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工业互联网数据潜能应如何释放?

赵敏

关于工业互联网,很多人都会讲到它的三大功能体系:网络是基础,平台是核心,安全是保障。这些都是纯粹的ICT(信息通信技术)定义,但是,对于这个功能体系,我有一些不同的看法。

工业互联网,第一标签是“工业”,“工业”在哪里?这是我一直疑惑的问题。所以,必须首先澄清“工业是主体”,工业互联网是工业、制造业提质增效的有效手段,以此为前提,我们再来谈网络,谈平台,谈安全,谈数据,这才是一个合乎实际情况的逻辑。近两年来,我国高度重视“新基建”建设,因此,我们对工业互联网的宣传不能走偏了。

澄清定义——

工业要素联接的互联网络

对于工业互联网,至少有两派不同的观点。第一种,认为工业互联网是罩在工业实体上的一张电信网,这是最常见的观点;第二种,认为“是互联网的下半场”。工业互联网跟我们讲的社交/消费互联网没有任何关系,这是必须搞清楚的。所以,数据有没有工业属性,能否反映工业的实际情况,能否真正为工业业务环节赋能,在提质增效上发挥实际作用等,这些不是只奢谈数据就能达到的。这种观点下的工业互联网“不接地气”,是在平台、网络、安全层面的数据,跟工业少有交集。

我认为,工业互联网不是工业的互联网,也不是互联网的工业,它是工业要素联接的互联网络。因此,数据必须源于工业,用于工业,优于工业,而且要“接工业的地气”,实现新型的ICT要素和传统工业要素之间的融合。

工业互联网的重点是联接并且服务于我们的工业实体,与工业实体融为一体。可以用两个维度来衡量我们的工业实体:一个维度是我们企业最常见的资源类“人、机、料、法、环”,另一个维度是现在常被忽略的企业之间的实体关系。所有企业协作关系、企业实体关系、央企集团关系、乡土合作网或者原生的线下关系网络,实际是工业互联网和实体关系网的叠加和融合,只有这样才有利于工业互联网的发展。

另外,我认为工业现场的数据,必须与其所依附的工业端保持着密不可分的高频互动,将复杂的数据种类映射到更为复杂的工业现场关系网络中,这才是工业互联网当中一个实质性的东西。数据必须对工业互联网所映射的工业现场关系,以及企业资源类“人、机、料、法、环”进行加载、穿透、映射,而且按照工业的模型、算法和机理对其进行分析、推理,才能做出解决工业现场实际问题的决策和预测,即“好的数据”是能为企业解决实际问题的数据。

框定来源——

“时空背景+业务逻辑”

数据是怎么来的?举个例子。比如用传感器采集工业现场的数据,采集的就是高频的数据。一个大型的石化央企,一般会有5万个~10万个数据采集点,每个数据采集点有个传感器,即使1秒钟只采10个数据也有50万条~100万条数据。这就是时序数据。假如在一个典型的中小微企业场景,如何把人和机器的动作有序拆解,形成工业基础数据,才是我们要研究的“人机工程学”。其实就是要研究人的每一个躯干肢体有什么样的“动素”,能发生什么样的“基础动作”,这个“基础动作”会构成什么样的“生产动作”,这个“生产动作”再形成什么样的“标准工艺”,我们再把“标准工艺”分成合理的步骤,排好“标准工序”、形成“工序线”,最后用“产线”来实现。这样就生成最基础的工业数据或者工艺数据。

把这种基础数据数字化,就形成了比特化的基础数据。数字化就是把我们工业现场所有机器和人的动作、所有的工艺步骤数字化,从而形成一整套的DIKW体系(数据、信息、知识及决策体系)。我们可以从顶层往下降维、解构数据,在软件里去查询;也可以从底层不断地向上升维、重构数据。

如何重构?重构是经过计算、决策之后,以更好的方式去生产和优化工业现场。这样一个DIKW体系体现了系统的智能属性。我们用比特数据对工业现场的实体进行解构,这是真正基于二进制的数字化,从根本上来说就是0和1。

