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智能制造思维工具箱001:DIKW金字塔模型(上)

智能制造 来源:智能制造 2023-01-09 10:40 次阅读
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1、人类认识世界规律

从农业社会、工业社会到数字经济时代, 人类一直在努力提高认识世界的水平 ,通过观察物理世界 、描述现状,理解客观规律 、来解释过去,指导现在,预测未来。通过对自然信息的记录、描述、分析和推理,逐渐建立了经典的DIKW知识金字塔体系。 DIKW金字塔好地描述了人类认识世界的规律和层次结构,分别是:数据(原始的事实集合)、信息(可被分析测量的结构化数据)、知识(需要洞察力和理解力进行学习)、智慧(推断未来发生的相关性,指导行动)。

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2、DIKW的形成和内涵

DIKW模型是关于数据、信息、知识及智慧的体系,最早可以追溯至诺贝尔文学奖得主TS.艾略特在1934年写的《岩石》。他在上个世纪就对信息泛滥的到来,产生焦虑。在首段,他写道:“我们在哪里丢失了知识中的智慧?又在哪里丢失了信息中的知识?”(Where is the wisdom we have lost in knowledge?/ Where is the knowledge we have lost in information?)。

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1982年12月,美国教育家哈蓝·克利夫兰引用艾略特的这些诗句在其出版的《未来主义者》一书提出了“信息即资源”(Information as a Resource)的主张。管理思想家罗素·艾可夫进一步对此理论发扬光大,在1989年撰写了《从数据到智慧》。 简单讲,DIKW模型将数据、信息、知识、智慧纳入到一种金字塔形的层次体系,越往上就会越来越抽象,对于人和企业的价值越来越大。这个模型告诉我们,从数据到智慧是有规律的。

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数据(Data):数据是DIKW中最底层也是最基础的一个概念。数据是形成信息,知识和智慧的源泉。通过原始观察及量度获得了数据。包括数字、文字、图形、音频、视频等。信息(Information):信息必然来源于数据并高于数据,信息=数据+处理,信息是具有时效性的有一定含义的,有逻辑的、经过加工处理的、对决策有价值的数据流。通过分析数据间的关系获得了信息。知识(Knowledge):知识是需要提炼信息之间的联系,从中得到所需要的规律性认识,是对信息的应用。在完成当下任务的行动中应用信息产生了知识。知识就是知道了什么(Know-what)、、知道怎么做(Know-how)、知道谁(Know-who),知道了时间(Know-when)。知识更接近行动,它与决策相关。智慧(Wisdom):智慧是知识层次结构中的最高一级。智慧着眼未来,它具有预测和未来影响的判断能力。 从采集数据、提炼有关系的信息到总结成能解决当下问题的知识,到形成普适的智慧,这个是人类认识和改造世界的普遍规律。

3、基于数据应用视角来理解DIKW

数据和信息描述世界,知识和智慧理解世界。今天你对数据的应用有什么样的理解,做出了何种改变,决定了你企业处在DIKW哪一层。 从这个角度说,站在DIKW金字塔尖的企业,相当于全部通关的顶级选手,掌握了数据、整理成信息、理解为知识、转化成智慧,在面向未来的决策和行动如有神助。从数据应用视角来看,有3个维度:从数据流动的视角看:数据在DIKW不同层级间要流动, 不同层级要加强反馈循环和流动,数据流动的自动化水平越高,企业智能化高效精准决策的水平越高。在数据生产力时代,企业智能体现为面向全流程、全产业链、全生命周期的精准 、实时、低成本的决策能力 。

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以安全巡检为例,既要有实时监测和视觉巡检数据分析报表,来对生产现场安全进行状态描述和原因分析。 还要有面向结果的预测分析和科学预测,比如通过各种不同等级预警事件告知安全生产预防工作,预置若干实时安全策略进行干预。从发展的视角看:从DIKW体系可以看出,其由远到近分别为过去(Past)和未来(Future),以及经验(Experience)和创新(Novelty)。 数据更多是强调过去事实的呈现,主要是确保业务正常开展,正确地做事。而智慧则着重在未来,并且是为了应对未来所提出的想法,其内涵即是决策,是确保做正确的事。

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从数据开发的深度和广度的视角:所有数据开发和应用都是围绕具体问题开展,对问题的定义越具体、理解越深刻,认知越犀利。今天在落地过程当中才能确保数据的及时性,准确性,完整性,才能确保数据开发利用有效。

4、在工业场景中认识DIKW

以设备声音异常监测场景来看,假设设备声音合理阈值在15分贝。通过红外热成像技术,对重要设备设施生产运行时的温度进行在线监测及可视化呈现,当采集上来的数据是20分贝。我们知道,

这个20是数据,系统能够做到全天候(7×24小时)不遗漏,便于实时掌握设备运行状态和数据;

已经突破合理阈值范围这就属于信息;

20分贝下设备会出异常,这就是知识层面;

在设备出现重大异常前发现轻微异常信号,引导及时维修以避免重大事故发生。这是智慧层面了。

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下图将设备声音异常监测与DIKW模型结合来看:

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由此可见,工业大数据不是简单的数据展现,分析而是需要基于DIKW底层数据逻辑构建工业智能闭环体系。从现场设备异常数据到行业领域know-how知识沉淀到AI智慧决策的业务闭环。

审核编辑 :李倩

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原文标题:智能制造思维工具箱001: DIKW金字塔模型(上)

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