DQZHAN訊：【干貨】物聯(lián)網(wǎng)：**解析工業(yè)4.0和云計(jì)算、大數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下的制造業(yè)，工業(yè)4.0是一個(gè)社會(huì)變革維度的概念，產(chǎn)生鏈將以數(shù)據(jù)為維度進(jìn)行重新劃分，大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù)對(duì)制造業(yè)的影響越來越重。

【工業(yè)4.0】

工業(yè)4.0是在現(xiàn)代智能機(jī)器人、傳感器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和計(jì)算能力實(shí)現(xiàn)突破的條件下，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將供應(yīng)鏈、生產(chǎn)過程和倉儲(chǔ)物流智能連接，從而實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)的“四化”：供應(yīng)和倉儲(chǔ)成本較小化，生產(chǎn)過程自動(dòng)化，需求相應(yīng)速度較大化和產(chǎn)品個(gè)性化。

在4.0時(shí)代，不僅制造環(huán)節(jié)的人工將得到節(jié)省(機(jī)器人為主體的自動(dòng)化生產(chǎn)連線)，前端供應(yīng)鏈管理、生產(chǎn)計(jì)劃(互聯(lián)網(wǎng)接入，實(shí)施管理訂單)、后端倉儲(chǔ)物流管理(WMS+自動(dòng)化立體倉庫)都將實(shí)現(xiàn)無人化以及較低的渠道庫存和物流成本。

工業(yè)4.0是德國政府提出的一個(gè)高科技戰(zhàn)略計(jì)劃。中國的工業(yè)4.0就是中國制造2025。在現(xiàn)代智能機(jī)器人、傳感器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和計(jì)算能力實(shí)現(xiàn)突破的條件下，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將供應(yīng)鏈、生產(chǎn)過程和倉儲(chǔ)物流智能連接，從而實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)的“四化”：供應(yīng)和倉儲(chǔ)成本較小化，生產(chǎn)過程全自動(dòng)化，需求相應(yīng)速度較大化和產(chǎn)品個(gè)性化。工業(yè)4.0的**目的是使制造業(yè)脫離勞動(dòng)力稟賦的桎梏，將全流程成本降到較低，從而實(shí)現(xiàn)制造業(yè)競爭力的較大化。在4.0 時(shí)代，不僅制造環(huán)節(jié)的人工將得到節(jié)省(機(jī)器人為主體的自動(dòng)化生產(chǎn)連線)，前端供應(yīng)鏈管理、生產(chǎn)計(jì)劃(互聯(lián)網(wǎng)接入，實(shí)施管理訂單)、后端倉儲(chǔ)物流管理(WMS+自動(dòng)化立體倉庫)都將實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)無人化，以及較低的渠道庫存和物流成本。實(shí)際上是應(yīng)用機(jī)械、電氣和信息技術(shù)等越來越先進(jìn)的工具逐步將人力從生產(chǎn)中解放，從而提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本的過程。

【工業(yè)4.0的關(guān)鍵內(nèi)容】

工業(yè)4.0有一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，就是"原材料(物質(zhì))"="信息"。具體來講，就是工廠內(nèi)采購來的原材料，被"貼上"一個(gè)標(biāo)簽：這是給A客戶生產(chǎn)的XX產(chǎn)品，XX項(xiàng)工藝中的原材料。準(zhǔn)確來說，是智能工廠中使用了含有信息的"原材料"，實(shí)現(xiàn)了"原材料(物質(zhì))"="信息"，制造業(yè)終將成為信息產(chǎn)業(yè)的一部分.

【工業(yè)4.0兩大主題】

1. 智能工廠：重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程，以及網(wǎng)絡(luò)分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)

2. 智能生產(chǎn)：主要涉及整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機(jī)互動(dòng)以及3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用等。該計(jì)劃將特別注重吸引中小企業(yè)參與，力圖使中小企業(yè)成為新一代智能化生產(chǎn)技術(shù)的使用者和受益者，同時(shí)也成為先進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)造者和供應(yīng)者

【智慧工廠】

智慧工廠是在數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)上，利用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)和設(shè)備監(jiān)控技術(shù)加強(qiáng)信息管理和服務(wù);通過大數(shù)據(jù)與分析平臺(tái)，將云計(jì)算中由大型工業(yè)機(jī)器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為實(shí)時(shí)信息(云端智能工廠)，并加上綠色智能的手段和智能系統(tǒng)等新興技術(shù)于一體，構(gòu)建一個(gè)高效節(jié)能的、綠色環(huán)保的、環(huán)境舒適的人性化工廠。

