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工業(yè)大數據:車間物聯網數據管理

工業(yè)大數據:車間物聯網數據管理

2016/8/30 9:33:20

  專家們將工業(yè)大數據分為公共資源數據、工程類數據、管理類數據和物聯數據。傳統(tǒng)的管理系統(tǒng)將人作為數據采集端,用流程來固化組織的行為,用指標來衡量評價流程和組織的效率。

  工業(yè)企業(yè)的物聯網,就是要將人和物聯系起來,將系統(tǒng)和物聯系起來,將物作為數據采集端,由人或系統(tǒng)進行數據分析和決策。數據的分析與優(yōu)化是物聯網的關鍵技術之一,也是未來物聯網發(fā)揮價值的關鍵點。

  物聯網在工業(yè)中有很多種應用方式,如物流倉儲、生產制造、產品運維等,我們這里重點講講生產制造和產品運維。

  

  物聯數據的組織方式

  工業(yè)企業(yè)的生產制造物聯網應用一般稱為車間物聯網或者叫制造物聯,通過使用RFID傳感器、無線網絡通信、GPS定位、語音視頻系統(tǒng)等技術把制造計劃與制造資源“人、機、料、法、環(huán)”等信息鏈接起來,從而對五大制造資源智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理,從而滿足企業(yè)指揮調度、環(huán)境監(jiān)測等方面的管理要求。

  五大制造資源分為靜態(tài)屬性和動態(tài)屬性,如一臺機床設備的靜態(tài)屬性又可以分為管理信息(設備編碼、設備名稱、設備分類等)、靜態(tài)參數(工作環(huán)境、進給速度、切削參數等)、動態(tài)參數(機床狀態(tài)、車床完備率、車床負荷率、維修記錄等)。

  靜態(tài)屬性不受生產過程的影響,并在生產流程開始之前已經確定,是車間現場管理中的常量數據,但這些數據并非永遠固定不變,它們可在生產過程結束后由用戶進行調整;動態(tài)數據是一直處于變化中的數據,車間物聯網數據大多屬于動態(tài)數據。

  

  物聯數據的管理技術

  車間物聯網是一種典型的復雜信息系統(tǒng),涉及數據管理的各個方面,主要包括:數據質量控制、數據融合與集成、復雜事件處理、數據存儲與處理,以及安全訪問控制等。

  數據質量控制:物聯網的數據質量可以用精確度、置信度和完整性三個指標來衡量。在提高射頻識別、傳感器網絡數據質量控制方面,主要采用清除多讀和誤讀數據、填補漏讀的數據。數據清洗通常采用概率統(tǒng)計和時空關聯的方法。

  數據融合與集成:物聯網數據空間內數據對象的多態(tài)性表現在多類型、異構和無統(tǒng)一模式。因此,一方面需要構建車間統(tǒng)一的數據模型,用統(tǒng)一的方式表達數據;第二方面以統(tǒng)一數據模型為基礎,研究如何將異構數據映射和轉換到統(tǒng)一的數據框架中;第三方面物聯網中的數據源是分布、自治和獨立的。在數據集成過程中,有時需要自動地發(fā)現相關的數據源;第四方面要記錄數據的來源,從而實現數據的溯源;第五方面車間制造資源是不斷變化的,這種變化會對于數據的一致性、版本和模式更新等產生影響,要能夠記錄數據演化的過程。

  復雜事件處理:在典型的物聯網應用中,上層系統(tǒng)負責監(jiān)測各個物體的狀態(tài)和行為,并控制其按照既定的程序作出智能反應并完成相應行為。物體的行為通常以事件形式表達。

  安全訪問控制:由于物聯網的開放性,如何保護好了傳感數據的隱私性成為一個棘手問題。因為這些海量數據很容易獲取、如果幾何互聯網檢索信息,使用復雜的推理技術,就可推演出隱私信息。物聯網的物體異構性和移動性增加了隱私保護的復雜性。

  物聯數據的應用模式

1、物聯車間的生產管控:車間生產指揮調度中心作為整個生產的“大腦”,需要統(tǒng)籌調度車間的各項資源及生產能力,該中心通過集成ERP、MES、MDC等系統(tǒng)數據,以電子大屏幕為載體,展示各生產現場作業(yè)情況、突發(fā)事件、事件跟蹤、改進情況等。結合精益生產理念,對各生產單元的生產任務執(zhí)行進行全過程管理,通過統(tǒng)計、分析、歸納、預測后,實現生產數據可視化管理,為全景展示公司生產任務執(zhí)行情況,提供企業(yè)決策支持分析,確保生產任務按質、按量的準時完成。

2、物聯車間的質量控制:某鋼鐵企業(yè)是中國最大的特種鋼材生產企業(yè),在其某條硅鋼生產線上,由于多種復雜因素的作用,成品表面有時會形成一種稱為縱條紋的瓦楞狀缺陷。縱條紋缺陷不僅影響產品的外觀效果,而且對產品的物理性能如層間電阻,電磁性能和疊片性能等有著直接的影響,其縱條紋缺陷鋼占生產量的30%左右,每年給企業(yè)帶來巨大的損失。通過數據挖掘技術對生產工藝流程數據進行深入分析和挖掘,建立產品質量優(yōu)化模型,減低次品率,提升產品質量。

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