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工业互联网与高质量发展—基于工业互联网的智能制造数据管理

当前栏目:新闻|发布者:阿坚|来源:自动化网|发布时间:2022-09-28 10:53:35|阅读:

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制造业应用工业互联网工程,是从产品的设计(结构、功能、工艺)、生产计划、采购备料、生产制造、检验、交付、售后服务等多个环节,采集数据信息,通过网络和平台进行汇聚处理,然后借助数字化模型、计算环境、智能化算法,以及业务工具APP等,输出面向特定场景的业务功能服务,比如设备状态监控与控制、在线检验与试验分析、作业优化调度、能耗监测分析、协同设计和生产、远程维护、经营情况分析统计、预测决策等。

从另一方面讲,工业互联网、智能制造,是信息技术对工业的赋能,在业务、、工业需求的牵引下,利用了新一代信息技术(物联网、边缘计算和云计算、大数据、人工智能、微服务、区块链等),将数据作为过程要素、信息载体,通过物联网和大数据更多维度感知和描述工厂对象,通过通信技术和高性能计算更快速传递和处理工业信息,通过大数据和人工智能更深入掌握事物的内部规律和发展趋势,进而获得了通过人工或传统技术无法实现的能力,更实时地掌握设备状态、生产状况、客户和供应链情况,更精准地掌握产品缺陷、设备故障原因、物流信息、顾客需求意见等,更加快速智能地反馈应对生产工艺问题、顾客抱怨和期望、供应链紧张、产品滞销、生产场所安全风险隐患等,最终提升整个企业的竞争力。

这里,数据作为生产要素,规模越来越大,据国际数据公司(IDC)统计,近年来全球大数据存储量的增速,每年都保持在40%,2019年全球大数据存储量达41ZB(1ZB=1012GB),中国的数据产生量约占全球数据产生量的23%。数据价值越来越突出,已经是企事业单位和政府部门的重要资产,成为业界和社会共识,并得到我国政府重视。2020年9月,国务院国资委正式印发《关于加快推进国有企业数字化转型工作的通知》,加快集团数据治理体系建设,明确数据治理归口管理部门,加强数据标准化、元数据和主数据管理工作,定期评估数据治理能力成熟度。加强生产现场、服务过程等数据动态采集,建立覆盖全业务链条的数据采集、传输和汇聚体系。加快大数据平台建设,创新数据融合分析与共享交换机制。强化业务场景数据建模,深入挖掘数据价值,提升数据洞察能力。2021年6月10日,第十三届全国人民代表大会常务委员会第二十九次会议通过《中华人民共和国数据安全法》,为规范数据处理活动,保障数据安全,促进数据开发利用,保护个人、组织的合法权益等提供了坚实可靠的法律依据。2022年6月,中央全面深化改革委员会召开第二十六次会议,审议通过了《关于构建数据基础制度更好发挥数据要素作用的意见》,意见指出:数据作为新型生产要素,是数字化、网络化、智能化的基础。

数据作为一种新型资产,具有许多传统资产所不具备的特点:无形,无消耗,可自动生成,可复制,时效性,动态性,规模价值大,可多目的、多次使用,涉及权益复杂,等等。在企业日常生产经营过程中会动态产生更多数据,越来越多的数据量和愈加复杂的数据关系,带来数据所有权、数据量梳理、防止数据滥用、管理冗余数据、定义数据标准等带来挑战。同时,数据价值难以评估,价值是用户相关的,且有时效性,某些类型数据价值可能随规模积累、时间推移而变化。如果任由数据规模不断发展而不加管理的话,会带来诸如以下风险:

数据随意存储、复制,数据定义不一致,导致数据混乱,进而带来业务混乱,最常见的比如物料库存计数重复、物品重名等;

数据时效性不加管理,导致无效的历史数据和最新有效数据混到一起,最后带来无效、甚至错误的计算结果,可能会造成对设备运行的监控参数错误、经营效益的分析错误等;

数据在传输、共享的过程中遗失、被非法获得,可能带来企业工作无法正常开展、企业商业秘密的泄露,比如企业的核心原料配方、客户信息等;

