工业物联网大数据平台架构与应用

来源 :中国电气工程学报 | 被引量 : 0次 | 上传用户:king20051400
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  摘要:随着我国社会经济以及工业技术水平的不断发展,促进了我国工业行业朝着互联网大数据方向不断的发展,通过加强对大数据平台的构建以及分析,能够提高我国工业行业的稳定发展。同时通过应用物联网技术实现大数据平台的构建以及应用,促进我国工业的全面创新。
  关键词:工业物联网;大数据;平台架构;应用
  1工业物联网大数据平台的作用
  1.1企业数字化转型意愿强烈
  支持工业企业实施设备数字化改造,升级各类信息系统,推动研发、生产、经营、运维等全流程的数据采集。截至4月份,全省参与两化融合评估诊断和对标引导的企业达到2477户,参与国家两化融合管理体系贯标的企业达到176户,通过贯标获证的企业有89户。全省企业生产设备数字化率达到42.6%,数字化研发设计工具普及率达到64.4%,关键工序数控化率为47.7%,实现网络化协同的企业比例为27%,智能制造就绪率为4.7%,工业云平台应用率达到31.8%。企业数字化转型步伐全面加快,企业上云意识和能力不断增强。
  1.2 工业大数据应用向制造业延伸
  工业大数据作为从海量数据中挖掘新知识的核心技术,贯穿于制造业的设计、工艺、生产,管理、服务等各个环节,其应用推广的速度日益提升。激活工业制造数据,推进产业和产品向高价值链中高端提升,提升产品智能化产品追溯、供应链优化、设备故障预测及健康管理和产品全生命周期管理能力。在设备预测性维护、产品远程服务、生产线优化、个性化定制等方面,陕西法士特、陕鼓动力、美林数据、中服软件、山利科技等企业正逐步开展工业大数据应用建设。
  1.3实施企业登云用云工程
  一是推动工业设备上云。分行业、分领域推动工程机械、数控机床等智能化设备,风电、光伏等新能源设备,工業窑炉、工业锅炉、石油化工设备等高耗能流程行业设备,柴油发动机、大中型电机、大型空压机等通用动力设备上云用云,提高设备运行效率和可靠性,降低资源能源消耗和维修成本。二是推动业务系统上云。支持互联网平台建设运营企业组织行业业务系统云化部署,面向业内企业提供服务。鼓励龙头企业面向行业开放共享业务系统,带动产业链上下游企业开展协同设计和协同供应链管理。鼓励地方通过创新券、服务券等方式,支持企业购买云化部署的业务系统服务。三是培育登云用云新模式。建立平台应用的咨询、实施、评估、培训、采信等全流程方法体系。组织开展应用试点示范,培育协同设计、协同供应链管理、产品全生命周期管理、供应链金融等平台应用新模式[1]。
  2 工业物联网大数据平台架构与应用
  2.1 数据存储层
  智能工厂数据存储层能够对收集到的各项数据进行存储,包括工厂内部半结构化、非结构化数据,能够对工厂中的多项数据进行实时访问与处理。数据存储层包括分布式内存文件存储工achyon、HDFS存储系、HBase实时查询框架。三者在存储方式上分别具有自身的独特性。HDFS存储方式一般主要运用在廉价计算机集群之中,属于Hadoop生态圈的基础,能够存储工厂运行中的多项大文件,具有多次读取以及一次写入的运用特征。工achyon存储方式则属于开源分布式存储系统,具有高容错、高性能的运行特征,运行中具有跨集群文件共享服务,在存储系统中属于文件存储系统HDFS、Spark之间。HBase存储方式属于NoSQL分布式数据库,具有高性能、高可靠的运行特征,文件存储系统是HDFS,可结合Zookeeper实现协同服务。
  2.2 基于大数据的智能工厂数据平台架构硬件设置
