“四基”數(shù)據(jù)服務(wù)平臺建設(shè)思路與運(yùn)行機(jī)制初探

李晶瑩

（中機(jī)生產(chǎn)力促進(jìn)中心，北京 100044）

0 引言

當(dāng)前制造業(yè)正逐步轉(zhuǎn)向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化，信息技術(shù)指數(shù)級增長、數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化普及應(yīng)用、系統(tǒng)集成創(chuàng)新形成了新一輪工業(yè)革命的三大驅(qū)動力。隨著人工智能技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)融合而形成的新一代智能制造技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)大數(shù)據(jù)的效用挖掘與深度應(yīng)用愈發(fā)體現(xiàn)出核心驅(qū)動作用。“四基”數(shù)據(jù)是工業(yè)大數(shù)據(jù)的核心，對企業(yè)自主創(chuàng)新能力發(fā)展、智能制造實(shí)施、質(zhì)量管理控制、制造服務(wù)模式創(chuàng)新等起著至關(guān)重要的作用。

1“四基”數(shù)據(jù)平臺內(nèi)涵

工業(yè)“四基”指基礎(chǔ)材料、基礎(chǔ)技術(shù)、基礎(chǔ)工藝和基礎(chǔ)零部件。“四基”工業(yè)數(shù)據(jù)平臺是指將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)“四基”領(lǐng)域，圍繞個性化定制、柔性敏捷制造、遠(yuǎn)程運(yùn)維等典型智能制造模式，以材料數(shù)據(jù)、工藝數(shù)據(jù)、零部件數(shù)據(jù)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)、技術(shù)數(shù)據(jù)為核心，覆蓋從設(shè)計(jì)、研發(fā)、采購、制造、銷售、交付、售后服務(wù)、運(yùn)維、報(bào)廢或回收再制造等整個產(chǎn)品全生命周期的廣義數(shù)據(jù)范疇，及相關(guān)數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)。

本文中的“四基”數(shù)據(jù)包括生產(chǎn)經(jīng)營宏數(shù)據(jù)、工具類標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)、可重用模塊化數(shù)據(jù)、外部通用數(shù)據(jù)等廣義范疇。

（1）生產(chǎn)經(jīng)營宏數(shù)據(jù)。生產(chǎn)經(jīng)營宏數(shù)據(jù)主要來自傳統(tǒng)企業(yè)信息化范疇，包括傳統(tǒng)工業(yè)設(shè)計(jì)和制造類軟件、ERP、MES、PLM、SCM、CRM、EMS等。 這些信息系統(tǒng)產(chǎn)生，積累了大量的產(chǎn)品研發(fā)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)性數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、經(jīng)營性數(shù)據(jù)、客戶信息數(shù)據(jù)、物流供應(yīng)數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)等。生產(chǎn)經(jīng)營宏數(shù)據(jù)主要掌握在制造企業(yè)手里，典型應(yīng)用場景包括產(chǎn)品創(chuàng)新、產(chǎn)品故障診斷與預(yù)測、智能工廠建設(shè)、工業(yè)企業(yè)供應(yīng)鏈優(yōu)化和產(chǎn)品精準(zhǔn)營銷等。

（2）工具類標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)。工具類標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)是企業(yè)在研發(fā)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、加工制造過程中廣泛應(yīng)用的設(shè)計(jì)工具類數(shù)據(jù)，如機(jī)械設(shè)計(jì)常用數(shù)據(jù)及標(biāo)準(zhǔn)、基礎(chǔ)工藝數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)材料數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)零部件數(shù)據(jù)、共性技術(shù)方案等。這部分?jǐn)?shù)據(jù)廣泛分布在制造企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)手冊、標(biāo)準(zhǔn)文件、數(shù)據(jù)庫、工具軟件等中。

（3）可重用模塊化數(shù)據(jù)。可重用模塊化數(shù)據(jù)指非標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)、不涉及企業(yè)核心技術(shù)機(jī)密、可共享可重用的數(shù)據(jù)內(nèi)容。在綠色制造、敏捷制造、智能制造、服務(wù)型制造等新興制造模式及業(yè)態(tài)的發(fā)展下，產(chǎn)生的設(shè)計(jì)模塊數(shù)據(jù)、非標(biāo)零部件數(shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)維數(shù)據(jù)、個性化定制數(shù)據(jù)等。這部分?jǐn)?shù)據(jù)在支撐提升企業(yè)自身設(shè)計(jì)、制造與服務(wù)效率同時，可通過形成的數(shù)據(jù)分析解決方案共享給同類企業(yè)，幫助降低研發(fā)成本。

