大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于科研項目開發(fā)的前景

劉文佳　劉曉峰

摘 要：大數(shù)據(jù)時代已經(jīng)到來，對大數(shù)據(jù)的有效利用能夠更加精確地指導(dǎo)企事業(yè)單位決策，能否對大數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的利用已成為各行業(yè)之間決勝的重要影響因素。信息化戰(zhàn)爭條件下，軍事裝備在使用過程中可產(chǎn)生大量的參數(shù)數(shù)據(jù)、應(yīng)用數(shù)據(jù)、地理位置與故障數(shù)據(jù)等，能否對這些大數(shù)據(jù)進(jìn)行有效挖掘與利用，為軍事裝備科研工作提供更好的研究方向已顯得尤為重要。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);軍事裝備;軍事科研;研究方向

21世紀(jì)被譽(yù)為信息大爆炸時代，全球每天都有海量的（無限的）新數(shù)據(jù)生成，源源不斷而來的新數(shù)據(jù)造成了“數(shù)據(jù)災(zāi)難”，隨之而來隱藏在數(shù)據(jù)當(dāng)中的巨大價值也被更多學(xué)者的關(guān)注。與傳統(tǒng)意義上的數(shù)據(jù)相比，大數(shù)據(jù)概念具有4個特點，即容量更大（volume）、多樣性更強(qiáng)（variety）、產(chǎn)生速度更快（velocity）和價值巨大（value），即4Vs。美國政府將大數(shù)據(jù)喻為未來的“新石油”，一個國家綜合國力的體現(xiàn)，可以從擁有數(shù)據(jù)的規(guī)模和運(yùn)用數(shù)據(jù)的能力等方面得到更好的體現(xiàn)，對大數(shù)據(jù)進(jìn)行更有效地掌控與利用將成為國家與企業(yè)間爭奪的新焦點，“大數(shù)據(jù)時代”已來臨。

在信息化戰(zhàn)爭條件下，軍事裝備為戰(zhàn)爭提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，在軍事裝備的使用過程中產(chǎn)生了大量應(yīng)用數(shù)據(jù)，如軍事活動中的地理位置信息、設(shè)備運(yùn)行過程中的參數(shù)數(shù)據(jù)、設(shè)備應(yīng)用過程中產(chǎn)生的故障參數(shù)等。有效的利用這些數(shù)據(jù)，對其進(jìn)行采集、存檔、統(tǒng)計分析與開發(fā)利用，能夠為軍事裝備科研項目提供正確的研究方向，指導(dǎo)科研項目與型號項目的設(shè)計開發(fā)工作，促進(jìn)軍事裝備科學(xué)研究工作的高效開展。

1 概述

大數(shù)據(jù)技術(shù)的主要特點是信息容量巨大、信息結(jié)構(gòu)多樣化、產(chǎn)生信息速度飛快、信息價值密度較低，主要分為數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、儲存、分析及應(yīng)用四個環(huán)節(jié)。在軍事裝備的開發(fā)、應(yīng)用過程中可產(chǎn)生大量的技術(shù)參數(shù)、應(yīng)用指標(biāo)、應(yīng)用環(huán)境、使用頻率、設(shè)備故障等數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行有效挖掘利用，將大幅度提高軍用設(shè)備科研過程中的準(zhǔn)確性、高效性、實用性與可靠性，可有效保證設(shè)備開發(fā)過程與應(yīng)用過程中的六性要求，為提高部隊的戰(zhàn)斗力提供強(qiáng)有效的保障。

2 大數(shù)據(jù)的定義、特點及應(yīng)用

2.1 大數(shù)據(jù)的定義

目前為止，對于大數(shù)據(jù)沒有一個明確的定義。國際數(shù)據(jù)公司IDC在2011年的報告中對大數(shù)據(jù)做出如下定義：“大數(shù)據(jù)技術(shù)描述了一個技術(shù)和體系的新時代，從大規(guī)模、多樣化的數(shù)據(jù)中通過高速捕獲、發(fā)現(xiàn)和分析技術(shù)提取數(shù)據(jù)的價值”。從廣義角度來講，[1]大數(shù)據(jù)是物理世界、信息空間和人類社會之間的鏈接，能夠利用人機(jī)界面、腦-機(jī)界面、移動互聯(lián)網(wǎng)等手將物理世界中互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)在信息空間中留下大數(shù)據(jù)在信息空間中產(chǎn)生映像，其形式是多樣化的，可以是文字、視頻、音頻、圖片、瀏覽足跡等。從狹義角度來講，大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)含量一般在10 TB以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫在數(shù)據(jù)收集、保存、處理、分析、推導(dǎo)中能力，是對大規(guī)模復(fù)雜數(shù)據(jù)的一種應(yīng)用，能夠帶來巨大的價值效益。

