1、因子分析方法
所谓因子分析是指研究从变量群中提取共性因子的统计技术。因子分析就是从大量的数据中寻找内在的联系,减少决策的困难。因子分析的方法约有10多种,如影像分析法,重心法、最大似然法、最小平方法、α抽因法、拉奥典型抽因法等等。
2、回归分析方法
回归分析方法就是指研究一个随机变量Y对另一个(X)或一组变量的相依关系的统计分析方法。回归分析是确定两种或两种以上变数间相互依赖的定量关系的一种统计分析方法。回归分析方法运用十分广泛,回归分析按照涉及的自变量的多少,可分为一元回归分析和多元回归分析;按照自变量和因变量之间的关系类型,可分为线性回归分析和非线性回归分析。
3、相关分析方法
相关分析是研究现象之间是否存在某种依存关系,并对具体有依存关系的现象探讨其相关方向以及相关程度。相关关系是一种非确定性的关系。
4、聚类分析方法
聚类分析指将物理或抽象对象的集合分组成为由类似的对象组成的多个类的分析过程。聚类是将数据分类到不同的类或者簇这样的一个过程,所以同一个簇中的对象有很大的相似性,而不同簇间的对象有很大的相异性。聚类分析是一种探索性的分析,在分类的过程中,不需要事先给出一个分类的标准,聚类分析能够从样本数据出发,自动进行分类。
5、方差分析方法
方差数据方法就是用于两个及两个以上样本均数差别的显着性检验。由于各种因素的影响,研究所得的数据呈现波动状。方差分析是从观测变量的方差入手,研究诸多控制变量中哪些变量是对观测变量有显着影响的变量。
6、对应分析方法
对应分析是通过分析由定性变量构成的交互汇总表来揭示变量间的联系。可以揭示同一变量的各个类别之间的差异,以及不同变量各个类别之间的对应关系。对应分析的基本思想是将一个联列表的行和列中各元素的比例结构以点的形式在较低维的空间中表示出来。
2. 工业制造大数据分析
工业制造大数据分析
大数据不仅仅是大量的数据的堆积。大数据的重要属性之一,是人们设法收集并弄清楚不断变化的数据类型。如果只是大量采集同一类型的数据,再大的数据量都不能称之为大数据。
如何实现智能制造是大家都关心的问题。从哈佛商学院的迈克尔·波特到宾夕法尼亚大学沃顿商学院,有一个普遍的共识,即数字化转型是智能制造实现的途径。重要的是,这个共识也来自于众多的世界级制造业企业与企业家们。
这一共识是基于无数技术趋势的融合,例如,物联网、赛博系统(CPS)、工业物联网、移动技术、人工智能、云计算、虚拟/虚拟增强现实(VR/AR),以及大数据分析等。我们一定要保持清醒,不要简单地认为有了这些技术,未来五年就是制造业的黄金时期。道理很简单,这个新制造业文化的变革进程是相当复杂和艰难的,没有行业、企业与用户的融合推进,无法实现这次变革。数字化转型不仅仅意味着企业简单的数字化,而是把数字作为智能制造的核心驱动力,利用数据去整合产业链和价值链。
自工业革命以来,为了改进运营,制造商一直以来都在有意地采集并存储数据。随着时间的推移,数据在制造业分析的需求将越来越大。然而在过去的许多年间,利用数据的根本动因并没有改变,数据的复杂性增强,数据转化为情报的能力越来越大。
2012年高德纳给出大数据定义,其中特别强调大数据是多样化信息资产,不仅关注实际数据,更关注大数据处理方法。数据量大小本身并不是判断大数据价值的核心指标,而数据的实时性和多元性对大数据的定义和价值更具直接的影响。
在讨论工业大数据分析的时候,我注意到两种不同的观点:
第一种观点认为,制造业向来都有大数据。几十年来我们的企业一直在通过历史记录、MES、ERP、EAM等各种应用系统采集数据。在部分产业链环节,特别在市场营销方面,大数据算是一个新的热词。
第二种观点认为,从工业大数据角度看,制造业是一个尚未打开的市场或刚刚开启的市场。存在大量不同类型的数据,但如今它们还未被应用到分析之中。
考虑到这些观点,面对任何新的市场提法,包括名词解释、定义或分析框架,我们始终都应该保持适当的怀疑精神。这里我更多倾向于第二个观点。我们的制造业的确有“大量数据”,但这并不是我们大多数人从市场上所理解的“大数据”涵义。在搞清楚工业大数据分析之前,我们应该如何定义制造业的大数据?这里可以通过大数据的三个特性,进一步了解大数据的特性。