【智能工廠的三大技術(shù)和特點(diǎn)】

三大技術(shù)：

1. 無線感測技術(shù)

2. 控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)

3. 工業(yè)通信無線化

特點(diǎn)：

1. 制造過程管控可視化。由于智能工廠高度的整合性，在產(chǎn)品制造上，包括原料管控及流程，均可直接實(shí)時(shí)展示于控制者眼前。

2. 系統(tǒng)監(jiān)管全方位。通過物聯(lián)網(wǎng)概念，以傳感器做連接使制造設(shè)備具有感知能力，系統(tǒng)可進(jìn)行識(shí)別、分析、推理、決策以及控制功能。

3.制造綠色化方面，除了在制造上利用環(huán)保材料、留意污染等問題，并與上下游廠商間，從資源、材料、設(shè)計(jì)、制造、廢棄物回收到再利用處理，以形成綠色產(chǎn)品生命周期管理的循環(huán)。

【智能生產(chǎn)】

智能生產(chǎn)是一種由智能機(jī)器和人類專家共同組成的人機(jī)一體化智能系統(tǒng)，它在制造過程中能進(jìn)行智能活動(dòng)，諸如分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等。通過人與智能機(jī)器的合作共事，去擴(kuò)大、延伸和部分地取代人類專家在制造過程中的腦力勞動(dòng)。它把制造自動(dòng)化的概念更新，擴(kuò)展到柔性化、智能化和高度集成化。

【云計(jì)算】

云計(jì)算是一個(gè)提供便捷的通過網(wǎng)絡(luò)訪問一個(gè)可定制的IT資源共享池能力的按使用量付費(fèi)的模式(IT資源包括網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲(chǔ)、應(yīng)用、服務(wù))，這些資源能夠快速部署，并只需要很少的管理工作或很少的與服務(wù)供應(yīng)商的交互。

簡單來說云計(jì)算是一種未來信息技術(shù)的一種主要架構(gòu)，服務(wù)云+消費(fèi)端。云端通過集中的資源提供各種服務(wù)，各種終端通過互聯(lián)網(wǎng)接入使用，而不是原來各自維護(hù)自己的基礎(chǔ)架構(gòu)。

通俗的理解云計(jì)算的“云”就是存在于互聯(lián)網(wǎng)上的服務(wù)器集群上的資源，它包括硬件資源(服務(wù)器、存儲(chǔ)器、CPU等)和軟件資源(如應(yīng)用軟件、集成開發(fā)環(huán)境等)，所有的處理都在云計(jì)算提供商所提供的計(jì)算機(jī)群來完成。

【云計(jì)算的特點(diǎn)】

1. 按需即取

消費(fèi)者可以隨時(shí)按需使用各類云服務(wù)，快速交付，并且通過自助的方式，不需要提供商人工參與。

2. 隨時(shí)擴(kuò)展

通過虛擬化技術(shù)，云服務(wù)提供商提供規(guī)模較大的資源池，服務(wù)資源可按需隨時(shí)進(jìn)行擴(kuò)展和收縮。

3. 按使用付費(fèi)

區(qū)別于傳統(tǒng)軟硬件購置的方式，云計(jì)算采用按使用付費(fèi)的模式，讓企業(yè)IT從資本投資轉(zhuǎn)變?yōu)楦`活的運(yùn)營費(fèi)用。

【云計(jì)算的基本類別】

1. 混合云

客戶同時(shí)使用公有云資源和私有云資源，邏輯上是一個(gè)整體，可實(shí)現(xiàn)內(nèi)部互聯(lián)，既保證了用戶的私有性，又能夠靈活使用公有云。

2. 私有云

客戶獨(dú)占使用云資源池。私有云部署在企業(yè)數(shù)據(jù)中心或第三方托管場所(如電信運(yùn)營商IDC機(jī)房)。

3. 公有云

云資源池為所有用戶共享，一般通過互聯(lián)網(wǎng)使用。

【云計(jì)算的服務(wù)形式】

1. 軟件及服務(wù)

SaaS服務(wù)提供商將應(yīng)用軟件統(tǒng)一部署在自己的服務(wù)器上，用戶根據(jù)需求通過互聯(lián)網(wǎng)向廠商訂購應(yīng)用軟件服務(wù)，服務(wù)提供商根據(jù)客戶所定軟件的數(shù)量、時(shí)間的長短等因素收費(fèi)，并且通過游覽器向客戶提供軟件的模式。

2. 平臺(tái)即服務(wù)