（4）外部通用數(shù)據(jù)。外部通用數(shù)據(jù)指與制造企業(yè)產(chǎn)品決策、市場輿情分析、制造服務(wù)能力補(bǔ)充相關(guān)的以網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)及專業(yè)科技服務(wù)機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)為主。如專利、標(biāo)準(zhǔn)、文獻(xiàn)、政策、技術(shù)動態(tài)、行業(yè)動態(tài)、檢測認(rèn)證信息、企業(yè)的動態(tài)、市場數(shù)據(jù)、專家、人才、培訓(xùn)資料等。

2 建設(shè)“四基”數(shù)據(jù)平臺的意義

（1）“四基”數(shù)據(jù)平臺有助于推動智能制造發(fā)展。各國制造業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略的實(shí)施都是基于工業(yè)大數(shù)據(jù)采集和分析，并以此為制造系統(tǒng)搭建應(yīng)用環(huán)境。隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)的融合發(fā)展，制造企業(yè)的數(shù)據(jù)將會爆炸式增長，研發(fā)與驗(yàn)證過程、制造過程、產(chǎn)品使用過程都在源源不斷的產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，建立“四基”數(shù)據(jù)平臺，將這些數(shù)據(jù)有效應(yīng)用到企業(yè)運(yùn)營管理、產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)、售后與運(yùn)維等整個生命周期，形成支撐智能制造模式的數(shù)據(jù)生態(tài)系統(tǒng)，是推動智能制造發(fā)展的源動力。

（2）“四基”數(shù)據(jù)平臺有助于加速企業(yè)自主創(chuàng)新。中國“四基”的薄弱主要體現(xiàn)在制造企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)等方面自主創(chuàng)新能力的不足，目前大部分中小型制造企業(yè)的研發(fā)設(shè)計(jì)不成體系，缺乏有效研發(fā)數(shù)據(jù)支撐，很多設(shè)計(jì)圖紙等數(shù)據(jù)化程度不高，無法形成知識的有效積累。建立公共數(shù)據(jù)平臺，促進(jìn)共性技術(shù)資源、可重用數(shù)據(jù)模塊的開放共享，能夠有效的實(shí)現(xiàn)數(shù)字化設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、應(yīng)用的一體化，縮短研發(fā)制造周期，成為企業(yè)自主創(chuàng)新的加速器。

（3）“四基”數(shù)據(jù)平臺有助于加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量控制。目前大部分工業(yè)產(chǎn)品的成品檢驗(yàn)都為抽樣檢驗(yàn)，“四基”數(shù)據(jù)的應(yīng)用帶來了更可靠的產(chǎn)品質(zhì)量控制方案，通過收集大量產(chǎn)品的過程工藝參數(shù)、成品檢驗(yàn)結(jié)果參數(shù)、抽查不合格品的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)以及對應(yīng)的工藝、技術(shù)、管理數(shù)據(jù)，找出各種定性、定量數(shù)據(jù)與成品質(zhì)量的關(guān)系，對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行預(yù)測與判斷，從而幫助企業(yè)及時改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量。“四基”數(shù)據(jù)平臺的建立，有助于企業(yè)建立新的質(zhì)量控制與管理手段，并形成質(zhì)量問題可跟蹤、可追溯，促進(jìn)企業(yè)質(zhì)量目標(biāo)的提升。

（4）“四基”數(shù)據(jù)平臺有助于挖掘產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢能。“四基”大數(shù)據(jù)使工業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中所蘊(yùn)含的價值得以挖掘和展現(xiàn)，從復(fù)雜的數(shù)據(jù)應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)新的模式與知識，從而促進(jìn)制造企業(yè)的產(chǎn)品創(chuàng)新、提升經(jīng)營水平和生產(chǎn)運(yùn)作效率以及拓展新型商業(yè)模式。通過數(shù)據(jù)積累及價值挖掘，支撐協(xié)同制造、大規(guī)模個性化定制、設(shè)備健康監(jiān)控、遠(yuǎn)程運(yùn)維等新興制造服務(wù)業(yè)態(tài)發(fā)展，幫助企業(yè)尋找新的利潤增長點(diǎn)。“四基”數(shù)據(jù)平臺將引導(dǎo)企業(yè)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)價值，通過平臺數(shù)據(jù)及使能工具開展協(xié)同創(chuàng)新、制造服務(wù)模式創(chuàng)新。

3“四基”數(shù)據(jù)平臺構(gòu)建原則

需求導(dǎo)向。以工業(yè)強(qiáng)基為目標(biāo)、以新一代智能制造及企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展需求為牽引，以促進(jìn)提升工業(yè)企業(yè)數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用能力為導(dǎo)向，促進(jìn)跨行業(yè)、跨領(lǐng)域、跨地域工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用，形成良性互動的產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局。