数据来源
工业大数据的主要来源有两个,第一是智能设备。普适计算有很大的空间,现代工人可以带一个普适感应器等设备来参加生产和管理。所以工业数据源是280亿左右大量设备之间的关联,这个是我们未来需要去采集的数据源之一。
第二个数据来源于人类轨迹产生的数据,包括在现代工业制造链中,从采购、生产、物流与销售内部流程以及外部互联网信息等。通过行为轨迹数据与设备数据的结合,大数据可以帮助我们实现对客户的分析和挖掘,它的应用场景包括了实时核心交易、服务、后台服务等。
数据关系
数据必须要放到相应的环境中分析,才能了解数据之间的关系。譬如,每一款新机型在交付给航空公司之前都会接受一系列残酷的飞行测试。极端天气测试就是测试之一。该测试的目的是为了确保飞机的发动机、材料和控制系统能在极端天气条件下正常运行。
问题的处理关键在于找到可能产生问题的根源,消除已知错误,并确保解决方案的可靠有效。一旦找到并确定了根本原因,同时具备了可接受的应急措施,就可把问题当成一个已知错误来处理。问题调查的过程一定需要收集所有可用、与事件相关的信息,以确定并消除引起事件和问题的根本原因。数据采集与分析必须要事件/问题发生的环境数据结合。
数据价值
对于数字化转型,大数据不仅要关注实际数据量的多少,最重要的是关注大数据的处理方法在特定场合的应用,让数据产生巨大的创新价值。如果离开了收益考虑或投资回报(ROI)的设计,一味寻求大数据,则大数据分析既无法落地也无法为企业创造价值。
工业大数据分析的定义
发动机是飞机的心脏,也是关乎航空安全,生命安全的重中之重。为了实时监控发动机的状况,现代民航大多安装了飞机发动机健康管理系统。通过传感器、发射系统、信号接收系统、信号分析系统等方式采集到的数据,会经由飞机通信寻址与报告系统,通过甚高频或者卫星通信传输出来,这就是为何GE的发动机监控系统每天会获取超过1PB数据的原因。
生产执行系统(MES)与飞机发动机健康管理系统如出一辙。我们可以从工厂的生产中,实时采集到海量的流程变量、测量结果等数据。基于大量数据集而生成的报表,或是基础统计的分析并不足以称为制造业的大数据分析。
数据类型的多样性是工业大数据分析的重要属性
大数据不仅仅是大量的数据的堆积。大数据的重要属性之一,是人们设法收集并弄清楚不断变化的数据类型。如果只是大量采集同一类型的数据,再大的数据量都不能称之为大数据。
例如,生产环境中收集的时间序列模拟流程变量,数据的类型是单一的,很容易建立索引,即使存在千千万万,也不足以成为大数据。
数据必须包括高度可变性和种类多样性。制造工厂中存在无数的大数据应用,但并不包括简单地分类和展示一连串的流程测量结果,对这些工作,基本的统计展现就可以完成。一些大数据的数据库或数据湖的构成部分也是文本信息、图像数据、地理或地质信息和非结构信息,例如,通过社交媒体或其他协作平台获得的数据类型。
制造业信息结构概括起来分为两层,一个是管理层,一个是自动化层。从经营管理、生产执行与控制三个纬度来实现决策支持、管理、生产执行、过程控制以及设备的连接与传感。制造业中大数据分析是指利用通用的数据模型,将管理层与自动化层的结构性系统数据与非结构性数据结合,进而通过先进的分析工具发现新的洞见。
大数据分析对企业生产智能的意义
制造业创新的核心就是要依托大量的前沿科技。先进的技术是创新的手段。在新技术的支持下,可以通过一体化的制造运作管理系统MOM将企业管理应用系统,例如ERP、EAM等系统与工业自动化的相关系统整合为一体。在一体化制造运作管理的基础上,我们可以实现集IT+MOM+MES+BI的一体化制造企业信息系统解决方案。
从两化融合的角度来看,信息系统供应商要从企业的主信息系统提供商(MIV,MainInformation systems Vendor )定位来做好规划、标准、功能设计、实施策略的统一性工作。协助企业做好风险控制,降低投资,降低操作维护成本,实现企业信息系统全集成。
特别需要注意的是,企业管理信息平台被普遍认为是制造企业管理的集成和仪表板工具。许多供应商既大量投资其与ERP和自动化系统专有的集成,也投资开放式集成,还投资仪表板和移动技术,希望随时随地为需要正确信息的决策者提供衡量标准。
