大數(shù)據(jù)與工業(yè)

交通學(xué)院王亮申大數(shù)據(jù)與工業(yè)4.0大數(shù)據(jù)工業(yè)革命歷程工業(yè)4.0的內(nèi)涵工業(yè)4.0帶來的沖擊

綱要

一、大數(shù)據(jù)大數(shù)據(jù)（bigdata），指無法在可承受的時(shí)間范圍內(nèi)，用常規(guī)軟件工具進(jìn)行捕捉、管理和處理的數(shù)據(jù)集合，是需要新處理模式才能具有更強(qiáng)的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力來適應(yīng)海量、高增長(zhǎng)率和多樣化的信息資產(chǎn)。IBM提出大數(shù)據(jù)的5V特點(diǎn)：Volume（大量）、Velocity（高速）、Variety（多樣）、Value（價(jià)值）、Veracity（真實(shí)性）。1、大數(shù)據(jù)及特點(diǎn)

一、大數(shù)據(jù)大數(shù)據(jù)需要特殊的技術(shù)，以有效地處理大量的數(shù)據(jù)。適用于大數(shù)據(jù)的技術(shù)，包括大規(guī)模并行處理、數(shù)據(jù)挖掘、分布式文件系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)、云計(jì)算平臺(tái)、互聯(lián)網(wǎng)和可擴(kuò)展的存儲(chǔ)系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)的最小基本單位是bit，按順序給出所有單位：bit、Byte、KB、MB、GB、TB、PB、EB、ZB、YB、BB、NB、DB。按照進(jìn)率1024（2的十次方）來計(jì)算。如：1

TB

=1,024GB=1,048,576MB2、大數(shù)據(jù)的處理技術(shù)

一、大數(shù)據(jù)隨著互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等信息技術(shù)與通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)據(jù)量的暴漲成了許多行業(yè)共同面對(duì)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)和寶貴機(jī)遇。隨著制造技術(shù)的進(jìn)步和現(xiàn)代化管理理念的普及，制造業(yè)企業(yè)的運(yùn)營(yíng)越來越依賴信息技術(shù)。如今，制造業(yè)整個(gè)價(jià)值鏈、制造業(yè)產(chǎn)品的整個(gè)生命周期，都涉及到諸多的數(shù)據(jù)。同時(shí)，制造業(yè)企業(yè)的數(shù)據(jù)也呈現(xiàn)出爆炸性增長(zhǎng)趨勢(shì)。3、大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)制造業(yè)邁向智能化

一、大數(shù)據(jù)通過技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展，以及數(shù)據(jù)的全面感知、收集、分析、共享，為企業(yè)管理者和參與者呈現(xiàn)出看待制造業(yè)價(jià)值鏈的全新視角。4、大數(shù)據(jù)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的命脈在德國(guó)“工業(yè)4.0”中，通過信息物理系統(tǒng)（CPS）實(shí)現(xiàn)工廠/車間的設(shè)備傳感和控制層的數(shù)據(jù)與企業(yè)信息系統(tǒng)融合，使得生產(chǎn)大數(shù)據(jù)傳到云計(jì)算數(shù)據(jù)中心進(jìn)行存儲(chǔ)、分析，形成決策并反過來指導(dǎo)生產(chǎn)。工業(yè)4.0

1760-18501850-19701970-2010工業(yè)1.0工業(yè)2.0工業(yè)3.02010-至今二、工業(yè)革命歷程工業(yè)4.0

1760-18501850-19701970-2010工業(yè)1.0工業(yè)2.0工業(yè)3.02010-至今二、工業(yè)革命歷程1769年詹姆斯·瓦特制造了早期的工業(yè)蒸汽機(jī)。就是通過水力和蒸汽機(jī)實(shí)現(xiàn)工廠機(jī)械化。這次工業(yè)革命的結(jié)果是機(jī)械生產(chǎn)代替了手工勞動(dòng)，經(jīng)濟(jì)社會(huì)從以農(nóng)業(yè)、手工業(yè)為基礎(chǔ)轉(zhuǎn)型到以工業(yè)、機(jī)械制造帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新模式。工業(yè)4.0

1760-18501850-19701970-2010工業(yè)1.0工業(yè)2.0工業(yè)3.02010-至今二、工業(yè)革命歷程工業(yè)2.0是電氣化與自動(dòng)化時(shí)代。也就是在勞動(dòng)分工基礎(chǔ)上采用電力驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)；因?yàn)橛辛穗娏?，所以才進(jìn)入了由繼電器、電氣自動(dòng)化控制機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)的年代。這次的工業(yè)革命，通過零部件生產(chǎn)與產(chǎn)品裝配的成功分離，開創(chuàng)了產(chǎn)品批量生產(chǎn)的高效新模式。