数据在使用时缺少科学正确的算法、统一的计算口轻,或者数据样本的选择范围不正确,导致产品检验试验的结果错误,给企业带来损失。

其次,数据资产的类型也比较复杂,需要从不同的维度来划分:

从结构方面讲,分为结构化数据、半结构化数据和非结构化数据,结构化数据即常见的来自关系数据库(行和列)、表格的结构化数据,半结构化数据包括CSV,日志,XML,JSON等,非结构化数据包括电子邮件,文档,PDF等,以及二进制流式数据(图像,音频,视频)等,数据的传输、处理、应用要求都不同,需要采取不同的管理技术手段;

从业务进行分类是比较常见的,对于典型的制造业来讲,包括围绕产品的研发、供应链、生产、质检、设备、能源等业务要素的各类数据,比如生产环节包括生产计划、派工管理、报工管理、生产订单、设备管理、生产下料的各类数据,种类繁多,数据的流向、路径复杂;

从数据应用的方式可分为主数据、交易数据、作业数据、视频数据、日志数据等,这些数据动静态特点不同,在传输、存储、标准化方面要求不同;

从数据采集的来源来讲,又可分为现场设备采集数据、人机交互数据、系统接入数据、外部接入数据等,对数据权属、责任、安全、实时性等要求各不相同。

从以上两个方面可以看出,只有高质量的数据才能保障企业的数字化、智能化业务正常开展运行,需要基于资产管理方式,对数据进行有序管理,以保障数据的正确、有效、完整,为企业信息化打牢基础。尤其是制造业,产品类型、生产经营环节多,涉及人、机、料、法、环、测多因素,比金融业、能源、服务等行业的数据管理更复杂。

基于工业互联网的制造业数据管理,有两大特点,一是数据通过互联网收集、通过平台汇聚,不再是过去各个单独的信息化系统,基于系统自带的数据库进行管理,而是有了数据中台、数据湖、数据仓库、数据市场这些资源集散的功能了;二是数据更加融合共享、发挥更多价值,需要大一体的标准化、安全化等管理手段了。

目前,通过IT界、工业界的学者、专家的不断总结积累,国际上已经形成较为成熟的数据管理方法论,包括国际数据管理协会发布的《DAMA-DMBOK数据管理知识体系指南》、国际数据治理研究所的《DGI数据治理框架》、我国的《DCMM数据管理能力成熟度模型》等,从企业的数据管理规划、组织机构、职能分配、数据资产的需求与整合、数据标准化、数据质量控制、数据的价值实现、数据安全等多方面,提供了系统化、体系化的指导方法,以保证通过数据管理工作,产生预期的管理效果。

对于制造业,在数据管理工作推进时,可以从以下方面着重考虑,以应对可能存在的困难和风险:

根据企业规模设立数据管理领导机构和专职管理人员,发挥领导者在顶层目标方向规划和组织资源的作用,因为数据会涉及到不同部门,需要跨部门的合作;

数据资产的盘点梳理工作,对各环节、各部门、各业务系统存在的数据进行清查梳理,掌握数据的分布、类型、功能、规模、存在的问题等,是制定管理方法、选择管理和技术手段的前提,考虑到数据平台的集散功能,可以先从数据平台盘点开始,掌握数据分布的大概情况;

数据管理制度制定,结合企业组织机构、业务数据分布、发展方向等特点,制定适配的规则制度,确立数据的权属、责任、管理职责、具体流程要求等;

数据标准化,是数据管理的基座,通过对业务术语、共享数据标准、数据模型、编码、校验规则、应用算法、分类分级、安全防护的统一规范要求,来实现数据互通共享、安全应用和价值发挥。

对于数据管理的成效的检验评估,可以选择一些诸如DCMM、DSMM等评估模型,对一些技术和管理措施进行定性或定量的评估,有条件的还可以进一步探索对数据的价值、作用量化评估。

数据得到有效管理,将会更加统一、规范、便于流通共享,数据唯一、有序、关系清晰、便于分类分级管理和应用,最终提高产品设计、生产制造、检验试验、交付服务的效率和质量。

*根据本次活动参与嘉宾:国家工信安全发展研究中心物联网实验室主任李云志专访整理


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