制造业大数据分析的三种途径
途径一,利用开放技术与平台,将任何系统的数据移动到任何其他地方。
制造运作管理系统建设项目是系统工程,不仅仅是一套我们理解的传统软件系统,更多的是项目执行和服务的平台。这需要在项目管理与制造企业的策略“客户服务”上,体现出制造企业的综合管理能力与软实力。
整个平台要从前期、工程实施以及售后服务这三个大的阶段来架构。在前期规划中,要重视标准、设计与实施,特别是与管理一体化的信息系统形成统一的对接。有了前期统一规划的制定,工程实施的环节可把行业的经验、集成能力、实施能力、软件开发能力等融合。特别需要在组织上建立和形成超级团队的制度。而持续服务、长期经营,将物联网应用融入与“软件+云服务”的互联网+战略是后续服务的考虑重点。
在制造业大数据分析工作中,必须要加强通过物联网科技的应用对后续持续服务的支撑作业。通过工业物联网,实现的及时响应客户、物联网软硬件系统定期巡检、提供应急备件、提供易耗品、完善应用等功能来加强和锁定与企业的供应链企业之间的长期合作。通过管理平台与物联网数据,可以持续为客户提供有价值的服务。
途径二,投资工厂内外系统架构堆栈中能够处理结构性和非结构性数据的数据模型。
新技术是创新革命的核心,其中很重要一个特点就是集成,即制造运作管理系统MOM与ERP、EAM、OA、商业分析的集成,包括一键登录、界面集成、消息推送、工作流集成、主数据、应用集成总线与平台。
由于这些系统之间主数据全部统一,所有系统之间的数据交互依靠应用系统总线进行数据交互,整合了跨系统的业务流程、工作流、服务流程等之后即实现无缝集成和分析。对于企业管理者来说,一键登录后,可以根据不同的岗位,个性化制定并且显示与管理最相关的必要信息。这就是互联网所带给我们的分享思路。
途径三,通过时间序列、图像、视频、机器学习、地理空间、预测模型、优化、模拟和统计过程控制等先进的分析工具与制造业企业内的大数据平台结合分析,从而洞见尚未显现的情况。通过传感器、感应器、传输网络和应用软件等物联网数据,与管理应用软件结合起来,将是今后制造业大数据分析的一大方向。
培养企业内部大数据分析专家
作为一个行业,我们需要有机地发展行业特定的大数据分析工具集,这样才能让现在的行业专家,从足够的数据科学中实现数字化转型。为了推动转型,我们需要一大批优秀的企业利用这种方法,并向其他人或同行证明其价值。
3. 工业大数据如何改变制造业
工业大数据如何改变制造业
工业大数据是互联网、大数据和工业产业结合的产物,是中国制造2025、工业互联网、工业4.0等国家战略在企业的落脚点。对于制造业而言,了解行业大数据产生的背景,归纳行业大数据的分类和特点,从数据流推动本身价值创造的视角看待、重造工业价值流程,将具有很强的现实意义。
工业大数据如何改变制造业1、精度更高高成功率的制造是制造商的核心竞争力,在大数据出现之前,最好的方法是投资更好的设备,或对员工进行更好的培训,但都无法太大的减少失败率带来的额外损失。然而,使用大数据,制造商可以使用计算机程序来优化流程,并更加巧妙地分析错误,从而防止这些错误产生。2、产量更高大多数制造商购买原材料并制造成品,他们销售价格高过制造成本。在该系统中,制造商可以获得更高的收益(每个成品使用的原材料越少),企业的经营就更有利可图。新的大数据应用程序使制造商能够更好地了解其整体产量,并有机会改进其运营方法,生产产品获得更多的利润。3、更好的预测制造商可以根据各种情况预先判断需要生产多少产品,淡季的时候减少生产量,以及在仓库中的库存或出货量。大数据有助于制造商更好地掌握这种供需关系的变化,因此可以在最有价值的生产条件下进行生产。4、预测和判断踪供应商的产品优劣制造商也可以使用大数据跟踪供应商的优劣。例如,如果供应商提供劣质产品比例较高,通过大数据计算证明这些事情,就可以确定选择新的供应商是否更加具有成本效益。5、更高的可追溯性大数据还使制造商的流程更加透明和可追溯。制造商的原材料在生产过程中以及生产阶段有多少损失?