強化工業(yè)數(shù)據(jù)采集,推動數(shù)據(jù)高質(zhì)量匯聚,使得數(shù)據(jù)可感、可見、可管、可用、可信,是發(fā)展工業(yè)大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)和前提。近日,工業(yè)和信息化部發(fā)布了《工業(yè)大數(shù)據(jù)發(fā)展指導(dǎo)意見》(以下簡稱“《意見》”),其中重點提及要“推動工業(yè)大數(shù)據(jù)采集匯聚”,賦能制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
一、推動工業(yè)大數(shù)據(jù)采集匯聚意義重大 推動工業(yè)數(shù)據(jù)高質(zhì)量采集匯聚,是發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)性工作,是推動數(shù)字化轉(zhuǎn)型的先決條件。顧名思義,工業(yè)數(shù)據(jù)采集是利用泛在感知技術(shù)對多源設(shè)備、異構(gòu)系統(tǒng)、運營環(huán)境、人等要素信息進行實時高效采集和云端匯聚。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心是數(shù)據(jù),強化數(shù)據(jù)的采集匯聚,是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系的重要構(gòu)成和應(yīng)有之義。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺體系架構(gòu)中的邊緣層,其核心功能,就是通過各類通信手段接入不同設(shè)備、系統(tǒng)和產(chǎn)品,采集大范圍、深層次的工業(yè)數(shù)據(jù),以及異構(gòu)數(shù)據(jù)的協(xié)議轉(zhuǎn)換與邊緣處理,從而構(gòu)建起來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。 推進工業(yè)數(shù)據(jù)高質(zhì)量采集匯聚,是響應(yīng)廣大企業(yè)現(xiàn)實需求,加快工業(yè)大數(shù)據(jù)發(fā)展的關(guān)鍵途徑。在新一代信息技術(shù)的支撐下,工業(yè)系統(tǒng)由物理空間向信息空間、從可見世界向不可見世界延伸,工業(yè)數(shù)據(jù)的產(chǎn)生范圍不斷擴大。同時,工業(yè)企業(yè)中生產(chǎn)線處于高速運轉(zhuǎn),由工業(yè)設(shè)備所產(chǎn)生、采集和處理的包括設(shè)備狀態(tài)參數(shù)、工況負載和作業(yè)環(huán)境等數(shù)據(jù)量呈爆發(fā)式增長。工業(yè)數(shù)據(jù)已經(jīng)遠大于企業(yè)中信息系統(tǒng)、人工產(chǎn)生的數(shù)據(jù)范圍。把分散的、孤島化的、碎片化的海量數(shù)據(jù)資源實時、全面、高質(zhì)量、自動化、成體系地采集上來,匯聚起來,已經(jīng)成為工業(yè)企業(yè)開發(fā)利用大數(shù)據(jù)的前提和基礎(chǔ)。這個需求隨著數(shù)據(jù)在工業(yè)中的重要性提升而變得日益迫切。 推動工業(yè)數(shù)據(jù)高質(zhì)量采集匯聚,是落實國家政策部署的重要舉措。國家高度重視強化數(shù)據(jù)采集匯聚這項基礎(chǔ)性工作。2017年11月國務(wù)院發(fā)布的《關(guān)于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導(dǎo)意見》強調(diào)要“強化復(fù)雜生產(chǎn)過程中設(shè)備聯(lián)網(wǎng)與數(shù)據(jù)采集能力,實現(xiàn)企業(yè)各層級數(shù)據(jù)資源的端到端集成”。2020年4月9日發(fā)布的《中共中央 國務(wù)院關(guān)于構(gòu)建更加完善的要素市場化配置體制機制的意見》中提出“發(fā)揮行業(yè)協(xié)會商會作用,推動人工智能、可穿戴設(shè)備、車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)化。”“加強數(shù)據(jù)資源整合,探索建立統(tǒng)一規(guī)范的數(shù)據(jù)管理制度,提高數(shù)據(jù)質(zhì)量和規(guī)范性”。 二、堅持問題導(dǎo)向,《意見》聚焦推動工業(yè)數(shù)據(jù)采集能力全面提升 總體上,當(dāng)前工業(yè)數(shù)據(jù)采集匯聚面臨三類突出問題:數(shù)字化基礎(chǔ)薄弱導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集不夠全面、數(shù)據(jù)分散及數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集效率低和互通性差、數(shù)據(jù)失真和失準(zhǔn)及一致性差等因素導(dǎo)致數(shù)據(jù)匯聚質(zhì)量不高。《意見》堅持問題導(dǎo)向,針對我國工業(yè)大數(shù)據(jù)采集現(xiàn)階段的發(fā)展特點、主要問題和亟待取得突破的重點領(lǐng)域,《意見》圍繞“全面、互通和高質(zhì)量”三大要求,提出6大舉措,全面高效推進數(shù)據(jù)高質(zhì)量采集匯聚。 (一)推動工業(yè)數(shù)據(jù)全面采集 當(dāng)前,我國工業(yè)數(shù)據(jù)采集中還存在不少問題。