開放共享。促進(jìn)基礎(chǔ)共性數(shù)據(jù)、可復(fù)用數(shù)據(jù)在行業(yè)內(nèi)的開放與共享，通過完善數(shù)據(jù)集成共享、數(shù)據(jù)交易等使能工具開發(fā)，推動“四基”數(shù)據(jù)資源開放共享、有序流動與規(guī)范利用。

統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。發(fā)揮行產(chǎn)業(yè)服務(wù)機(jī)構(gòu)、行業(yè)龍頭企業(yè)在“四基”大數(shù)據(jù)平臺構(gòu)建中的主體作用，加大政府政策支持和引導(dǎo)力度，營造良好的政策法規(guī)環(huán)境，形成政產(chǎn)學(xué)研用統(tǒng)籌推進(jìn)的機(jī)制。加強(qiáng)中央、部門、地方大數(shù)據(jù)發(fā)展政策銜接，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局，形成協(xié)同發(fā)展合力。

4“四基”數(shù)據(jù)平臺建設(shè)重點(diǎn)

針對我國“四基”數(shù)據(jù)平臺薄弱的問題，提升工業(yè)基礎(chǔ)信息化與智能化水平，圍繞核心基礎(chǔ)零部件、關(guān)鍵基礎(chǔ)材料、先進(jìn)基礎(chǔ)工藝和產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)四大基礎(chǔ)領(lǐng)域建立一大批數(shù)據(jù)平臺，構(gòu)建“工業(yè)大數(shù)據(jù)PaaS云平臺+若干行業(yè)公有云平臺+企業(yè)私有云部署”的數(shù)據(jù)平臺分布格局，形成“四基”工業(yè)大數(shù)據(jù)生態(tài)圈。依托科研院所、產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟和行業(yè)協(xié)會建立一批行業(yè)專屬“四基”數(shù)據(jù)平臺；依托數(shù)據(jù)基礎(chǔ)好的龍頭企業(yè)建設(shè)大量的企業(yè)專有數(shù)據(jù)平臺；依托具有公益性質(zhì)的科研院所及第三方服務(wù)機(jī)構(gòu)建立面向制造業(yè)的綜合性數(shù)據(jù)共享和交易平臺。

圖1“四基”大數(shù)據(jù)平臺布局Fig.1 The platform layout

（1）面向典型行業(yè)的“四基”大數(shù)據(jù)平臺。依托科研院所、行業(yè)協(xié)會、產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟等機(jī)構(gòu)構(gòu)建一批行業(yè)“四基”數(shù)據(jù)平臺。針對高檔數(shù)控機(jī)床、基礎(chǔ)制造裝備、工業(yè)機(jī)器人、工程機(jī)械、節(jié)能與新能源汽車等“四基”大數(shù)據(jù)實(shí)施基礎(chǔ)好的行業(yè)，建設(shè)一批行業(yè)公共大數(shù)據(jù)平臺。構(gòu)建“四基”基礎(chǔ)共性數(shù)據(jù)資源池，開發(fā)一批協(xié)同設(shè)計(jì)、精準(zhǔn)匹配、數(shù)據(jù)定制、智慧決策等應(yīng)用服務(wù)工具。支撐企業(yè)開展產(chǎn)品決策、協(xié)同創(chuàng)新、虛擬研發(fā)、技術(shù)驗(yàn)證等自主創(chuàng)新活動。

（2）企業(yè)級“四基”大數(shù)據(jù)平臺。企業(yè)級大數(shù)據(jù)平臺是對整個企業(yè)層面的內(nèi)部數(shù)據(jù)和外部數(shù)據(jù)等進(jìn)行匯集、處理、分析、分享的設(shè)備、工具、流程等有機(jī)的組合。內(nèi)部數(shù)據(jù)主要指企業(yè)內(nèi)部的設(shè)計(jì)工藝、材料、標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)方案、零部件數(shù)據(jù)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息，ERP、MES等工業(yè)自動化控制與信息化系統(tǒng)產(chǎn)生的信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)，以及來源于工業(yè)生產(chǎn)線設(shè)備、機(jī)器、產(chǎn)品等的多由傳感器、設(shè)備儀器儀表所產(chǎn)生的機(jī)器設(shè)備數(shù)據(jù)等；外部數(shù)據(jù)是指來源于工廠外部的數(shù)據(jù)，主要包括互聯(lián)網(wǎng)市場、環(huán)境、客戶、政府、供應(yīng)鏈等外部環(huán)境產(chǎn)生的信息和數(shù)據(jù)。