给定批次产量多少,目前存储在哪里?运送需要多长时间,一旦需要运送,产品在哪里?大数据可帮制造商跟踪生产和交付的所有这些阶段,并提供对可能效率低的领域的洞察和分析。6、高级自定义工作大数据显示,通过在以往的努力中获取数据并创造更好地利用原材料的方法,有可能创建高级定制工作。它也可以帮助制造商采取逆向工程,为熟悉的问题提出新的解决方案。7、投资回报率和运营效率大数据使制造商能够更深入地了解其运营的真正效率,以及升级时产生的投资回报率(ROI),例如新设备或新的广告策略。这对制造商意味着什么?更高的盈利能力传统制造业受到原材料成本和生产限制等因素的限制,而大数据的降临,让每个生产环节得更多的收益,极大的较少了成本,企业主能够利用这些机会,赚取更多的收入。更大的竞争压力随着制造商采用大数据战略,竞争对手感受到采取类似甚至更好的方法的压力。越来越多的竞争迫使越来越多的传统制造商升级内部系统,因此未来的技术发展将会越来越活跃。对新角色的需求精益的数据应用程序对外部人员或不熟悉数据分析的人员来说具有极大的挑战性。新技术令人印象深刻,但他们要求有足够知识和经验的人来实施和管理它们。因此,制造商需要专业的人或者公司来协助完成这些变化。目前来看,越来越多的传统制造业也随着大数据的普及在不断的进行产业升级,在竞争激烈的新时代,大数据给制造业带来的改变是否会引领新的工业革命呢?这些相信各位看官都已经有了自己的答案
4. 工业大数据应用在哪些方面
工业大数据应用在哪些方面?
1.加速产品创新
客户与工业企业之间的交互和交易行为将产生大量数据,挖掘和分析这些客户动态数据,能够帮助客户参与到产品的需求分析和产品设计等创新活动中,为产品创新作出贡献。
2.产品故障诊断与预测
这可以被用于产品售后服务与产品改进。无所不在的传感器、互联网技术的引入使得产品故障实时诊断变为现实,大数据应用、建模与仿真技术则使得预测动态性成为可能。
3.生产线的大数据应用
现代化工业制造生产线安装有数以千计的小型传感器,来探测温度、压力、热能、振动和噪声。因为每隔几秒就收集一次数据,利用这些数据可以实现很多形式的分析,包括设备诊断、用电量分析、能耗分析、质量事故分析(包括违反生产规定、零部件故障)等。首先,在生产工艺改进方面,在生产过程中使用这些大数据,就能分析整个生产流程,了解每个环节是如何执行的。
4.工业供应链分析和优化
当前,大数据分析已经是很多电子商务企业提升供应链竞争力的重要手段。例如,电子商务企业京东商城,通过大数据提前分析和预测各地商品需求量,从而提高配送和仓储的效能,保证了次日货到的客户体验。RFID等产品电子标识技术、物联网技术以及移动互联网技术能帮助工业企业获得完整的产品供应链的大数据,利用这些数据进行分析,将带来仓储、配送、销售效率的大幅提升和成本的大幅下降。
5.产品销售预测与需求管理
通过大数据来分析当前需求变化和组合形式。大数据是一个很好的销售分析工具,通过历史数据的多维度组合,可以看出区域性需求占比和变化、产品品类的市场受欢迎程度以及最常见的组合形式、消费者的层次等,以此来调整产品策略和铺货策略。
6.生产计划与排程
制造业面对多品种小批量的生产模式,数据的精细化自动及时方便的采集(MES/DCS)及多变性导致数据剧烈增大,再加上十几年的信息化的历史数据,对于需要快速响应的APS来说,是一个巨大的挑战。
大数据可以给予我们更详细的数据信息,发现历史预测与实际的偏差概率,考虑产能约束、人员技能约束、物料可用约束、工装模具约束,通过智能的优化算法,制定预计划排产,并监控计划与现场实际的偏差,动态的调整计划排产。
帮我们规避“画像”的缺陷,直接将群体特征直接强加给个体(工作中心数据直接改变为具体一个设备、人员、模具等数据)。通过数据的关联分析并监控它,我们就能计划未来。虽然,大数据略有瑕疵,只要得到合理的应用,大数据会变成我们强大的武器。当年,福特问大数据的客户需求是什么?而回答是“一匹更快的马”,而不是现在已经普及的汽车。所以,在大数据的世界里,创意、直觉、冒险精神和知识野心尤为重要。
7.产品质量管理与分析
