时候,就结合历史发展、结合实际背景去考虑一下,怎奈自己的见识很有限,难免以偏概全,更欢迎各位专家批评指正!

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