工業(yè)4.0

1760-18501850-19701970-2010工業(yè)1.0工業(yè)2.0工業(yè)3.02010-至今二、工業(yè)革命歷程工業(yè)3.0是電子信息化時(shí)代。在升級(jí)工業(yè)2.0的基礎(chǔ)上，廣泛應(yīng)用電子與信息技術(shù)，使制造過程自動(dòng)化控制程度再進(jìn)一步大幅度提高。生產(chǎn)效率、良品率、分工合作、機(jī)械設(shè)備壽命都得到了前所未有的提高。在此階段，工廠大量采用由PC、PLC/單片機(jī)等真正電子、信息技術(shù)自動(dòng)化控制的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)。自此，機(jī)器能夠逐步替代人類作業(yè)，不僅接管了相當(dāng)比例的“體力勞動(dòng)”，還接管了一些“腦力勞動(dòng)”。工業(yè)4.01760-18501850-19701970-2010工業(yè)1.0工業(yè)2.0工業(yè)3.02010-至今三、工業(yè)4.0的內(nèi)涵工業(yè)4.0描述了由集中式控制制向分散式式增強(qiáng)型控控制的基本本模式轉(zhuǎn)變變，目標(biāo)是建立一個(gè)個(gè)高度靈活活的個(gè)性化和數(shù)數(shù)字化產(chǎn)品品與服務(wù)的的生產(chǎn)模式式。這是繼機(jī)機(jī)械、電氣氣和信息技技術(shù)的前三三次工業(yè)革革命之后，，物聯(lián)網(wǎng)和制造業(yè)服服務(wù)所帶來來的第四次次工業(yè)革命命。在這種種模式中，，傳統(tǒng)的行行業(yè)界限將將消失，并并會(huì)產(chǎn)生各各種新的活活動(dòng)領(lǐng)域和和合作形式式，創(chuàng)造新新價(jià)值的過過程正在發(fā)發(fā)生改變，，產(chǎn)業(yè)鏈分分工將被重重組。三、工業(yè)4.0的內(nèi)涵物聯(lián)網(wǎng)就是物物相相連的互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)。（1）物聯(lián)網(wǎng)的核核心和基礎(chǔ)礎(chǔ)仍然是互互聯(lián)網(wǎng)，是是在互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)基礎(chǔ)上的的延伸和擴(kuò)擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)；（2）其用戶端延延伸和擴(kuò)展展到了任何何物品與物物品之間，，進(jìn)行信息交換和和通信，也就是物物物信息。。從消費(fèi)意義上上來說，工業(yè)4.0就是一個(gè)將將生產(chǎn)原材材料、智能能工廠、物物流配送、、消費(fèi)者全全部編織在在一起的大大網(wǎng)。消費(fèi)費(fèi)者只需用用手機(jī)下單單，網(wǎng)絡(luò)就就會(huì)自動(dòng)將將訂單和個(gè)個(gè)性化要求求發(fā)送給智智能工廠，，由其采購(gòu)購(gòu)原材料、、設(shè)計(jì)并生生產(chǎn)，再通通過網(wǎng)絡(luò)配配送直接交交付給消費(fèi)費(fèi)者。如果果用一個(gè)詞詞概括這個(gè)個(gè)概念，就就是“互聯(lián)工廠”，就是通通過互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)等通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)將工廠廠與工廠內(nèi)內(nèi)外的事物物和服務(wù)連連接起來，，創(chuàng)造前所所未有的價(jià)價(jià)值、構(gòu)建建新的商業(yè)業(yè)模式，甚甚至還能解解決很多社社會(huì)問題。。三、工業(yè)4.0的內(nèi)涵從實(shí)質(zhì)上看，工業(yè)4.0就是IT技術(shù)與工業(yè)業(yè)技術(shù)的融融合。智能工廠和和智能生產(chǎn)產(chǎn)讓用戶的個(gè)性定制化化需求得以滿滿足，即使使是一次性性的產(chǎn)品也也可以通過過頗具收益益的方式制制造出來。。三、工業(yè)4.0的內(nèi)涵工業(yè)4.0概念是德國(guó)政府府2013年《高技術(shù)戰(zhàn)略略2020》》確定的十大大未來項(xiàng)目目之一，并并已上升為為國(guó)家戰(zhàn)略略，旨在支支持工業(yè)領(lǐng)領(lǐng)域新一代代革命性技技術(shù)的研發(fā)發(fā)與創(chuàng)新。。