工業大資料的目的是為了改變以往工業價值鏈從生產端向消費端、上游向下游推動的模式，實現以客戶價值為核心的定製化產品和服務，以及與之相適應的全產業鏈協同優化。為此，工業大資料應滿足使用者需求定義、工業智慧型製造、活動協同優化三方面的應用。
在這些應用中，工業大資料的落地需要與之相適應的技術架構作為支撐。目前，李傑教授提出的「5c」架構體現了工業大資料「資料->知識->應用」的資訊架構，而工業網際網路參考架構(iira)和工業4.0參考架構(rami4.0)均是頂層系統架構，還有一些公司企業依據自身的業務提出了自定義的技術架構，如通用的predix、三一的根雲等。
我們知道技術架構應由應用場景的特徵來決定，就現狀而言，工業大資料還處在產業的初級階段，對工業大資料應用場景的認知還不太深入，但大資料在網際網路的應用已具備成熟的技術體系和應用框架，因此，本文主要通過比較工業應用場景和網際網路應用場景的差異性，期望能夠修正網際網路大資料的相關應用技術框架，以滿足工業大資料落地對技術框架的要求。
工業大資料和網際網路大資料的技術架構都具備資料環境、知識環境和應用環境三個層，如下圖所示。
資料環境
從資料環境來看，首先，網際網路大資料和工業大資料具備不同特徵。如下表所示：
工業大資料同樣關注資料持久化，但工業大資料部署應用的乙個原則是將應用盡可能部署在離資料產生源越近的地方。這是因為，就近部署其可靠性、實時性越高。需要按照業務需要進行部署，因此，很多應用部署在裝置、生產車間等。所以，與網際網路大資料集中式存放的方式相比，工業大資料對資料存放更加離散化，在空間中形成跨網的分布式儲存，且各資料節點對資料存放、訪問的能力要求不一樣。比如以在某一公司實施的智慧型風場專案為例，在風機上部署的採集終端，需要儲存結構化且要求實時性高的技術方案;在相應業務端，如生產系統或排程系統，資料是半結構化且實時性要求一般;在公司資料中心，資料是非結構化且需要語義組織。因此，需要抽象和設計乙個統一的資料持久化環境，為工業大資料的上層應用提供基於語義的資料發現和相適宜的訪問能力。
另外，工業大資料的資料環境，更關注資料採集的能力。工業大資料的資料採集依賴於物聯網(iot)的實現，iot關注的採集的可靠性，實現資料接入的匯流排化，但工業大資料對iot提出了更多的需要。以在某一公司實施的智慧型風場專案為例，在設計資料採集時，考慮了如下一系列的需要。
一、iot終端需要具備邊緣計算能力，首先是風機高頻執行狀態資料沒必要全部上傳，只需要上傳從風機執行狀態資料提取的相應特徵資料，在必要時，如發生故障需要原始資料進行深入分析或者為訓練模型需要原始資料，才需要終端上傳資料。因此iot終端需要執行特徵提取演算法;
二、iot終端需要具備對採集資料的辨偽能力，需要對資料質量進行預判和修復。在採集風機執行資料時，資料大多是通過感測器，感測器本身存在故障、標定、存在壽命等問題，產生錯誤資料的概率較大，而壞資料對基於物理關聯和因果分析的模型影響相對於網際網路應用基於統計分析的影響更高;
四、iot需要提供基於語義的定義，是因為作為工業大資料應用的最基本資料產生源，它是物理世界實體的高度抽象，能夠對映物理世界實體的特徵、實體間的關係，能夠發現和被發現，提供互操作性，從而形成物理世界在虛擬世界裡的組織和協作能力。
知識環境
工業大資料和網際網路大資料都需要對資料進行分析、處理，以獲得相應的知識，用以支撐上層業務應用。它們的差異性首先體現在模型特性上面。如下表所示：
由模型的差異性，在工業大資料和網際網路大資料應用中，對模型執行的環境要求有很大區別。
另外，工業大資料應用的模型相關性較強。比如，在風場智慧型運維系統中，對風機的狀態評估，依賴於對其組成的多個部件的健康評估，對風機發電效率**需要結合環境、風機健康狀態的結果。因此，工業大資料應用所需要的模型執行平台還需要提供較好的模型執行協作環境。
因此，工業大資料的知識環境的技術平台是cps，雲計算是cps的乙個組成部分。cps關注的是物理實體對映的邏輯實體的管理，提供邏輯實體的關係、協作，以對稱的方式來演進，體現與物理實體的相關性，實現知識的挖掘。
應用環境
網際網路大資料的應用可以充分利用雲平台相關的技術提供集中式的服務環境，對外以saas的方式提**用功能，但工業大資料的應用多樣，既有對物(裝置、生產線)的嵌入式應用，也有與傳統資訊系統相似的應用，如風場的維護排程優化、裝置狀態監控，也有與網際網路大資料應用相同的saas應用，如predix。
因此，工業大資料的應用環境包括了嵌入式環境、單機環境、集群或雲平台環境，需要考慮應用支撐環境的多樣性統一;其次，工業大資料的應用部署可以在生產一線、控制中心、資料中心等地域分離的地方，其應用環境也需要提**用跨域的協作能力和應用從故障中恢復的能力;工業大資料的應用環境不僅需要提供服務本身的彈性擴充套件(併發能力和瞬時負載能力)，還需要提供服務的(型別、行為、資源要求)多樣性擴充套件。
總之，由網際網路推動的大資料、智慧型應用等已成熟的技術體系和應用框架，是構建工業大資料應用的最好參考，是工業大資料技術實施的基礎。但建立有效的工業大資料應用，離不開工業應用技術的核心——cps平台，並在相應的資訊架構、資源架構等方面，做出合適的設計和實踐。
原文發布時間為：
2017-10-25 朱武
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