如,企業(yè)自動化不高,設(shè)備“聾啞傻”現(xiàn)象比比皆是,同時,大部分企業(yè)的信息化水平不高,數(shù)據(jù)采集能力弱,導(dǎo)致采集的數(shù)據(jù)不夠全面,此外,一些工業(yè)設(shè)備的數(shù)據(jù)接口不開放,數(shù)據(jù)無法有效采集,等等。為此,《意見》部署了2大舉措。第一,支持工業(yè)企業(yè)實施設(shè)備數(shù)字化改造,升級各類信息系統(tǒng),推動研發(fā)、生產(chǎn)、經(jīng)營、運維等全流程的數(shù)據(jù)采集。第二,支持重點企業(yè)研制工業(yè)數(shù)控系統(tǒng),引導(dǎo)工業(yè)設(shè)備企業(yè)開放數(shù)據(jù)接口,實現(xiàn)數(shù)據(jù)全面采集。 (二)推動工業(yè)數(shù)據(jù)高效互通 工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展對數(shù)據(jù)的實時性、互通性提出了新的更高要求。工業(yè)數(shù)據(jù)采集需要將互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、邊緣計算等技術(shù)和工業(yè)數(shù)據(jù)采集深度融合,推動數(shù)據(jù)全面采集、傳輸和互通。比如,一方面通過構(gòu)建一套能夠兼容、轉(zhuǎn)換多種協(xié)議的技術(shù)產(chǎn)品體系和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),實現(xiàn)工業(yè)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通互操作;另一方面通過 TSN 等低時延技術(shù)和部署邊緣計算模塊,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時采集和在生產(chǎn)現(xiàn)場的輕量級運算、實時分析,緩解數(shù)據(jù)向云端傳輸、存儲和計算壓力,才能更好的滿足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對工業(yè)數(shù)據(jù)采集的要求。但當(dāng)前的設(shè)備互通、數(shù)據(jù)互通還存在不少問題,如很多設(shè)備和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)開放性不夠,工業(yè)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、互不兼容,導(dǎo)致協(xié)議適配、協(xié)議解析和數(shù)據(jù)互聯(lián)互通困難。為此,《指導(dǎo)意見》部署了2大舉措。第一,持續(xù)推進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè),實現(xiàn)工業(yè)設(shè)備的全連接。第二,加快推動工業(yè)通信協(xié)議兼容統(tǒng)一,打破技術(shù)壁壘,形成完整貫通的數(shù)據(jù)鏈。 (三)推動工業(yè)數(shù)據(jù)高質(zhì)量匯聚 工業(yè)大數(shù)據(jù)的高質(zhì)量匯聚對數(shù)據(jù)分析應(yīng)用至關(guān)重要。工業(yè)數(shù)據(jù)中變量代表著明確的物理含義,低質(zhì)量數(shù)據(jù)會改變不同變量之間的函數(shù)關(guān)系,給工業(yè)大數(shù)據(jù)分析帶來災(zāi)難性的影響。數(shù)據(jù)質(zhì)量的問題往往表現(xiàn)為一個或多個質(zhì)量維度存在缺失從而無法滿足企業(yè)和用戶的實際需要。主要表現(xiàn)在準(zhǔn)確性、完整性、一致性、及時性、唯一性等方面。數(shù)據(jù)質(zhì)量管理作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的頂層設(shè)計、過程控制和事后評價的重要依據(jù),如何建立客觀、全面、可行的數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測、治理與持續(xù)改善機制,是大數(shù)據(jù)是否能夠良好服務(wù)于工業(yè)數(shù)字化發(fā)展的新挑戰(zhàn)。但事實上工業(yè)企業(yè)的信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)質(zhì)量仍然存在大量的問題,例如 ERP 系統(tǒng)中物料存的“一物多碼”等問題。這些質(zhì)量問題都大大限制了對數(shù)據(jù)的深入分析為此,《指導(dǎo)意見》部署了2大舉措。第一,組織開展工業(yè)數(shù)據(jù)資源調(diào)查,引導(dǎo)企業(yè)加強數(shù)據(jù)資源管理,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視、可管、可用、可信。第二,支持企業(yè)建設(shè)數(shù)據(jù)匯聚平臺,實現(xiàn)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的融合和匯聚。 三、強化基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理,《意見》強調(diào)統(tǒng)籌建設(shè)國家工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺 在國家層面,建設(shè)國家級的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫,加強對基礎(chǔ)性工業(yè)數(shù)據(jù)資源的統(tǒng)籌管理,可以更好地服務(wù)于政府精準(zhǔn)施策、產(chǎn)業(yè)精準(zhǔn)管理。