工業(yè)4.0是實(shí)體物理理世界與虛虛擬網(wǎng)絡(luò)世世界融合的的時(shí)代。未未來10年，基于信信息物理理系統(tǒng)（Cyber-PhysicalSystem，CPS）的智能化化，將使人人類步入以以智能制造造為主導(dǎo)的的第四次工工業(yè)革命。。產(chǎn)品全生生命周期、、全制造流流程數(shù)字化化以及基于于信息通信信技術(shù)的模模塊集成，，將形成一一種高度靈靈活、個(gè)性性化、數(shù)字字化的產(chǎn)品品與服務(wù)新新生產(chǎn)模式式。四、工業(yè)4.0帶來的沖擊擊德國(guó)政府高高度重視工工業(yè)4.0計(jì)劃。聯(lián)邦邦政府已責(zé)責(zé)成教育和和研究部與與經(jīng)濟(jì)部牽牽頭共同推推進(jìn)，在《高技術(shù)戰(zhàn)略略2020》》框架下先期期投資2億歐元，默默克爾總理理也在多個(gè)個(gè)重要場(chǎng)合合強(qiáng)調(diào)：：“工業(yè)4.0”將是德國(guó)一一個(gè)新的發(fā)發(fā)展里程碑碑。在去年的一一項(xiàng)調(diào)查中中，德國(guó)47%的公司表示示已經(jīng)參與與到“工業(yè)業(yè)4.0”戰(zhàn)略中，18%的公司表示示正在參與與戰(zhàn)略研究究工作，12%的公司聲稱稱已經(jīng)付諸諸實(shí)踐。國(guó)國(guó)內(nèi)很多公公司也在緊緊跟，如海爾。四、工業(yè)4.0帶來的沖擊擊2015年政府工作作報(bào)告首次次提出要實(shí)實(shí)施“中國(guó)國(guó)制造2025””，而《中國(guó)制造業(yè)業(yè)發(fā)展綱要要2015~2025》已經(jīng)國(guó)務(wù)院院常務(wù)會(huì)議議審議通過過，該規(guī)劃劃被稱為中國(guó)版工業(yè)業(yè)4.0規(guī)劃，已正式印印發(fā)。十大重點(diǎn)領(lǐng)領(lǐng)域五項(xiàng)重點(diǎn)工工程《中國(guó)制造業(yè)業(yè)發(fā)展綱要要2015~2025》四、工業(yè)4.0帶來的沖擊擊十大重點(diǎn)領(lǐng)領(lǐng)域五項(xiàng)重點(diǎn)工工程新一代信息息通信技術(shù)術(shù)產(chǎn)業(yè)、高高檔數(shù)控機(jī)機(jī)床和機(jī)器器人、航空空航天裝備備、海洋工工程裝備及及高技術(shù)船船舶、軌道道交通裝備備、節(jié)能與與新能源汽汽車、電力力裝備、新新材料、生生物醫(yī)藥及及高性能醫(yī)醫(yī)療器械、、農(nóng)業(yè)機(jī)械械裝備。國(guó)家制造業(yè)業(yè)創(chuàng)新中心心建設(shè)工程程；大力推推進(jìn)智能制制造；工業(yè)業(yè)強(qiáng)基工程程；綠色發(fā)發(fā)展工程；；高端裝備備創(chuàng)新的一一些工程。。四、工業(yè)4.0帶來的沖擊擊（1）工業(yè)4.0將使工業(yè)生生產(chǎn)過程更更加靈活。。在制造領(lǐng)域域的所有因因素和資源源間形成全全新的循環(huán)環(huán)網(wǎng)絡(luò)、智智能產(chǎn)品獨(dú)獨(dú)特的可識(shí)識(shí)別性、個(gè)個(gè)性化產(chǎn)品品定制，以以及高度靈靈活的工作作環(huán)境等。。（2）工業(yè)4.0將實(shí)現(xiàn)全新新的商業(yè)模模式和合作作模式。工業(yè)4.0“網(wǎng)絡(luò)化制制造”、““自我組織織適應(yīng)性強(qiáng)強(qiáng)的物流””和“集成成客戶的制制造工程””等特征，，也使得它它追求新的的商業(yè)模式式以率先滿滿足動(dòng)態(tài)的的商業(yè)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)而非單個(gè)個(gè)公司，這這將引發(fā)一一系列諸如如融資、發(fā)發(fā)展、可靠靠性、風(fēng)險(xiǎn)險(xiǎn)、責(zé)任和和知識(shí)產(chǎn)權(quán)權(quán)及技術(shù)安安全等問題題。四、工業(yè)4.0帶來的沖擊擊（3）工業(yè)4.0將帶來工作作方式和環(huán)環(huán)境的全新新變化。全新的協(xié)作作工作方式式使得工作作可以脫離離工廠，通通過虛擬的的、移動(dòng)的的方式開展展。員工將將擁有高度度的管理自自主權(quán)，可可以更加積積極地投入入和調(diào)節(jié)自自己的工作作。