2.2 大數(shù)據(jù)的特點

大數(shù)據(jù)具有以下時代特點，一是數(shù)據(jù)量日益劇增，傳統(tǒng)計算機(jī)無法處理，如網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)已經(jīng)由TB級升至ZB級[2]（1024G=1TB、1024TB=1PB、1024PB=1EB、1027EB=1ZB），美國IDC在報道指出，2011年所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量已超過1.8 ZB字節(jié)，是過去5年數(shù)據(jù)連續(xù)增長的9倍之多，并仍將以每年0.5倍的速度快速增長;二是數(shù)據(jù)類型多種多樣，相對于傳統(tǒng)的數(shù)字、文字等結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)而言，視頻、音頻、郵件、圖片和各類傳感器產(chǎn)生的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)越來越多，并仍將以新的形式出現(xiàn);三是處理方式智能化，數(shù)據(jù)的應(yīng)用更多的依賴于云計算、物聯(lián)網(wǎng)等大數(shù)據(jù)新型信息技術(shù)極大程度的促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)的超智能化發(fā)展。

與傳統(tǒng)概念的數(shù)據(jù)含義相比較，大數(shù)據(jù)具有以下特征，即數(shù)據(jù)的形式多種多樣、產(chǎn)生速度更加迅捷、數(shù)據(jù)庫的容量更加巨大、有效數(shù)據(jù)的辨識難度增大和數(shù)據(jù)的價值密度更低。此外，大數(shù)據(jù)在應(yīng)用過程中也面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，如數(shù)據(jù)的類型品類繁多、數(shù)據(jù)的時效性較滯后和數(shù)據(jù)的真實性較難判斷。如在大數(shù)據(jù)的處理、使用過程中，繁多的數(shù)據(jù)類型要求應(yīng)用軟件在處理結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的同時還需處理文本、視頻、音頻等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，增加了大數(shù)據(jù)在應(yīng)用過程中的難度;滯后的時效性導(dǎo)致決策的延誤，在面對機(jī)遇時有可能造成利益的損失錯失良機(jī);數(shù)據(jù)的真實性是大數(shù)據(jù)應(yīng)用的前提，如何在海量的數(shù)據(jù)中有效識別其真實性，是大數(shù)據(jù)應(yīng)用過程中的難點。

2.3 大數(shù)據(jù)的應(yīng)用

大數(shù)據(jù)中隱藏著巨大的機(jī)會和價值，通過利用計算機(jī)編程與數(shù)學(xué)算法對大數(shù)據(jù)進(jìn)行整合與分析，尋求其內(nèi)在關(guān)聯(lián)性，從而發(fā)現(xiàn)并利用大數(shù)據(jù)內(nèi)隱藏的價值。當(dāng)下，許多大數(shù)據(jù)開發(fā)公司利用數(shù)據(jù)挖掘與數(shù)學(xué)算法對大數(shù)據(jù)的潛在價值進(jìn)行挖掘，應(yīng)用到人工智能、模式識別、與統(tǒng)計等領(lǐng)域，從大數(shù)據(jù)隱藏的價值中創(chuàng)造利益，如國際策略咨詢公司McKinsey的研究表明，全球個人位置信息的潛在價值可創(chuàng)造高達(dá)7000億的經(jīng)濟(jì)效益，并且在產(chǎn)品開發(fā)過程中可降低一半以上的成本價值。

