1.4 大数据的应用

互联网、云计算和移动互联网等新兴技术拓展了人类创造和利用信息的范围和模式。联合国在 2012 年发布的大数据白皮书《大数据促发展：挑战与机遇》中指出，大数据时代已经到来，大数据的出现将会对社会各个领域产生深刻影响。2013 年被称为中国大数据元年，各行各业开始高度关注大数据的研究和应用。在云计算技术和非结构化数据存储技术的助力下，大数据已经成为当前学术界、工业界的热点和焦点。从公司战略到产业生态，从学术研究到生产实践，从城镇管理乃至国家治理，都将发生本质的变化，大数据将成为时代变革的力量。这里分别从个人生活、企业和政府应用三个层面讨论大数据的情况，后续章节从纵深角度探讨典型行业大数据的应用。

1.4.1 大数据在个人生活中的应用

大数据时代，每个人都是数据的生产者，5G时代更是大数据时代，它将使得工业4.0、人工智能、无人驾驶和智慧城市发生翻天覆地的变化，改变人与自然、人与人、人与社会的关系。“大数据”已经在服务于普通百姓，通过它，企业可以了解市场行情，获得更多收入；农民可以了解明年种什么菜才能赚更多钱；农民工可以知道哪里更需要工人，哪里待遇更高，哪里能租到房子。而伴随着大数据技术的发展，人们的生活将会彻底改变。

目前的数据都是在即时通信过程中产生的，包括电话、短信、微信、邮件和浏览网页等，特别是社交自媒体每天产生大量的文本、音频及视频也是大数据的主要来源。随着大数据技术与云计算、物联网的进一步融合，未来物联网中的数据将更多地来源于大量传感器。例如，所有的物体上都带有一个标签式的小型传感器，每隔一定时间对外发射信号。人们去商场购物，只要一出门，商场里的多个探测器就会对所有商品进行扫描，人们只需刷卡。下班回家前，可以通过手机用遥控的方式提前打开空调、做饭、放洗澡水。诸如此类，如果每一个物品都“联网”，时间、能源等将得到更有效地利用，人就被解放出来去从事更有创造力的活动。图1-9所示为不同阶段的智能生活方式。

例如交通智能软件是如何知道哪个路段出现拥堵的呢?主要有3种途径。

1）大家随身携带的手机，会每隔几秒钟与基站联系一次，当大量手机在某个路段停止或缓慢移动时，基本可以判断该路段出现拥堵。

2）遍布大街小巷的监控摄像头可以直接看到路段的拥堵情况，很多城市的交通管理部门会即时在拥堵路段进行标记。

3）在很多城市的交通管理中应用越来越普遍的小型无人驾驶直升机，也会在因事故等造成的大型拥堵事件中派上用场。

再有购物智能软件可以根据顾客曾经买过的商品的价格，分析顾客的消费水平，同时根据你最近的浏览和搜索，分析顾客当下的需求，二者结合，进行针对性非常强的推销。只要个人账户不变，每个人的数据都会被积累，形成隐形的“消费水平变化曲线图”，并据此自动调整广告内容。

还有个人医疗智能系统依赖具体数据的采集和判断。对“人”的信息感知已经打破了空间（从宏观影像到分子基因，从医院到家庭到随身）和时间（从离散监测到连续监测）的限制。医学诊断正在演化为全人、全过程的信息跟踪、预测预防和个性化治疗。病人的“参与性”和“选择权”的重要性，会愈加显现。

1.4.2 大数据在企业中的应用

大数据时代，企业应用从以软件编程为主转变为以数据为中心。欧美国家针对流程工业提出了“智能工厂”的概念。德国提出了工业4.0概念，“工业4.0”本质上是通过信息物理系统（Cyber Physical System）实现工厂的设备传感和控制层的数据与企业信息系统融合，使得生产大数据传到云计算数据中心进行存储、分析，形成决策并反过来指导生产。大数据的作用不仅局限于此，它可以渗透到制造业的各个环节发挥作用，如产品设计、原料采购、产品制造、仓储运输、订单处理、批发经营和终端零售等。

未来车间智能机器人的机械手可以进行自动化排产调度，工件、物料及刀具进行自动化装卸调度，可以达到无人值守的全自动化生产模式。见图1-10所示为智能工厂的构成。

视觉识别可以自动定位材料位置，更加精准便捷。视觉识别搭配机械手可以进行分拣，不同的数字、颜色可以被分拣出来，并且按顺序排列。

1.大数据改善订单处理方式

大数据技术不管是在哪个行业当中进行应用，其最为根本的优势就是预测能力，用户利用大数据的预测能力可以精准地了解市场发展趋势、用户需求及行业走向等多方面的数据，从而为用户自身企业的发展制定更适合的战略和规划。企业通过大数据的预测结果，便可以得到潜在订单的数量，然后直接进入产品的设计、制造及后续环节。

也就是说，企业可以通过大数据技术，在客户下单之前进行订单处理。而传统企业通过市场调研与分析，得到粗略的客户需求量，然后开始生产加工产品，等到客户下单后，才开始订单处理。这大大延长了产品的生产周期。现在已经有很多制造业行业的企业用户开始利用大数据技术来对销售数据进行大数据分析，这对于提升企业利润来说是非常有利的。