這是一種分布式平臺(tái)服務(wù)，廠商提供開發(fā)環(huán)境、服務(wù)器平臺(tái)、硬件資源等服務(wù)給客戶，用戶在其平臺(tái)基礎(chǔ)上定制開發(fā)自己的應(yīng)用程序并通過其服務(wù)器和互聯(lián)網(wǎng)傳遞給其他客戶。

3. 基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)

IaaS即把廠商的由多臺(tái)服務(wù)器組成的“云端”基礎(chǔ)設(shè)施，作為計(jì)量服務(wù)提供給客戶。它將內(nèi)存、I/O設(shè)備、存儲(chǔ)和計(jì)算能力整合成一個(gè)虛擬的資源池為整個(gè)業(yè)界提供所需要的存儲(chǔ)資源和虛擬化服務(wù)器等服務(wù)。

【大數(shù)據(jù)】

21世紀(jì)是數(shù)據(jù)信息大發(fā)展的時(shí)代，移動(dòng)互聯(lián)、社交網(wǎng)絡(luò)、電子商務(wù)等極大拓展了物聯(lián)網(wǎng)的邊界和應(yīng)用范圍，各種數(shù)據(jù)正在迅速膨脹并變大。

大數(shù)據(jù)是一種規(guī)模大到在獲取、管理、分析方面大大超出傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫軟件工具能力范圍的數(shù)據(jù)集合，具有海量的數(shù)據(jù)規(guī)模、快速的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)、多樣的數(shù)據(jù)類型和價(jià)值密度低四大特征。如果將大數(shù)據(jù)比作一個(gè)產(chǎn)業(yè)，那么這種產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)盈利的關(guān)鍵在于提高對(duì)數(shù)據(jù)的“加工能力”，通過“加工”實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的“增值”。

【大數(shù)據(jù)的4V特征】

1. 體量(volume)：非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的超大規(guī)模和增長，總數(shù)據(jù)量的80~90%，比結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)增長快10-5-倍，是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)倉庫的10-50倍。

2. 多樣性(variety)：大戶數(shù)的異構(gòu)和多樣性，很多不同形式(文本、圖像、視頻、機(jī)器數(shù)據(jù))，無模式或者模式不明顯，不連貫的語法或句義。

3. 價(jià)值密度(value)：大量的不想管信息，對(duì)未來趨勢與模式的可預(yù)測分析，深度復(fù)雜分析(機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能等)。

4. 速度(velocity)：實(shí)時(shí)分析而非批量式分析，數(shù)據(jù)輸入、處理與丟棄，立竿見影而非事后見效。

【大數(shù)據(jù)與云計(jì)算】

云計(jì)算的模式是業(yè)務(wù)模式，本質(zhì)是數(shù)據(jù)處理技術(shù)，數(shù)據(jù)是資產(chǎn)，云為數(shù)據(jù)資產(chǎn)提供存儲(chǔ)、訪問和計(jì)算。當(dāng)前云計(jì)算更偏重海量存儲(chǔ)和計(jì)算，以及提供的云服務(wù)，運(yùn)行云應(yīng)用，但是卻反盤活數(shù)據(jù)資產(chǎn)的能力，挖掘價(jià)值性信息和預(yù)測性分析，為國家、企業(yè)、個(gè)人提供決策和服務(wù)，是大數(shù)據(jù)核心議題，也是云計(jì)算的*終方向。

從技術(shù)上來看，大數(shù)據(jù)和云計(jì)算的關(guān)系就像一枚硬幣的正反面一樣密不可分。大數(shù)據(jù)必然無法用單臺(tái)的計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，必須采用分布式架構(gòu)。它的特色在于對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式數(shù)據(jù)挖掘，但它必須依托云計(jì)算的分布式處理、分布式數(shù)據(jù)庫和云存儲(chǔ)、虛擬化技術(shù)。

云時(shí)代的來臨，大數(shù)據(jù)的關(guān)注度也越來越高，分析師團(tuán)隊(duì)認(rèn)為大數(shù)據(jù)通常用來形容一個(gè)公司創(chuàng)造的大量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)分析常和云計(jì)算聯(lián)系到一起，因?yàn)閷?shí)時(shí)的大型數(shù)據(jù)集分析需要像MapReduce一樣的框架來向數(shù)十、數(shù)百或甚至數(shù)千的電腦分配工作。

大數(shù)據(jù)需要特殊的技術(shù)以有效地處理大量的容忍經(jīng)過時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)。適用于大數(shù)據(jù)的技術(shù)，包括大規(guī)模的并行處理數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)挖掘、分布式文件系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)可、云計(jì)算平臺(tái)、互聯(lián)網(wǎng)和可擴(kuò)展的存儲(chǔ)系統(tǒng)。