（3）綜合性知識服務(wù)與大數(shù)據(jù)交易平臺。支持具有公益性質(zhì)的科研院所及第三方服務(wù)機(jī)構(gòu)建立面向制造業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營共性數(shù)據(jù)共享和交易平臺，加快研究數(shù)據(jù)產(chǎn)品化機(jī)制、數(shù)據(jù)定價機(jī)制、數(shù)據(jù)評價機(jī)制、數(shù)據(jù)交易機(jī)制、數(shù)據(jù)安全機(jī)制，促進(jìn)第三方數(shù)據(jù)交易平臺向數(shù)據(jù)資源綜合服務(wù)商轉(zhuǎn)型。鼓勵行業(yè)服務(wù)平臺和企業(yè)專有數(shù)據(jù)平臺形成大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略合作聯(lián)盟，促進(jìn)工業(yè)大數(shù)據(jù)的技術(shù)突破與產(chǎn)業(yè)擴(kuò)散，促進(jìn)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定和推廣。整合資源、共享服務(wù)，建立數(shù)據(jù)協(xié)同、應(yīng)用服務(wù)、數(shù)據(jù)交易于一體的“四基”大數(shù)據(jù)綜合交易服務(wù)平臺。綜合交易服務(wù)平臺以提供可視化的基礎(chǔ)、共性數(shù)據(jù)交易及可復(fù)用的數(shù)據(jù)應(yīng)用模塊服務(wù)為主，提高工業(yè)企業(yè)大數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用效率。

5“四基”數(shù)據(jù)平臺運(yùn)營機(jī)制分析

“四基”數(shù)據(jù)平臺將作為一個獨(dú)立運(yùn)行實(shí)體，由政府財(cái)政、政策支持和引導(dǎo)，產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新，按市場化方式運(yùn)作。

政府發(fā)揮項(xiàng)目部署與指導(dǎo)作用，指導(dǎo)制訂“四基”大數(shù)據(jù)平臺戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃、技術(shù)路線圖和建立市場化運(yùn)行機(jī)制及協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制，為四基大數(shù)據(jù)平臺的研發(fā)與建設(shè)、行業(yè)示范應(yīng)用等活動提供必要的資金支持與政策保障。

科研院所、行業(yè)協(xié)會等專業(yè)研發(fā)服務(wù)機(jī)構(gòu)發(fā)揮行業(yè)研究及數(shù)據(jù)積累能力，組織開展行業(yè)“四基”平臺的研發(fā)及建設(shè)任務(wù)。組織相關(guān)行業(yè)企業(yè)、專業(yè)服務(wù)機(jī)構(gòu)建立大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略聯(lián)盟，促進(jìn)行業(yè)數(shù)據(jù)的共享與流動。鼓勵核心成員按照市場化發(fā)展的需要通過資金、知識產(chǎn)權(quán)等投入方式建立緊密的企業(yè)化合作機(jī)制，按照符合商業(yè)本質(zhì)的原則共同推進(jìn)工業(yè)大數(shù)據(jù)的產(chǎn)業(yè)化。

充分發(fā)揮工業(yè)龍頭企業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈帶動作用，依托龍頭企業(yè)既有的“互聯(lián)網(wǎng)+制造”轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略舉措，以龍頭企業(yè)為市場主體，建設(shè)和運(yùn)營企業(yè)級工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺，帶動龍頭企業(yè)周邊生態(tài)系統(tǒng)伙伴企業(yè)使用平臺服務(wù)，并逐步演進(jìn)為更多企業(yè)提供服務(wù)，并按照市場機(jī)制收取服務(wù)費(fèi)用。在行業(yè)應(yīng)用的過程當(dāng)中不斷沉淀積累共性技術(shù)資產(chǎn)與行業(yè)大數(shù)據(jù)平臺及綜合性知識服務(wù)與大數(shù)據(jù)交易平臺對接。

圖2“四基”平臺組織機(jī)制Fig.2 The platform organization mechanism

圖3“四基”數(shù)據(jù)平臺運(yùn)行機(jī)制Fig.3 The platform operation mechanism

6 結(jié)論

本文分析了“四基”數(shù)據(jù)平臺的建設(shè)意義，提出了廣義范疇下的“四基”數(shù)據(jù)類型，提出了行業(yè)、企業(yè)、綜合性“四基”平臺的建設(shè)思路及運(yùn)行機(jī)制，對建立“四基”數(shù)據(jù)平臺做了探索性的研究。