“工業(yè)智能化，美國靠軟件，提倡技（技術(shù)）匠精神；德國靠機(jī)器，講究器匠精神；日本靠人，追求工匠精神；中國則靠數(shù)據(jù)。”在2017年7月14日2017 NI工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)高峰論壇舉辦期間，美國辛辛那提大學(xué)教授、美國智能維護(hù)系統(tǒng)中心主任李杰（Jay Lee）對(duì)中國工控網(wǎng)如是說，中國最大的數(shù)據(jù)量來自工業(yè)，遠(yuǎn)超阿里巴巴和谷歌。大量的數(shù)據(jù)都在中國匯集，這無疑給了中國制造最好的資源優(yōu)勢(shì)。利用好這一資源，可彌補(bǔ)中國在裝備制造和核心零部件等方面的弱勢(shì)與短板。

言談間，無論是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)，還是智能制造的實(shí)施路徑，李杰教授都侃侃而談，見解獨(dú)到。他除了是精通工業(yè)4.0和大數(shù)據(jù)的教授、美國機(jī)械工程學(xué)會(huì)（ASME）及美國制造工程學(xué)會(huì)（SME）的會(huì)士之外，還是白宮信息物理系統(tǒng)項(xiàng)目顧問和美國國家科學(xué)基金會(huì)（NSF）智能維護(hù)系統(tǒng)產(chǎn)學(xué)合作中心創(chuàng)始主任，目前的研究方向包括以工業(yè)大數(shù)據(jù)分析、信息-物理系統(tǒng)技術(shù)（CPS）、智能維護(hù)系統(tǒng)和產(chǎn)品及服務(wù)主控式創(chuàng)新創(chuàng)值設(shè)計(jì)（Dominant Innovation）。

（美國辛辛那提大學(xué)教授、美國智能維護(hù)系統(tǒng)中心主任李杰）

不可見世界的價(jià)值挖掘

當(dāng)前，智能制造成為業(yè)界關(guān)注的熱點(diǎn)。2015年，工信部批準(zhǔn)了46個(gè)智能制造試點(diǎn)示范項(xiàng)目和94個(gè)智能制造專項(xiàng)，發(fā)布了國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（2015版），很多企業(yè)躍躍欲試，希望通過推進(jìn)智能制造實(shí)現(xiàn)“少人化”，降低成本，靈活應(yīng)對(duì)市場變化，更好地滿足客戶需求。

然而，智能制造概念滿天飛，很容易讓制造企業(yè)無所適從。追本溯源，從工業(yè)1.0步步升級(jí)而出的智能制造究竟是什么？在華南地區(qū)走訪時(shí)，李杰教授發(fā)現(xiàn)，很多企業(yè)誤將本應(yīng)屬于自動(dòng)化的“機(jī)器換人”視作智能化，“這是基本觀念產(chǎn)生了誤差”。

李杰教授就技術(shù)變革對(duì)工業(yè)的影響進(jìn)行形象解讀：第一次工業(yè)革命是將人力自動(dòng)化，蒸汽機(jī)的誕生實(shí)現(xiàn)了能源的轉(zhuǎn)換；第二次工業(yè)革命是對(duì)人力進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、合理化分割，并系統(tǒng)化起來，形成流水線分工合作的自動(dòng)化；第三次工業(yè)革命利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)器動(dòng)作的自動(dòng)化，利用數(shù)控技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)器換人，這一階段對(duì)應(yīng)工業(yè)3.0，其貢獻(xiàn)在于把機(jī)器變得聰明；工業(yè)4.0的智能化目的是促成知識(shí)化的誕生，第四次工業(yè)革命是知識(shí)的智能化，互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代數(shù)據(jù)大爆發(fā)，你首先需要核實(shí)信息真假，其次就需考慮如何讓數(shù)據(jù)產(chǎn)生更多的價(jià)值。

“大數(shù)據(jù)的目的并不是追求數(shù)據(jù)量大，而是通過系統(tǒng)式的數(shù)據(jù)收集和分析手段，實(shí)現(xiàn)價(jià)值的最大化。所以推動(dòng)智能制造的并不是大數(shù)據(jù)本身，而是大數(shù)據(jù)的分析技術(shù)，”李杰教授說，數(shù)據(jù)來源于不可見世界，它本身不會(huì)說話，也不會(huì)直接創(chuàng)造價(jià)值，真正為企業(yè)帶來價(jià)值的是數(shù)據(jù)經(jīng)過實(shí)時(shí)分析后及時(shí)地流向決策鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)，或是成為面向客戶創(chuàng)造價(jià)值服務(wù)的內(nèi)容和依據(jù)。