数据是什么?就是用二进制表达的,一个又一个8位的东西。它可以是数字,也可以是单词类的,比如“价格”“石油”。但是当往上一层,把数据拼合起来、赋予数据时空意义后就变成了信息,消除了数据的不确定性。我们生产工艺当中的任何一个动作也就具有了时空意义。再往上,还可以进行升维和重构。其实,零散的数据、信息作用不大,甚至包括零散的知识。举例来说,首先知道每吨柴油多少钱,接着再判断俄乌冲突正在继续,油气价格在欧洲一定会涨,如果正好面向欧洲做大宗货物贸易,就可以事先囤一批货。所以,利用已有的数据、信息、知识,最终构成一个带有智慧性的预测和决策,我们才能消除外部世界的高度不确定性,做正确的事情。也就是说,来源于工业现场、运行在软件之内、存储于电脑之中,最终能够形成有效决策的所有不同格式数据,才是我们要谈的“数据”。

在工业互联网当中,按照不同阶段,有在研品、在制品、在用品等数据;按照采样的频率,可以有不同的数据;按照属性的划分,也可以有实时数据、时序数据、标识数据等。如果把实时数据留存下来,消除了里面的噪声和垃圾数据的话,对未来的分析是有意义的,但必须有完整的时空背景。

所以,我们一定要强调:数据来源一定是“时空背景+业务逻辑”。数据不会凭空来,也不会悄然遁去。数据的产生要有明确的时空背景,是真实的“人、机、料、法、环”等工作信息的映射。所以,离开了业务需求、工业现场的时空背景去讨论数据,是不科学的、不正确的,也是荒谬的。

释放潜能——

工业数据流动方能产生价值

数据怎样提炼并应用?我们一定要知道:企业当中的数据是我们业务场景呈现的状态变量;软件中的数据是模型、算法所支配的客体对象;机器当中的数据是驱动设备、控制它去精准运转的指令。因此,数据的属性和功能往往是非常多元化的,说数据是新型生产要素也没有任何问题。

不过,数据虽然可以通过软件赋能而迸发出巨大的生产力,但数据本身不是生产力。这个概念我们要予以澄清。

原料级的数据一定要经过处理才能使用。我们要把这些数据提炼并数字化之后输入信息系统,在数字化系统当中按照最优的模型和算法计算。把软件作为“磨盘”,把原料级的数据进行各种颗粒度的精细加工,不断地识别、接收、计算、解读、打磨、重构,最后生成符合我们业务需求的精品数据,再用软件作为“增压泵”,用网络作为“管道”,把精品级的数据“泵”回到需要的地方,即要回到我们的业务环节当中去,重新放大、赋能、解构、重构我们的业务,让它产生最好的软件赋能、数据赋能效果。

因此,数据有这么两手硬的功能:第一,用来显示,在各种屏幕上显示我们的计算结果;第二,不显示而直接去驱动(设备),即按照人的预先设计进行自主决策,让数据直接进到设备当中。可以说,第一种形式是第三次工业革命的结果,第二种形式是第四次工业革命的结果。大家今天看到的自动驾驶汽车就是这种方式,数字指令可以自动驱动机器。

数据源于工业时空,优于赛博时空,回归工业时空。一去一来,算力提速,模型精炼,算法优化,数据焕新。数据映射的那些企业资源,都在软件、算法的“巧妙安排”下得到最优配置。因此,我认为,数据确实可以为企业释放出巨大的能量。

还要注意,数据到底是“姓公”还是“姓私”?所有的企业都不愿意把数据分享出来,这是私有性。但是,数据也有具有无损拷贝的属性,那么一旦出了企业的范围,它就会失控。数据还具有“公有性”,不流动的数据是没有价值的。而只有被软件充分解构、重构的数据,才具有这种流动价值。如何消除这种矛盾?一定要让数据流动起来。流速越快、流动越顺畅,分享的范围就越大,流动频次就越高,它产生的价值就越大。这是数据给我们的赋能。尽管我们不能把所有数据变成公有,但工业互联网一定有这个职能。否则,我们为什么要建工业互联网的大数据中心?

数据本身具有两面性,既可以载舟,也可以覆舟。如果模型和算法有问题,在算力加持下,高速流动和经过分析的数据,会让错误的结果随之放大,造成大范围的业务损失。所以我们要注意:工业是主体,核心是数据,关键是软件。具有工业属性的数据,必须在一定范围之内流动、交易,才有可能演变成动态价值流,形成数字生产力,为企业产生巨大价值,为数字经济做出应有的贡献。

(作者系走向智能研究院执行院长)

《中国冶金报》(2022年08月16日03版三版)

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