李培根:智能制造中的数据聚焦

7日上午,2017世界互联网工业大会在青岛拉开帷幕,中国工程院院士、中国机械工程学会理事长李培根做了题为“智能制造中的数据聚焦”的开幕演讲,详细阐述了数据驱动、大数据分析、数字生态系统以及数据学习等对智能制造发展方向的支撑作用。

尊敬的各位领导、各位专家,女士们、先生们上午好!首先请允许我代表大会组委会说几句话,大会首先向工信部、青岛市政府表示衷心的感谢!世界互联网工业大会系列大会的筹划一直得到工信部的大力支持,今天谢少锋司长亲临我们大会,等一会儿还要听到他的演讲。

青岛市政府更不用说,在整个会的承办当中给予了大力支持,我觉得这个系列大会落地在青岛,真是实至名归,不用多说了。

再一个感谢各位来宾,尤其是海外的来宾,有了我们众多来宾的参与,这也是我们大会成功的重要标志,再三的向各位表示衷心的感谢!

我今天谈一个话题,是关于聚焦数据,我们讲智能制造,2015年李克强总理讲到要实现中国制造2025,而且中国制造2025主攻方向是智能制造。2012年的时候,奥巴马当时宣布投资2亿美元拉动大数据相关产业,而且强调大数据战略上升为国家战略,所以有人现在把大数据定义成未来的新石油,甚至把数据作为像陆权、海权、空权的国家资产,可见数据的重要性。

也有专家认为,美国要在大数据、智能制造、无线革命要抢占先机,一切说明了数据的重要性。

我谈几个话题,一个是数据与互联,这是基础。现在物联网越来越受到大家的关注,包括消费品的物联、工业产品之间的物联,还有设备之间的物联,当然也包括设备和人之间的互联。现在物联网我们看一看这个图,物联网的应用大家有这么一个印象,它在制造业的应用块头是最大的,所以对于我们每一个企业来讲,物联网就是在企业当中作用会越来越大。我去年到美国PTC,他们就是打造物联网平台,这是他们把物联网平台用到智能服务的例子,我们现在都讲服务制造。

其实我们要有一个观念,物联网是一定要结合大数据分析的,光说物联网,我们有很多的传感器,收集很多的数据,干什么?一定要有大数据分析。

所以我特别说一下数据驱动。等一下我还会谈一下数字生态系统,最后一个话题讲数据学习。企业里面的一切过程、活动实际上我们都需要数据驱动,包括比如说设计、生产、管理等等方方面面。

我们现在可能很多人已经知道数字双胞胎的概念,这意思是什么?就是对于任何一个物理的东西,同时要有一个数字的孪生体,或者任何物理的东西要有一个数字映射在计算机、网络里面,所以对于一个企业来讲,所有的物、资源都有数字双胞胎,制作的全过程需要数据驱动、数据透明,这个非常重要。

其实最早是美国国防部最先强调的,2035年航空公司接收一架飞机的时候,同时要有一套详细的数字模型。还有所谓的数字线程的概念,如何在正确的时间把正确的信息用正确的方式送到正确的地方,这个非常重要。数字线程是多部门协同容易,多事件、活动之间联系容易,连接的过程可以追溯、连接的效果可以评估。

我们讲数据驱动,我刚才讲的从企业的一切过程当中,数据起着很重要的作用。还有一个例子,汽车设计,汽车设计实际上传统的汽车外型,传统是设计师的灵感和经验,我们去揣摩消费者是怎样的想法,我们现在有可能通过汽车大数据,社会上的一些数据,通过对大数据进行分析,去精准量化客户的需求,指导设计过程。当然还有其他很多的优化设计,我今天就限于时间不去谈了。

我们在生产过程当中也要靠数据驱动,还有一个例子,是德国的巴斯夫生产洗发水液体肥皂,就定制化,满足客户的个性化需求,比如哪位女士希望洗发水特别的香味、特别的颜色,但是这些东西是大批量生产的,在生产线上数据驱动,有电子标签,每一个产品的标签上都有芯片,记录了客户的需求,整个生产就按照自动化去进行。我们的红领,是服装定制,实际上也有电子标签,相当于是个性化信息传到每一个工位上。

数据驱动还表现在市场,我们的市场工作也需要数据驱动,比如这里有一些例子很有趣,像雷克萨斯通过Twitter大数据分析从而选择广告代言人。小松挖掘机实时监控车辆的运行情况,通过这个来判断市场需求,挖掘机上装有一些GPS传感器,收集大量的数据,比如知道青岛这里正在用的挖掘机有多少,忙碌程度怎么样,这都是我们很难想到的,所以在市场工作当中数据发挥很大的作用。

还有一个例子,比如烟草行业,在社交网络中间,微博、微信、论坛、新闻评论等收集这些数据,转化知识做相应的市场工作,所以我只是举一些明显的例子。

另外,企业的目标,我们怎么围绕企业的目标,这里面需要数据的支持。这里举一个例子,质量,企业的目标有多方面的,我仅仅说质量。比如说当然我们检测的数据不用说了,质量不光是检测出来的,质量是每一个工序都要进行质量控制,所以在整个的工艺的过程当中我怎么收集大数据?

比如通过大数据分析,我们实现生产过程的质量控制,因为实际上影响质量数据的因素可能是很多的,有一些是显性的,有一些是隐性的,这就需要我们通过大数据的分析。质量其实也是设计出来的,我们现在的产品设计的好,也对产品的性能、质量会有好处。我们怎么从产品运维中间去发现影响质量的问题?