他進(jìn)一步解釋，大數(shù)據(jù)之于智能制造好比是一個(gè)健康檢查的過程，能夠真實(shí)反饋身體存在膽固醇過高，或肝指數(shù)過高等看不到的信息。大數(shù)據(jù)對(duì)智能制造的推動(dòng)有幾種：其一，利用大數(shù)據(jù)分析，從解決問題到避免問題；其二，利用大數(shù)據(jù)預(yù)測隱性問題，在問題成為顯性前就進(jìn)行解決；其三，利用反向工程，從結(jié)果中找到原因。

如何讓數(shù)據(jù)得到有效分析

大數(shù)據(jù)究竟有多大？美國國家儀器行業(yè)市場經(jīng)理崔鵬給出一張圖。

（圖片來源：NI）

“然而，根據(jù)IDC此前的EMC數(shù)字宇宙研究顯示，平均僅5%的數(shù)據(jù)得到分析?！贝搦i說，工業(yè)領(lǐng)域各個(gè)行業(yè)客戶對(duì)此反饋出的問題集中體現(xiàn)在：第一，數(shù)據(jù)來源非常廣泛，或未被采集，或以手工方式記錄，缺少有效系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集；第二，數(shù)據(jù)采集到后如何進(jìn)行有效存儲(chǔ)；第三，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式如何選擇，私有云、公有云、混合云還是服務(wù)器；第四，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)后，是否有平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分析，誰來提供數(shù)據(jù)服務(wù)。

（美國國家儀器行業(yè)市場經(jīng)理崔鵬）

為應(yīng)對(duì)無限的模擬數(shù)據(jù)及傳感器和換能器數(shù)據(jù)等大模擬數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)，NI認(rèn)為，第一步需要更智能的測量數(shù)據(jù)，第二步需要更智能的數(shù)據(jù)管理。針對(duì)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)采集、邊緣計(jì)算、開放連接、智能控制的需求，NI提出了基于LabVIEW平臺(tái)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案，通過臺(tái)式便攜測量設(shè)備、CompactDAQ、PXI模塊化儀器、CompactRIO等設(shè)備及嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，可實(shí)現(xiàn)分布式數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)監(jiān)測及預(yù)測性維護(hù)、工業(yè)大數(shù)據(jù)分析、智能控制、實(shí)時(shí)測試等應(yīng)用。圖形化的編程平臺(tái)可幫助工程師極大地簡化系統(tǒng)復(fù)雜度及開發(fā)難度，加速產(chǎn)品上市時(shí)間。

（圖片來源：NI）

基于“中國制造2025”的NI平臺(tái)化解決方案

“隨著《中國制造2025》的逐步推進(jìn)，智能制造、智慧測試、智慧電廠、智慧高鐵、智慧風(fēng)電等領(lǐng)域?qū)τ诜植际皆O(shè)備物聯(lián)網(wǎng)及大數(shù)據(jù)應(yīng)用都有著迫切需求。”崔鵬說，NI平臺(tái)化解決方案可提供端到端的物聯(lián)網(wǎng)解決方案，將智能感知、分布式測量/數(shù)據(jù)采集/監(jiān)測、邊緣計(jì)算、數(shù)據(jù)分析集為一體，涵蓋從產(chǎn)品前沿研究到快速原型、從硬件在環(huán)到臺(tái)架測試、從產(chǎn)線測試到工業(yè)監(jiān)測的產(chǎn)品生命周期，助力加速實(shí)現(xiàn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)創(chuàng)新應(yīng)用。

（NI平臺(tái)化解決方案）

2017 NI工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)高峰論壇上，NI展示出其解決方案中的諸多新成員：LabVIEW NXG、分布式系統(tǒng)管理軟件SystemLink、企業(yè)級(jí)分布式在線監(jiān)測軟件NI InsightCM?、支持TSN功能的最新CompactDAQ以太網(wǎng)機(jī)箱。

（2017 NI工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)高峰論壇現(xiàn)場產(chǎn)品展示）

