物聯(lián)數(shù)據(jù)的組織方式
車間物聯(lián)網(wǎng)一般通過無線網(wǎng)絡(luò)通訊、導(dǎo)航定位、語音視頻系統(tǒng)、射頻識別設(shè)備和傳感網(wǎng)絡(luò)等組件,把制造流程和制造資源連接起來,形成人力、機(jī)器、原料、環(huán)節(jié)信息鏈,從而對這些資源進(jìn)行自動化的跟蹤、定位、識別、管理和監(jiān)測。資源有兩種屬性。分別為靜態(tài)屬性和動態(tài)屬性。
例如,車間內(nèi)的一個智能機(jī)械手臂有設(shè)備編碼、設(shè)備分類、設(shè)備名稱、管理信息工作環(huán)境、切割參數(shù)、進(jìn)給速度等靜態(tài)屬性,也有維修記錄、設(shè)備負(fù)荷率、設(shè)備完備率和機(jī)械臂狀態(tài)等動態(tài)屬性。靜態(tài)屬性不隨時間和生產(chǎn)的變化而變化,并在生產(chǎn)計劃開始之前就已經(jīng)確定,是車間管理維護(hù)中的恒定數(shù)據(jù)。而動態(tài)屬性隨著時間的推移、生產(chǎn)過程的進(jìn)行和人為的修改而發(fā)生變化,可以這樣說,動態(tài)數(shù)據(jù)就是一直處于變化之中的數(shù)據(jù),車間物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)有80%以上都是動態(tài)數(shù)據(jù)。下圖就是車間物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)體系架構(gòu),從中可以直觀地看出動態(tài)數(shù)據(jù)的數(shù)量和分布特點(diǎn):
車間互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)體系架構(gòu)
物聯(lián)數(shù)據(jù)的管理方法
車間物聯(lián)網(wǎng)是一個非常繁瑣的數(shù)據(jù)系統(tǒng),它涉及數(shù)據(jù)管理的方方面面,包括數(shù)據(jù)存儲和分析、復(fù)雜事件處理、數(shù)據(jù)集成和融合、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制以及安全訪問機(jī)制等。
數(shù)據(jù)存儲和分析很好理解,就是利用大型服務(wù)器或者云服務(wù)器將數(shù)據(jù)保存下來,然后利用云計算進(jìn)行分析和處理。此外,其他四個方面則需要重點(diǎn)說明。
(1)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量一般用完整度、置信度和精確度三個指標(biāo)來確定,而數(shù)據(jù)質(zhì)量包括射頻識別質(zhì)量和傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)質(zhì)量等方面,采取的控制方法有清除誤讀、多讀和冗余數(shù)據(jù),將漏讀的數(shù)據(jù)填補(bǔ)或者用概率統(tǒng)計和時空關(guān)聯(lián)進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗。
(2)數(shù)據(jù)集成和融合。物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)空間具有類型多、異構(gòu)和無統(tǒng)一規(guī)則等特點(diǎn),所以,集成與融合可以分為五個方面:①車間內(nèi)部的制造資源瞬息萬變,這種變化很容易對數(shù)據(jù)的同一性、版本和模式更新等產(chǎn)生影響,所以要能及時的記錄數(shù)據(jù)的變化過程;②以聚合數(shù)據(jù)模型為基本,研究怎樣把異構(gòu)的信息映射和轉(zhuǎn)換到統(tǒng)一的數(shù)據(jù)框架中;③物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)都是獨(dú)立分布的,在數(shù)據(jù)融合過程中,有時候需要自發(fā)探索出數(shù)據(jù)源;④為了尋找數(shù)據(jù)的溯源,一定要記錄每一組數(shù)據(jù)的來源;⑤車間內(nèi)的生產(chǎn)資源是不斷變化的,這影響到了數(shù)據(jù)模式的更新、版本和一致性。
(3)復(fù)雜事件處理。在典型的車間物聯(lián)網(wǎng)中,復(fù)雜事件的處理一般依靠上層系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以監(jiān)測各個部件的行為和狀態(tài),并控制部件按照一定的程序做出正確的反應(yīng)、完成一定的工作,而物體的行為一般靠事件的形式來表達(dá)。
(4)安全訪問控制。開放性是物聯(lián)網(wǎng)的一大特點(diǎn),有促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展的作用,但同時也帶來了不小的安全隱患。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的海量數(shù)據(jù)和信息很容易被黑客通過技術(shù)手段破壞和修改,如果對方結(jié)合信息檢索技術(shù)和推理技術(shù),就有可能推算出物聯(lián)網(wǎng)中的隱私數(shù)據(jù),這給工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的安全問題增加了不小的挑戰(zhàn)。
物聯(lián)數(shù)據(jù)的應(yīng)用模式
(1)物聯(lián)車間的生產(chǎn)管控。車間生產(chǎn)控制和管理中心作為整個生產(chǎn)的“大腦”,需要調(diào)度和計劃車間的各項(xiàng)資源和工作能力。該區(qū)域通過集成MES、MDC、ERP等系統(tǒng)數(shù)據(jù),以液晶大屏幕作為載體,顯示出各個車間的生產(chǎn)情況、突發(fā)事件、改造情況和任務(wù)追蹤等,并結(jié)合精細(xì)生產(chǎn)理念,對各個工作單元進(jìn)行生產(chǎn)工作的全程管理、統(tǒng)計、歸納、預(yù)測和分析,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的透明化管理,直觀地展示企業(yè)生產(chǎn)任務(wù)的執(zhí)行情況,提供更加準(zhǔn)確的決策分析,確保生產(chǎn)任務(wù)可以準(zhǔn)時順利地完成。
(2)物聯(lián)車間的質(zhì)量控制。有時候,工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品次品率很高,而且原因復(fù)雜,看似很難解決。例如,很多生產(chǎn)鋼鐵的車間加工出的成品鋼材表面會形成一種縱條紋裂痕,不僅影響產(chǎn)品的效果和外觀,還對產(chǎn)品的電磁性、碟片和層間電阻產(chǎn)生不小的影響,最終給對企業(yè)帶來巨大的損失。而數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)卻像一根救命稻草,它可以對生產(chǎn)工藝流程和生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和整理,篩選出影響產(chǎn)品質(zhì)量的所有可能原因,并建立優(yōu)化模型,降低次品率,提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。