  智能工厂数据信息平台建立过程中要求优化硬件设置,为智能工厂建立与运行提供必要的设备支持。服务器端采用CAN转以太网转换器,客户端则采用工控触摸屏模式,通过实际触摸完成相应的数据采集,在数据分析与转化方面由MCCS组态软件实现,分析完成的数据通过变量方式存储在组态软件之中,每一个变量分别对应一个通道地址。在CAN总线网络的运用之下,信息数据能够到达网关,并为其添加工CP帧信息,将最终处理的信息发送至监控主机之中。例如某工厂数据平台建立过程中采用U工-2506智能协议转换器作为串口转CAN转换器,产白深圳宇泰科技公司。选择C工E-2000系列网络转换器作为以太网转换器,产白北京天地华杰公司。U工-2506智协议转换器运用中在联网情况下能够快速连接CAN总线网络与RS-232/485通讯设备,该转换器CAN总线通讯速率可在5khPS-IMhPS之间,RS-232/RS-485通讯速率则可达1200-115200hPS之间,使用中支持ModbUSR工U协议,运行中可进行透明带标识转换、透明转换、ModbUS协议转换。U工-2506转换器的运用能够与相关软件设置相匹配,可以结合智能工厂数据平台的实际运行需求而设置U工-2506转器相关参数[2]。
  2.3 加强数据管理,推进数据流转
  建立数据资产管理体系,加强工业数据采集、汇聚、管理工作,实现工业数据资产的科学化管理。建立全省工业数据流通体系,推动全产业链上下游企业开放数据,实现跨行业的数据流转,满足工业企业对数据融合的迫切需求。建立完善的工业数据监管体系,规范数据授权流程和服务协议,健全数据保护法律体系和使用规范,积极发挥政府引导作用,支持行业自律机制发展,为企业的数据应用和企业间的数据合作提供可靠保障。
  2.4推动试点示范,完善生态体系
  支持全省重点工业企业、大数据企业建设企业级、行业级工业大数据平台,引导现有中小企业公共服务平台改造升级。利用大数据技术助力企业构建数据化思维,鼓励工业企业选用适合的工业大数据平台,全面提升大数据在工业领域应用水平。选择一批具有创新性和发展潜力的工业企业开展试点示范,培养有互联网思维的工业大数据龙头企业,探索工业大数据发展新模式和新路径,强化发展合力,努力建设和完善全省工业大数据生态体系,引导和带动传统工业转型升级。
  2.5培育工业企业运用大数据生态
  一是提升企业对云技术的应用水平。推动企业能力云端聚集,支持企业开展产供销、测试认证、技术交易等服务在线化、平台化,促进企业需求、制造资源及能力、检测资源和服务等资源云端协同、开放、共享,通过线上线下相结合方式,提升企业快速响应和柔性高效的供给能力。二是推进企业网络化协同改造。推进企业全产业链改造升级,支持制造企业供应链内及跨供应链网络化协同,支持具备条件的大中型企业实施跨企业、跨区域的网络化协同制造工程,推动生产设备、研发设计、软件与服务等资源协作,加快实现传统的串行工作方式转变为并行工作方式,最大程度缩短产品研发和生产周期。三是推进“个性化定制”服务。拓展个性化需求,通过工业云公共服务平台汇集需求、产品订单,开展小批量、多品种的协同设计、柔性生产,打造产品供给侧和需求侧沟通平台,加快推进企业柔性制造,开展精准营销、质量追溯、差异性服务,最大程度满足用户个性化定制需求。四是培育系统集成商。依托航天云网、力源液压、阿里巴巴等企业在智能制造方面的技术、人才优势,在全省培育一批智能制造系统集成商,针对全省企业不同层次的智能化改造需求,量身打造智能制造解决方案。
  结语
  在当前我国工业行业的建设中发数据平台系统中对于数据的应用,实现了服务功能以及系统分析功能。从而满足工业企业的全面发展,促进大数据应用的安全与合理。
  参考文献
  [1]梅珍,许欣.硬质合金智能工厂建设思路与关键要素分析[J].信息周刊,2018(5):117-119.
  [2]王海峰.基于工业大数据的智能化能耗管理与故障预诊系统[J].电气自动化,2018.
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