工業(yè)大數(shù)據(jù)隨著 “工業(yè)4.0” 與《中國制造2025》開始全面部署，中國工業(yè)面臨從 ”中國制造” 向 “中國智造” 的轉(zhuǎn)型。其核心是在新一輪科技與產(chǎn)業(yè)變革背景下，為制造業(yè)構(gòu)建智能工廠，從而實(shí)現(xiàn)智能制造。在此背景下，企業(yè)發(fā)展到達(dá)轉(zhuǎn)角處，需要制造升級，面臨全面轉(zhuǎn)型。

工業(yè)大數(shù)據(jù)則是制造業(yè)升級轉(zhuǎn)型的重要戰(zhàn)略資源。它是一種技術(shù)、一種產(chǎn)業(yè)，更是一個時(shí)代。為實(shí)現(xiàn)以客戶價(jià)值為核心的定制化產(chǎn)品和服務(wù)，以及全產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同優(yōu)化。需要滿足用戶需求定義、工業(yè)智能制造、活動協(xié)同優(yōu)化三方面的應(yīng)用。在這些應(yīng)用中，工業(yè)大數(shù)據(jù)的落地需要與之相適應(yīng)的技術(shù)架構(gòu)作為支撐。就現(xiàn)狀來說，大多數(shù)企業(yè)還處在產(chǎn)業(yè)的初級階段，對工業(yè)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用場景認(rèn)知并不深入，但大數(shù)據(jù)在互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的應(yīng)用已具備成熟的技術(shù)體系和應(yīng)用框架。將這些技術(shù)適配應(yīng)用到每個企業(yè)的特定場景下，可以幫助企業(yè)制造升級、構(gòu)建智能工廠。

工業(yè)大數(shù)據(jù)是工業(yè)數(shù)據(jù)的總和，我們把它分成三類，即企業(yè)信息化數(shù)據(jù)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，以及外部跨界數(shù)據(jù)。其中，企業(yè)信息化和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中機(jī)器產(chǎn)生的海量時(shí)序數(shù)據(jù)是工業(yè)數(shù)據(jù)規(guī)模變大的主要來源。 近年來物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)成為工業(yè)大數(shù)據(jù)新的、增長最快的來源之一，它能實(shí)時(shí)自動采集設(shè)備和裝備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，并對它們實(shí)施遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。最后，互聯(lián)網(wǎng)也促進(jìn)了工業(yè)與經(jīng)濟(jì)社會各個領(lǐng)域的深度融合。人們開始關(guān)注氣候變化、生態(tài)約束、政治事件、自然災(zāi)害、市場變化等因素對企業(yè)經(jīng)營產(chǎn)生的影響。于是，外部跨界數(shù)據(jù)也成為工業(yè)大數(shù)據(jù)不可忽視的來源。

大數(shù)據(jù)生命周期的第一階段是數(shù)據(jù)采集階段。工業(yè)軟硬件系統(tǒng)本身具有較強(qiáng)的封閉性和復(fù)雜性，在這一階段需要面臨諸多挑戰(zhàn)：

• 多樣化的來源，供應(yīng)商、第三方、IOT、

• 多樣化的設(shè)備，機(jī)床、機(jī)械手臂、機(jī)器人、柔性設(shè)備、加工中心、激光機(jī)、工控機(jī)、對刀儀、切割機(jī)、焊接機(jī)、測量儀器。

• 老舊、無數(shù)字化能力的設(shè)備

• 不同設(shè)備系統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式與接口協(xié)議不同

• 同一型號設(shè)備不同時(shí)間出廠的產(chǎn)品所包含的數(shù)據(jù)有所差異

在數(shù)據(jù)可采集的情況下，通常需要數(shù)月時(shí)間對數(shù)據(jù)格式與字段進(jìn)行梳理�；蛘甙讯鄻有缘姆墙Y(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化。或者對接不同的第三方數(shù)據(jù)源。這對任意一個企業(yè)來說，巨大的成本都是不可忽視的。

利用大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺則可以輕松做到：信息電子化、協(xié)議統(tǒng)一化、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化。經(jīng)過這三個過程可以將數(shù)據(jù)從設(shè)備和不同系統(tǒng)中接入到智能工廠里，且這三者的工作是獨(dú)立模塊化，可依據(jù)不同企業(yè)的場景進(jìn)行組裝適配。