这是GE公司典型的例子,GE公司搞服务制造,他们起到了引领作用,在九十年代就搞发动机的服务制造,它这里的发动机叶片装了很多的传感器,收集数据,然后通过健康保障系统进行分析。它的数据的获取经过分析再反馈到设计部门,我们如何通过运行维护的大数据进一步的改善发动机的性能?这个非常重要,所以这是服务加上设计改进,所以这也要靠大数据。

另外一个问题,对于任何企业来讲,事务管理涉及到人,这也需要数据驱动,在企业管理不仅是生产管理、供应链、客户关系管理,我都不谈了,事务管理、人的管理同样重要,所以管理和决策的基础是数据,是数据怎么及时、真实、可靠、全面。

比如对于企业来讲,任何一个企业都有财务管理,财务管理和信息融合,财务管理和信息界限模糊了,我们传统的企业,很多财务限于账务管理,这比较低层次的,真正的财务管理要和业务紧密的融合起来,我们怎么去挖掘出一些非财务信息?其实比如业务信息、市场信息等等,而且我们的财务分析又怎么去影响业务市场等等。我们现在有数据透明之后,很多的事情就变得简单了,比如报销,以前层层审批,因为企业要控制嘛。比如滴滴打车,可以和车公司进行数据连接,数据透明之后不需要审批了,我们减少了很多的事情。财务人员本身也可以减少。

在企业里面,我们任何一个企业都要控制,不控制是不行的,但是以不信任的方式去监管、控制,给干部员工很不好的感觉,所以我有一个观点,是我们怎么变主观的监管为客观的监管,变人的监管为数据的监管,大家要有这种意识。我们都靠人的审批,但是真正数据透明之后,变成数据监管,作为员工干部来讲,我对数据负责,这个感觉上面也很好,我希望大家仔细体会。

再说一下数字生态系统,其实现在海尔我觉得这方面有很多考虑,包括他们推出的COSMO平台,今年海尔又发布了工业大规模定制白皮书,强调协同设计、定制模式将用户的碎片化进行整合,所以他们也是企业生态的一部分,这些东西靠什么?靠数据。

现在网络的发展,数字化技术的发展,使得我们有时候需要重新定义行业边界,什么意思呢?比如说一个做拖拉机的,以前我们做拖拉机,但是现在不一样了,现在不能够光考虑做拖拉机的事情,你得考虑拓展到整个农业机械系统,它和其他的农业机械系统联系情况怎么样,比如Gohn Deere,我去年去了这家公司,他们和爱科公司合作,不仅仅是农业设备的互联,而且它还连接了灌溉土壤施肥系统。所以我们现在对于很多的企业来讲,我们企业家也好,我们的设计人员也好,要有这个概念,这个行业的边界,我们考虑问题的边界,我们的视野需要改变。

我们讲数字生态系统,因为任何一个企业不是孤立的存在在社会当中,你的供应商、客户等等,这个之间还有一个数字连接形成的生态系统。

还有一个例子,是做汽车的,智慧汽车。汽车不仅仅是有它的零部件供应商提供一些数据,还对汽车的用户,怎么给用户提供数据,而且还和智慧城市等等这些东西联系起来。所以这里面的数据供应关系就很大了,所以我们现在对企业来讲,我们以前讲供应链,只讲物料的供应链,但是现在我们要有这个意识,同样要有数字的供应链,就是要有数据。

另外,我们要明白数据有的时候不仅仅是产品自己的数据,比如说农业生产当中,做湿度传感器,和天气预报等是结合起来的,这就对灌溉系统进行优化,等等这些我就不去细讲了。

最后一个话题,我说一下数据学习,现在人工智能的发展非常快,AlphaGo不用我说了,从大数据中间自动学习,当然最新的AlphaGo 0打败了传统的AlphaGo,100:0,这是另外一个话题了,我就不说了。

我们数据学习实际上海尔现在的COSMO平台,用户可以在这上面交互,众创定制,实际上这里面也有一个什么问题?我们如何收集客户的数据?如何利用群体智能?客户的群体,我们如何通过数据去学习?

谷歌有一个例子,通过人工智能程序去控制节能,数据中心的耗能是很厉害的,因为数据中心很庞大,他们通过人工智能把总体电力利用效率提升了15%,大家不要小看15%,这是很厉害的,它有一个数据,一年多少亿美元。他们通过数据中心几千个传感器去搜集温度、电量、耗电率等各种数据,然后去分析,通过神经网络的训练如何再控制,使得它节能。所以这里面的数据学习是起到了很大的作用,具体的就不说了。谷歌箱式的技术也有可能提高地球的能量转化率,可以减少半导体的生产、水消耗等等,这都是数据学习的功效。

我们现在还有大数据下的知识工程,比如社会媒体的大数据,媒体上面的大数据有图像、声音、文字等,各种各样的数据我们怎么利用?这这是我们现在人工智能研究的一个很重要的问题。

那么企业呢?如何一个企业有大数据,包括我们质量控制、运营调度也好,我们怎么利用方方面面的大数据,怎么去挖掘知识?怎么学习?我今天不细讲,但是大家要有这个意识。

另外一个,现在我们讲人工智能,其中有一个很重要的就是知识工作,知识工作者自动化,以前我们传统的自动化主要是解决人的体力的问题,机器去替代人的体力,那么现在是什么?脑力。他们讲未来十二大颠覆性技术,把知识自动化排在第二位,可见它的重要性。

还有,我们现在人工智能一个很大的特点,怎么利用不同类型数据的综合推理,我刚才说到了,比如头像等等,在企业里面对三维的零件等如何自动的快速的生成等等。

最后,小结一下,智能制造当然是方向,但是数据和互联这是基础。我们企业里面一切活动要尽可能的强调数据驱动,大数据下的知识工程是非常重要的,未来数据学习,我希望大家也要关注这一点,工程院现在也正在做人工智能引领下的智能制造规划,周院长和我作为战略规划的组长,我是辅助周院长,希望大家关注,谢谢大家!