通過對大數(shù)據(jù)進(jìn)行有效地分析、處理，可以在模擬仿真、數(shù)學(xué)建模、醫(yī)療資源整合和環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域帶來巨大的科技變革。如英國牛津大學(xué)醫(yī)藥衛(wèi)生科研中心，通過對大量醫(yī)療信息進(jìn)行采集、存檔和分析，為藥物的研發(fā)提供新的方向，通過資源整合減少藥物的科研成本。以期為科學(xué)家在疾病診治與藥物開發(fā)過程中提供新的思路。

3 軍事裝備與大數(shù)據(jù)

在軍事裝備使用過程中，會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，包括作戰(zhàn)氣象、溫度、濕度、士兵生命體征、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、裝備型號、使用頻率、故障問題、檢修能力等，這些大數(shù)據(jù)隨著裝備的生產(chǎn)就源源不斷地更新、積累，并隨著戰(zhàn)斗的進(jìn)行發(fā)生改變。利用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析，指導(dǎo)軍事裝備科研工作方向，提高裝備科研工作的前瞻性與高效性，促進(jìn)部隊的信息化建設(shè)和數(shù)字化建設(shè)，形成完善的軍事大數(shù)據(jù)系統(tǒng)。[4]

現(xiàn)代戰(zhàn)爭是信息化條件下的多兵種聯(lián)合作戰(zhàn)，在數(shù)據(jù)采集過程中難免會出現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的缺失、重疊現(xiàn)象，必然會影響決策者在提取目標(biāo)數(shù)據(jù)過程中的工作效率，降低其準(zhǔn)確性與時效性;可以通過建立裝備保障決策數(shù)據(jù)庫，運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集、分析、挖掘和應(yīng)用，能夠有效地解決以往數(shù)據(jù)應(yīng)用過程中存在的問題，為裝備保障提供更加精準(zhǔn)、及時的決策支持。

4 大數(shù)據(jù)對軍事裝備研究的影響

4.1 大數(shù)據(jù)對軍事裝備研究方向的導(dǎo)向作用

利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對現(xiàn)有裝備的使用情況進(jìn)行分析，[5]對現(xiàn)有裝備在使用過程中存在的使用條件、使用頻率、使用狀態(tài)、優(yōu)缺點、改進(jìn)方向等進(jìn)行分析，對軍事裝備的研究方向提出要求，并使研究方向具有前瞻性，促進(jìn)新一代研究產(chǎn)品能夠確實有效地發(fā)揮作用，促進(jìn)其在使用過程中快速、高效。

4.2 大數(shù)據(jù)對軍事裝備設(shè)計開發(fā)的促進(jìn)作用

通過大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對現(xiàn)有裝備的設(shè)計思路與加工工藝進(jìn)行分析，篩選出適合新一代裝備的設(shè)計思路與加工工藝，確保軍事裝備設(shè)計開發(fā)在有效可行的前提下快速推進(jìn)。

4.3 大數(shù)據(jù)對軍事裝備設(shè)計開發(fā)的前瞻性

通過大數(shù)據(jù)技術(shù)對現(xiàn)有裝備的作業(yè)條件進(jìn)行分析處理，對未來軍事裝備的特點進(jìn)行預(yù)測與評估，促使軍事裝備設(shè)計開發(fā)具有前瞻性，[6]能夠適應(yīng)未來戰(zhàn)爭模式，使軍事裝備設(shè)計開發(fā)的研究投入達(dá)到利益最大化。

4.4 大數(shù)據(jù)將推動軍事裝備研究的多樣性

通過軍事相關(guān)大數(shù)據(jù)檢測與分析，可以促進(jìn)軍事裝備的設(shè)計開發(fā)工作呈現(xiàn)多樣化，以期適應(yīng)不同戰(zhàn)場條件與作業(yè)狀態(tài)下的軍事需求，如極端天氣條件下個人防護(hù)用具、有毒有害場所防護(hù)裝備、特殊條件下作戰(zhàn)裝備等。

5 結(jié)論

軍事裝備研究應(yīng)與軍事裝備數(shù)據(jù)分析緊密結(jié)合起來，以軍事裝備大數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用為指導(dǎo)，為軍事裝備研究提供正確的研究方向與技術(shù)參數(shù)，促進(jìn)軍事裝備研究的發(fā)展，為提高部隊?wèi)?zhàn)斗力做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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