 

 

信息電子化

工業(yè)大數(shù)據(jù)更關(guān)注數(shù)據(jù)源的完整性，而不僅僅是數(shù)據(jù)的規(guī)模。通過將信息電子化，整合全流程信息，避免信息孤島。如何信息電子化，對企業(yè)的挑戰(zhàn)巨大。平臺提供多種不同的邊緣計(jì)算設(shè)備，就近將數(shù)據(jù)信息電子化，不僅可以節(jié)省計(jì)算成本，也可以降低數(shù)據(jù)分析延遲。從而完成這一多樣化、跨區(qū)域、跨領(lǐng)域的龐大的信息電子化任務(wù)。

 

 

設(shè)備采集

利用基于 ARM 處理器的 SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系統(tǒng)，對西門子、三菱、臺達(dá)等數(shù)十種 PLC 的數(shù)據(jù)采集，對 Fanuc、三菱、西門子 840D 等數(shù)十種主流數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集，將工業(yè)大數(shù)據(jù)項(xiàng)目實(shí)施難度和維護(hù)成本大幅降低，用戶只需簡單配置即可按照自己的意愿去采集想要的數(shù)據(jù)。

可同時(shí)接入 Modbus、Profibus、Profinet、CANopen、PPI、MPI、CC-Link、melsec、FOCAS 等現(xiàn)場總線，系統(tǒng)將從這些信道采集到的信號通過以太網(wǎng)進(jìn)行傳輸，實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)采集。作為大數(shù)據(jù)平臺的智能采集終端，支持設(shè)備種類繁多。

每個 SCADA 節(jié)點(diǎn)可以對應(yīng)到多臺臨近的設(shè)備，為了更高的采集效率，使用了異步事件機(jī)制，協(xié)同、高速、并行對多臺設(shè)備進(jìn)行采集。采集事件一旦發(fā)出，立刻返回，采集到的數(shù)據(jù)在其后一點(diǎn)時(shí)間寫入數(shù)據(jù)總線完成采集。每臺設(shè)備的采集頻率也都可以進(jìn)行調(diào)整。

SCADA 系統(tǒng)在硬件上也提供了超強(qiáng)的擴(kuò)展能力，千兆以太網(wǎng)端口、Wifi、USB、RS-232、RS-422、RS485、Sata、LCD、VGA、HDMI。硬件和接口都可以進(jìn)行定制化�；�于不同的業(yè)務(wù)場景，也可以配置不同的工業(yè)傳感器，進(jìn)行多樣化的數(shù)據(jù)采集。

文件采集

不限于設(shè)備采集，為了降低采集終端對生產(chǎn)設(shè)備的影響，企業(yè)通常也會把設(shè)備數(shù)據(jù)獨(dú)立采集到文件。然后平臺則通過文件讀取數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。平臺可以從常見的遠(yuǎn)程文件系統(tǒng)讀取這些文件。可以支持 Samba、Rsync、NFS、SSH、FTP 等協(xié)議。

多終端采集

移動互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，大數(shù)據(jù)不僅僅只采集設(shè)備數(shù)據(jù)。利用 Web 技術(shù)，可以做到多終端運(yùn)行。利用多種不同平臺的終端，可以分門別類的進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。做到采集終端靠近數(shù)據(jù)源，無論何時(shí)何地，無論何種數(shù)據(jù)來源，全天候的進(jìn)行采集。

• 工控電腦：貼近產(chǎn)線，布置于工位，可由工人進(jìn)行控制，對企業(yè)所需的業(yè)務(wù)流程數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入。得益于 Web 技術(shù)，針對不同的產(chǎn)線工作，以及不同的工人職責(zé)。系統(tǒng)可以根據(jù)任務(wù)流程進(jìn)行自動切換，輔助工人進(jìn)行工作。工控電腦除了有輔助工人進(jìn)行工作的能力之外，也同時(shí)具備與 SCADA 系統(tǒng)一樣的硬件擴(kuò)展能力，且有更高的硬件性能。譬如簡單的掃碼與打印條碼能力，也可以擴(kuò)展成圖像采集終端，對產(chǎn)線生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行圖像采集。或者擴(kuò)展成測量終端，對樣本產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量數(shù)據(jù)采集。