其中，下一代LabVIEW工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件的第一版LabVIEW NXG 1.0幫助工程師進(jìn)行臺(tái)式測量，通過新的非編程工作流程大幅提高其工作效率，以獲取并迭代分析測量數(shù)據(jù)。非編程工作方式在幕后生成必需的代碼達(dá)到簡化自動(dòng)化作業(yè)的目的。例如，工程師能拖拽一部分代碼，相當(dāng)于50行基于文本的代碼。

NI SystemLink是2017NI WEEK發(fā)布的一款遠(yuǎn)程系統(tǒng)管理軟件。它優(yōu)于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理，可以在網(wǎng)絡(luò)端進(jìn)行配置管理，不僅可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程故障診斷，還可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理，對(duì)于分布式系統(tǒng)管理意義顯著。

NI InsightCM?是一款可幫助老化資產(chǎn)提高可靠性和正常運(yùn)行時(shí)間的監(jiān)測解決方案，幫助查看資產(chǎn)的健康狀況，以便制定運(yùn)營和維護(hù)計(jì)劃。

“隨著測量系統(tǒng)逐漸從控制室轉(zhuǎn)變?yōu)楦涌拷粶y量設(shè)備，物理系統(tǒng)測試的性質(zhì)也在迅速變化。盡管這樣的改變縮短了測量系統(tǒng)的安裝時(shí)間，降低了傳感器布線成本，并提高了測量精度，但同時(shí)也給同步和系統(tǒng)管理帶來了挑戰(zhàn)，特別是在使用當(dāng)前的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)時(shí)?！贝搦i說，為此，NI積極幫助定義TSN，TSN能夠提供分布式時(shí)間同步、低延遲、時(shí)間關(guān)鍵及網(wǎng)絡(luò)流量收斂，并于今年發(fā)布支持TSN功能的CompactDAQ多槽以太網(wǎng)機(jī)箱。

（TSN試驗(yàn)臺(tái)）

CompactDAQ新機(jī)箱能使用基于網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間自動(dòng)同步測量數(shù)據(jù)。這能實(shí)現(xiàn)長距離精確同步，大幅簡化高通道數(shù)分布式系統(tǒng)的客戶安裝和系統(tǒng)管理。這種新的同步方式結(jié)合了LabVIEW系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)軟件的信號(hào)處理函數(shù)庫，幫助工程師快速收集并分析結(jié)果，有效提高測試速度和測試效率。

以NI系統(tǒng)集成商華穗科技與IBM公司合作推出的基于云的分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)覆蓋傳感層、設(shè)備層、網(wǎng)關(guān)層、云平臺(tái)、分析層等各個(gè)組成要素，通過利用NI CompactRIO將設(shè)備層傳來的基于各種協(xié)議的信號(hào)統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為MQTT協(xié)議，并基于Bluemix大數(shù)據(jù)手機(jī)平臺(tái)搭建而成，最終幫助客戶實(shí)現(xiàn)預(yù)測性故障診斷和維護(hù)的解決方案。

此外，NI在工業(yè)智能領(lǐng)域的合作伙伴北京天澤智云科技有限公司作為NI 在PHM 領(lǐng)域的合作伙伴，通過基于NI平臺(tái)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，為客戶定制化開發(fā)面向工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的端到端解決方案，在現(xiàn)場也展示了基于NI InsightCM 架構(gòu)的最新產(chǎn)品，通過工業(yè)智能算法引擎與賦能平臺(tái)及數(shù)據(jù)分析服務(wù)，幫助中國的工業(yè)客戶實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備的實(shí)時(shí)健康管理與預(yù)測性維護(hù)。

聚焦工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)創(chuàng)新應(yīng)用，NI一直潛心研究自動(dòng)化測試領(lǐng)域的未來技術(shù)。位于美國德克薩斯州奧斯汀NI全球總部的NI工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室，專注于將操作技術(shù)、信息技術(shù)和專注于這些系統(tǒng)的公司連接起來的智能系統(tǒng)。該實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)靈活，面向未來，其運(yùn)營重點(diǎn)包括微電網(wǎng)控制和通信、先進(jìn)制造控制，以及重型設(shè)備資產(chǎn)監(jiān)測等領(lǐng)域.

“NI通過諸如工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟（IIC）現(xiàn)場測試平臺(tái)的示范，眾多頂尖公司的參與以及相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜业挠懻?，共同提出?chuàng)新解決方案，進(jìn)而解決現(xiàn)實(shí)世界的挑戰(zhàn)?！贝搦i說。（文/gongkong張麗瑩）