（4）工業(yè)4.0將促成全新新的信息物物理系統(tǒng)管管理平臺(tái)。。全新的信息息物理系統(tǒng)統(tǒng)平臺(tái)能夠夠聯(lián)系到所所有參與的的人員、物物體和系統(tǒng)統(tǒng)，將提供供全面、快快捷、安全全可靠的服服務(wù)和應(yīng)用用業(yè)務(wù)流程程，支持移移動(dòng)終端設(shè)設(shè)備和業(yè)務(wù)務(wù)網(wǎng)絡(luò)中的的協(xié)同制造造、服務(wù)、、分析和預(yù)預(yù)測(cè)流程等等。四、工業(yè)4.0帶來的沖擊擊“工業(yè)4.0是以智能制制造為主導(dǎo)導(dǎo)的第四次次工業(yè)革命命，它以制制造業(yè)數(shù)字字化、網(wǎng)絡(luò)絡(luò)化、智能能化為核心心技術(shù)，實(shí)實(shí)現(xiàn)信息技技術(shù)、生物物技術(shù)、新新材料技術(shù)術(shù)、新能源源技術(shù)的廣廣泛滲透，，將帶動(dòng)幾幾乎所有工工業(yè)領(lǐng)域智智能化、綠色化為特征的技技術(shù)革命，，這是新一一輪的工業(yè)業(yè)革命。四、工業(yè)4.0帶來的沖擊擊2015年3月24日的政治局局會(huì)議上提提出了“綠綠色化”。。這是十八八大提出的的“新四化化”概念的的提升——在“新型工工業(yè)化、城城鎮(zhèn)化、信息化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代代化”之外外，又加入入了“綠色色化”。。生產(chǎn)方式的的改變：“科技含量量高、資源源消耗低、、環(huán)境污染染少的產(chǎn)業(yè)業(yè)結(jié)構(gòu)和生生產(chǎn)方式””，有著““經(jīng)濟(jì)綠色色化”的內(nèi)內(nèi)涵。生活方式的的改變：“生活方式和和消費(fèi)模式式向勤儉節(jié)節(jié)約、綠色色低碳、文文明健康的的方向轉(zhuǎn)變變，力戒奢奢侈浪費(fèi)和和不合理消消費(fèi)”。價(jià)值取向的的改變：“把生態(tài)文明明納入社會(huì)會(huì)主義核心心價(jià)值體系系，形成人人人、事事事、時(shí)時(shí)崇崇尚生態(tài)文文明的社會(huì)會(huì)新風(fēng)”。。四、工業(yè)4.0帶來的沖擊擊中國(guó)制造至至今仍以““勞動(dòng)密集集型”為主主，作為新新興工業(yè)國(guó)國(guó)還處在2.0工業(yè)革命時(shí)時(shí)代，勢(shì)必必拉大與發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距，要實(shí)現(xiàn)中中華民族偉偉大復(fù)興的的中國(guó)夢(mèng)，，需要強(qiáng)大大的科技創(chuàng)創(chuàng)新力量作作為提高社社會(huì)生產(chǎn)力力和綜合國(guó)國(guó)力的戰(zhàn)略略支撐。我我們要認(rèn)清清4.0工業(yè)革命的的意義，““THINKGLOBAL，ACTLOCAL”，不能一步步一步在后后面緊追緊緊趕，而應(yīng)應(yīng)該采取跳跳躍式的特特殊戰(zhàn)略，，使2.0到4.0的工業(yè)革命命齊頭并進(jìn)進(jìn)，奮起躍躍進(jìn)，勝利利地畢其功功于一役，，方能真正正昂然挺立立于世界之之林。四、工業(yè)4.0帶來的沖擊擊從長(zhǎng)期來看看，智能工工廠會(huì)在很很多產(chǎn)業(yè)推推廣實(shí)現(xiàn)。。但目前來來看，按個(gè)個(gè)人需求定定制的個(gè)性性化生產(chǎn)方方式，在汽汽車產(chǎn)業(yè)被被運(yùn)用了一一段時(shí)間，，但量很小小。比如寶寶馬工廠大大概一年有有兩輛汽車車是按“個(gè)個(gè)人化”設(shè)設(shè)計(jì)制造的的。又比如如食品工業(yè)業(yè)朝這個(gè)方方向努力的的步伐很快快。舉例而而言，工廠廠生產(chǎn)麥片片產(chǎn)品，可可以通過網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)先獲得得你想要的的成分組合合，然后根根據(jù)你的口口味，生產(chǎn)產(chǎn)出你想要要的特定麥麥片。在奢奢侈品市場(chǎng)場(chǎng)也有同樣樣的例子。。比如，你你可以調(diào)制制自己品味味的香水。。同時(shí)，香香水包裝上上的圖案等等都可以個(gè)個(gè)性化。四、工業(yè)4.0帶來的沖擊擊然而工業(yè)4.0仍然處在初初期，它高