2.大数据改变传统仓储运输

由于大数据能够精准预测出个体消费者的需求及消费者对于产品价格的期望值，企业在产品设计制造之后，可直接派送到消费者手中。虽然此时消费者还没有下单，但是消费者最终接受产品是一个大概率事件。这使得企业不存在库存过剩的问题，也就没有必要进行仓储运输和批发经营。

3.大数据使工业采购变得更加精准

大数据技术可以从数据分析中获得知识并推测趋势，可以对企业的原料采购的供求信息进行更大范围的归并、匹配，效率更高。大数据通过高度整合的方式，将相对独立的企业各部门信息汇集起来，打破了原有的信息壁垒，实现了集约化管理。

用户可以根据流程当中每一个环节的轻重缓急来更加科学地安排企业的费用支出，同时，利用大数据的海量存储还可以对采购的原料的附带属性进行更加精细化的描述与标准认证，通过分类标签与关联分析，可以更好地评估企业采购资金的支出效果。

4.大数据让产品设计更优化

借助大数据技术，人们可以对原物料的品质进行监控，发现潜在问题立即做出预警，以便能及早解决问题，从而维持产品品质，大数据技术还能监控并预测加工设备未来的故障几率，以便让工程师即时执行最适决策。大数据技术还能应用于精准预测零件的生命周期，在需要更换的最佳时机提出建议，帮助制造业者达到品质与成本的双赢。

例如，日本的Honda汽车公司就将大数据分析技术应用到了电动车的电池上，由于电动车不像汽车或油电混合车那样，可以使用汽油作为动力来源，其唯一的动力就是电池，所以Honda希望进一步了解电池在什么情况下绩效表现最好、使用寿命最长。Honda公司通过大数据技术搜集并分析车辆在行驶中的一些数据，如道路状况、车主的开车行为及开车时的环境状态等，这些数据一方面可以帮助汽车制造公司预测电池目前的寿命还剩下多长，以便及时提醒车主进行更换，另一方面也可以提供给研发部门，作为未来设计电池的参考。

对于工业制造业来说，由于自身在技术创新性等方面的特殊需求，对于大数据的需求是非常庞大的，这就需要在实际应用过程当中将海量数据变得能够真正被实际工作所用，那么大数据在工业领域和制造业领域等方面也就能起到非常重要的意义了。

总之，充分利用互联网与大数据这一新的战略性人造资源，可以不断提高产品智能化水平、研发与生产过程的开放式创新水平，以及基于产品的服务化水平，并能重构制造资源组合，优化制造业生态系统。有关大数据在制造业中的应用实例将在后续章节中讲授。

1.4.3 大数据在政府部门中的运用

各国政府面临一系列问题及挑战，如环境污染问题、疾病防御与预警、资源分配、交通拥堵和养老问题等。传统的政府部门管理方式和方法远远不够适应今天瞬息万变的环境并解决这些问题与挑战。大数据环境下政务智能的框架模型如图1-11所示。

1.分享层是大数据的来源

移动政务作为政府数字化转型的重要内容予以重点推进。我国借由在移动互联的先发优势和天然的用户基础，政务服务在移动终端的发展已取得显著进展。截至2017年底，经过微博平台认证的政务微博达到173569个，其中政务机构官方微博134827个，公务人员微博38742个。政务微博的规模继续稳定增长，并朝矩阵化、专业化、垂直化的方向发展。用手机缴纳交通罚款、生活缴费、挂号预约、参与社会治理等已成为生活常态。这些数据的积累、传输为交换层等提供依据，可降低决策成本，服务于政府监管，充分发挥政府职能。

2.交换层是大数据分析的中间环节

通过互联网、通信网、有线电视网及物联网完成数据抓取、数据融合、数据分析和数据决策的任务。采用云计算的技术，消灭信息孤岛。把存储器、服务器存储到有保障的云存储中心去收集和存储数据。在政务人员中培养使用大数据的习惯，政府部门应该率先应用，形成示范作用。

3.创新、洞见层是构建智慧政府必然

创新、洞见层为智慧政务留出了创新的空间和可能。大数据的核心就是预测，智慧政府决策基于大数据的挖掘技术、统计分析技术、并行化技术、数据可视化技术以及云计算、人工智能等技术的应用，辅助政府捕获实时的决策信息并精准预测和准确分析现实状况，建立虚拟决策模型，寻找规律并验证决策假设，使政府不仅对决策的合理性进行宏观把握，还能做到精准预测和客观分析。

智慧政府平台架构有助于提升政府服务和监管效率、降低政府决策成本，并为政务智能的研究和应用提供新的思路。

总之，智慧政府平台的应用，可大大提高政务的透明度和及时响应度，满足民意需求和诉求，达到以下目标：

1）智能政务可以使相关数据分析人员从收集、整理和汇总数据的烦琐工作中解脱出来，利用智能政务发现数据中存在的关系和规则，根据现有的数据预测未来的发展趋势，提高政府决策的科学性、准确性。

2）集中政府各有关部门的业务数据，进行整合、分析，可以形成系统的数据、资料，使各自独立的职能部门全面了解政府各相关部门的业务信息，按需应用，促进信息共享，从而有利于各个职能部门更为高效、协同地行使职能。

3）由于政务智能广泛采用了开源技术，不仅有效降低了实施成本，也在一定程度上确保了信息安全。