• 移動終端：任何數(shù)據(jù)的采集和使用都是有成本的，工業(yè)數(shù)據(jù)也不例外。但隨著互聯(lián)網(wǎng)、通信技術(shù)、傳感器、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，以物聯(lián)網(wǎng)為代表的新一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在移動數(shù)據(jù)通信的支持下，能做到任何時(shí)間、任何地點(diǎn)采集、傳送數(shù)據(jù)。移動終端同時(shí)具備與 SCADA 系統(tǒng)一樣的硬件擴(kuò)展能力的同時(shí)，又具有工控電腦業(yè)務(wù)流程的指派能力。極大的擴(kuò)展了數(shù)據(jù)采集地域。

• 嵌入式設(shè)備：在物聯(lián)網(wǎng)(IoT)時(shí)代，無線連接無處不在，利用嵌入式設(shè)備可以針對不同的企業(yè)場景進(jìn)行采集數(shù)據(jù)。相對于工控電腦與移動終端，嵌入式設(shè)備有成本少、體積小、功耗低等特點(diǎn)，且針對性強(qiáng)。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的簡單，能適應(yīng)更復(fù)雜更惡劣的使用場景。讓嵌入式設(shè)備配備不同的傳感器，就可以讓傳統(tǒng)無數(shù)字化的設(shè)備信息化聯(lián)網(wǎng)。極大的擴(kuò)展了數(shù)據(jù)采集多樣性。

協(xié)議統(tǒng)一化

工業(yè)軟硬件系統(tǒng)的封閉性和復(fù)雜性，也帶來了通信協(xié)議的復(fù)雜化。

SCADA 系統(tǒng)將從各類數(shù)據(jù)源獲取到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為 OPC-UA 信息模型，向外界提供 OPC-UA 的 TCP 協(xié)議接口。數(shù)據(jù)總線則作為各個模塊獲取寫入數(shù)據(jù)的中間模塊。

 

 

SCADA 系統(tǒng)中也包含了一個協(xié)議容器，默認(rèn)的實(shí)現(xiàn) MODBUS 和 PROFINET 這兩個實(shí)時(shí)以太網(wǎng)協(xié)議組件，另外還包括 OPC-UA Clinet 組件。協(xié)議容器可以很方便實(shí)現(xiàn)協(xié)議組件的添加。添加一個協(xié)議組件再加入對配置 XML 文件的解析就可以完成對一個新協(xié)議的擴(kuò)展。

智能網(wǎng)關(guān)會將 SCADA、嵌入式設(shè)備 等系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)，通過 mqtt 協(xié)議實(shí)時(shí)傳輸給智能工廠。

 

 

數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化

經(jīng)過數(shù)據(jù)采集與協(xié)議統(tǒng)一后，我們已經(jīng)將來自于各種邊緣計(jì)算設(shè)備的文件、協(xié)議、接口的數(shù)據(jù)，進(jìn)行了結(jié)構(gòu)化。這些數(shù)據(jù)里存有大量的設(shè)備與流程信息。但這并不能直接被智能工廠所使用，為了 “數(shù)以致用”，仍然需要一次自動化的數(shù)據(jù)清洗，分門別類的將數(shù)據(jù)整合到智能工廠模型。以用于智能工廠的不同模塊里，基于這些數(shù)據(jù)來完成整個工廠的數(shù)字化。

 

標(biāo)簽： 大數(shù)據(jù) 大數(shù)據(jù)的應(yīng)用 大數(shù)據(jù)平臺 大數(shù)據(jù)項(xiàng)目 大數(shù)據(jù)應(yīng)用 大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺 互聯(lián)網(wǎng) 互聯(lián)網(wǎng)企業(yè) 數(shù)據(jù)分析 通信 網(wǎng)絡(luò) 信息化 移動互聯(lián) 移動互聯(lián)網(wǎng) 移動互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代

版權(quán)申明：本站文章部分自網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系：west999com@outlook.com
特別注意：本站所有轉(zhuǎn)載文章言論不代表本站觀點(diǎn)！
本站所提供的圖片等素材，版權(quán)歸原作者所有，如需使用，請與原作者聯(lián)系。