為此,《指導(dǎo)意見》部署了3大舉措。第一,整合重點領(lǐng)域統(tǒng)計數(shù)據(jù)和監(jiān)測數(shù)據(jù),在原材料、裝備、消費品、電子信息等行業(yè)建設(shè)國家級數(shù)據(jù)庫。第二,建設(shè)國家工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)中心,匯聚工業(yè)數(shù)據(jù),支撐產(chǎn)業(yè)監(jiān)測分析,賦能企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展,提升行業(yè)安全運行水平。第三,建立多級聯(lián)動的國家工業(yè)基礎(chǔ)大數(shù)據(jù)庫,研制產(chǎn)業(yè)鏈圖譜和供應(yīng)鏈地圖,服務(wù)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。其中,對第三個重大舉措補充說明如下: 從2015年開始,工信部開始布局建設(shè)國家制造強國產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)大數(shù)據(jù)平臺,這是一個以大數(shù)據(jù)為手段支撐政府精準(zhǔn)施策、精準(zhǔn)管理的平臺,是推動制造強國和網(wǎng)絡(luò)強國建設(shè)的重要舉措,是改善決策、科學(xué)決策的重要手段,也是進一步完善我國產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)大數(shù)據(jù)資源體系的重要途徑。經(jīng)過四年多的發(fā)展,平臺逐漸完善了其功能、數(shù)據(jù)、工具、模型等方面的能力,最終形成了三大成果,一是產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺綜合解決方案;二是產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)決策支撐專題應(yīng)用;三是產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫及服務(wù)。 制造強國產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)大數(shù)據(jù)平臺在服務(wù)政府產(chǎn)業(yè)管理、危機應(yīng)對等方面發(fā)揮了重要作用。特別是,在此次疫情爆發(fā)初期,針對物資保障需求不明、底數(shù)不清、對接不暢等困難,制造強國產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)大數(shù)據(jù)平臺助力工信部組織力量快速建成“國家重點醫(yī)療物資保障平臺”,運用信息化手段保障重點醫(yī)療物資的科學(xué)調(diào)度、統(tǒng)籌平衡和高效供應(yīng),為打贏疫情防控阻擊戰(zhàn)提供有力支撐。2月1日,李克強總理考察平臺建設(shè)情況并給予充分肯定。國內(nèi)疫情平穩(wěn)后,為有效推動產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同復(fù)工復(fù)產(chǎn),應(yīng)對國外疫情對我國產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈的影響,同時針對數(shù)據(jù)信息不對稱、管理不規(guī)范、過程透明度低、可追責(zé)性差等問題,工信部組織建設(shè)了基于制造強國產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)大數(shù)據(jù)平臺的“重點行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈供需對接平臺”,編制實時產(chǎn)業(yè)全景圖,在工業(yè)經(jīng)濟和重點行業(yè)的監(jiān)測預(yù)測、關(guān)聯(lián)分析、評價診斷、發(fā)展規(guī)劃等方面提供決策支撐,加強供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的有效工具和面向政府、企業(yè)及公眾的公共服務(wù),形成了對突發(fā)事件響應(yīng)更加敏捷、適應(yīng)性更高、彈性更好支撐的國家工業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫,在疫情防控常態(tài)化條件下服務(wù)企業(yè)復(fù)工復(fù)產(chǎn)。 當(dāng)前,制造強國產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)大數(shù)據(jù)平臺已經(jīng)具備較好的應(yīng)用基礎(chǔ),未來將進一步加強平臺硬實力建設(shè),完善平臺功能,加快建成多級聯(lián)動的數(shù)據(jù)平臺體系。《指導(dǎo)意見》提出要加快建設(shè)“多級聯(lián)動的國家工業(yè)基礎(chǔ)大數(shù)據(jù)庫”,將加速這一過程,從而為精準(zhǔn)決策、科學(xué)決策提供更好的支撐手段,具有重要意義。 作者簡介 李亞寧,博士,中國信息通信研究院信息化與工業(yè)化融合研究所工程師,主要從事工業(yè)智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能制造技術(shù)、應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)研究。 聯(lián)系方式:liyaning@caict.ac.cn。