传统的制造业正面临着大数据的冲击,在产品研发、工艺设计、质量管理、生产运营等各方面都迫切期待着有创新方法的诞生,来应对工业背景下的大数据挑战。例如在半导体行业,芯片在生产过程中会经历许多次掺杂、增层、光刻和热处理等复杂的工艺制程,每一步都必须达到极其苛刻的物理特性要求,高度自动化的设备在加工产品的同时,也同步生成了庞大的检测结果。
5. 大数据分析的基本方法有哪些
1.可视化分析
不管是对数据分析专家还是普通用户,数据可视化是数据分析工具最基本的要求。可视化可以直观的展示数据,让数据自己说话,让观众听到结果。
2. 数据挖掘算法
可视化是给人看的,数据挖掘就是给机器看的。集群、分割、孤立点分析还有其他的算法让我们深入数据内部,挖掘价值。这些算法不仅要处理大数据的量,也要处理大数据的速度。
3. 预测性分析能力
数据挖掘可以让分析员更好的理解数据,而预测性分析可以让分析员根据可视化分析和数据挖掘的结果做出一些预测性的判断。
4. 语义引擎
由于非结构化数据的多样性带来了数据分析的新的挑战,需要一系列的工具去解析,提取,分析数据。语义引擎需要被设计成能够从“文档”中智能提取信息。
5. 数据质量和数据管理
数据质量和数据管理是一些管理方面的最佳实践。通过标准化的流程和工具对数据进行处理可以保证一个预先定义好的高质量的分析结果。
6. 制造业大数据应用呈五大模式
制造业大数据应用呈五大模式_数据分析师考试
深耕制造业多年的IBM,在大数据分析上提供的不只是产品,还有结合产业知识与丰富经验的顾问服务,帮助制造业者做出正确有效率的大数据分析。
IBM商业分析部资深业务刘君彦指出,目前市面上有很多大数据分析的解决方案,但大多只能做到资料视觉化,也就是以图表呈现分析结果,而IBMMAO可以根据制造业所面临的问题,决定要做哪一种分析,例如预测或模拟,甚至整合财务或产销端资讯,找出解决问题的方法,这在智能制造过程中是非常重要的事,因为企业往往拥有大数据,却不知道该如何分析。
IBM全球企业咨询服务事业群资深顾问李艺锋进一步指出,目前,高科技制造业者面临到的问题主要有三种,第一、未预期的物料问题或设备故障直接冲击产能,以致耗损大量成本;第二、因制程稳定性问题造成产品良率下降,不但影响获利更影响客户满意度;第三、制程世代转换越来越快,如何加快量产速度,成为获利的关键因素。因此,IBM根据制造业所面临到的问题与产品生命周期,归纳出制造业大数据分析五大应用模式;
第一、物料品质监控。原物料品质不稳定其实有迹可循,然而传统SPC监控要等到发生问题时才会做出警示,此时不仅己经影响产品品质,更不容易找出原因,而MAO则是主动分析趋势变化,发现潜在问题即早做出预警,以便能及早解决(如:更换物料)维持产品品质。
第二、设备异常监控与预测。传统SPC监控虽然也涵盖设备参数,但有时设备仍然会发生问题,工程师也不知道设备发生问题该怎么处理最有效,MAO运用设备感测资料及维修日志,找出发生设备异常的模式,监控并预测未来故障机率,好让工程师可以即时执行最适决策。
第三、零件生命周期预测。零件或耗材有其生命周期,制造业者多半根据供应商建议进行定期更换,却忽略了生产及环境条件对耗损速度的影响,导致以下两种情况经常发生,一是在太早更换零件,造成不必要的开销,二是太晚更换零件,导致品质受影响。MAO根据生产及设备状态资料、零件资讯,精准预测零件生命周期,在需要更换的最佳时机提出建议,帮助制造业者达到品质成本双赢。
第四、制程监控提前警报。制造业的制程参数相当多且彼此会互相影响,若是因为制程参数偏移而影响产品品质,工程师只能单一站点逐步追查,相当耗费时间,而MAO的做法是建立产品品质预测模型,找到最佳的制程黄金区间,一旦发现制程参数偏移到区间外,便即时发出警报,让工程师可以即时进行调整或其他决策。
第五、良率保固分析。对制造业者来说,产品良率过低或是出售后于保固期间内发生问题,不仅会增加成本,更直接影响企业形象与客户满意度。因此MAO结合生产设备、产品良率及维修保固相关资料,建立预测模型,以预测良率并降低保固成本。
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