最近很多人跟我討論物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù),但他們大都還對(duì)這兩個(gè)技術(shù)分類(lèi)認(rèn)識(shí)不是很清晰。在這里我結(jié)合我們的一些案例對(duì)這兩個(gè)概念做一些闡述。
物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)完整的概念,不僅包括遠(yuǎn)端的傳感器數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲(chǔ)和展示,還包括對(duì)采集的傳感器歷史數(shù)據(jù)的分析,以及基于分析結(jié)果所產(chǎn)生的決策、反饋和控制動(dòng)作。相對(duì)于傳統(tǒng)的人的認(rèn)知方式,物聯(lián)網(wǎng)相當(dāng)于增強(qiáng)了人的“五官“的識(shí)別能力,使人能夠獲取到原本很多無(wú)法直接獲取的信息。而基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)分析,則相當(dāng)于增強(qiáng)了人的”大腦”的感知能力,讓人能夠擺脫傳統(tǒng)思維的局限性,實(shí)現(xiàn)更多維度、更全面的、更實(shí)時(shí)的認(rèn)知和判斷能力。
通常意義上的大數(shù)據(jù),指的都是對(duì)批量數(shù)據(jù)的計(jì)算。由于原本的存儲(chǔ)和計(jì)算能力有限,最近十年陸續(xù)發(fā)展出了一系列包括Hadoop、Spark在內(nèi)的新技術(shù),用以高效、實(shí)時(shí)的處理海量的數(shù)據(jù)(批量數(shù)據(jù)為主),而在此基礎(chǔ)上,將原來(lái)的一些處理小數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù),同大數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái),實(shí)現(xiàn)對(duì)很多業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)(批量數(shù)據(jù)為主)的分析,比如針對(duì)不同標(biāo)簽的群體的分類(lèi)和畫(huà)像,并進(jìn)行精準(zhǔn)營(yíng)銷(xiāo)。而隨著實(shí)時(shí)性的提高,最近幾年流式計(jì)算和分析也被提到了一個(gè)更高的層次,來(lái)處理時(shí)時(shí)刻刻都需要分析和處理的、帶有時(shí)間標(biāo)簽的數(shù)據(jù),如物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)或日志數(shù)據(jù)。
如大家所見(jiàn),這兩個(gè)看似毫無(wú)關(guān)聯(lián)的技術(shù),是可以通過(guò)數(shù)據(jù)(一個(gè)產(chǎn)生數(shù)據(jù),一個(gè)處理和分析數(shù)據(jù))緊密的聯(lián)系在一起的。
區(qū)分IoT、IIoT和工業(yè)大數(shù)據(jù)
需追根溯源
在進(jìn)一步闡述之前,我需要幫大家區(qū)分幾個(gè)概念。
首先區(qū)分傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)主要針對(duì)消費(fèi)者以及智慧城市等,通過(guò)增加眾多分散廣泛的傳感器采集和傳輸實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),構(gòu)建實(shí)時(shí)監(jiān)控、展示、告警和歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)的能力;而工業(yè)物聯(lián)網(wǎng),則主要指的是通過(guò)采集現(xiàn)有工業(yè)設(shè)備的控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)(很少需要增加傳感器),在監(jiān)控告警的基礎(chǔ)上,通過(guò)深入的數(shù)據(jù)分析,找到提高設(shè)備可靠性、降低異常、提高生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)效率的途徑。
傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)分析,和我們?cè)诨ヂ?lián)網(wǎng)上的流式數(shù)據(jù)分析,區(qū)別不大,通過(guò)單一指標(biāo)的處理,產(chǎn)生相應(yīng)的時(shí)間窗口內(nèi)的平均、極值等計(jì)算量,并進(jìn)行批量計(jì)算和展示。
再區(qū)分工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)大數(shù)據(jù)在國(guó)外很多廠商和媒體上,并沒(méi)有工業(yè)大數(shù)據(jù)這個(gè)概念,更多是將其合并在了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)的范疇,而國(guó)內(nèi)則將二者當(dāng)成兩個(gè)不同的類(lèi)別,同時(shí),還將二者連同諸如生產(chǎn)和供應(yīng)鏈系統(tǒng)等,統(tǒng)統(tǒng)融入到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念中去。所以,我們可以看到包括Gartner在內(nèi)的國(guó)外分析機(jī)構(gòu),并沒(méi)有專(zhuān)門(mén)針對(duì)工業(yè)大數(shù)據(jù)或者工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的分類(lèi),而有很細(xì)致的IIoT的分析。
傳統(tǒng)的工業(yè)里面,并不是沒(méi)有數(shù)據(jù)處理。但是原本的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析和反饋,都是分散在不同系統(tǒng)里面,一方面無(wú)法處理海量的工業(yè)“大“數(shù)據(jù),另一方面也無(wú)法保證實(shí)時(shí)性。我們經(jīng)常看見(jiàn)工業(yè)企業(yè)里面,很多數(shù)據(jù)分析人員被迫從不同的控制系統(tǒng)中手動(dòng)導(dǎo)出一些數(shù)據(jù)文件,通過(guò)手工的方式進(jìn)行交叉關(guān)聯(lián)和標(biāo)注,并編寫(xiě)相應(yīng)的Matlab程序?qū)崿F(xiàn)統(tǒng)計(jì)分析和建模,然后再提取一些現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證,條件好的企業(yè),還會(huì)請(qǐng)一些外部的合作伙伴將其開(kāi)發(fā)成應(yīng)用。這種處理和分析的效率實(shí)在是很低下,但確實(shí)是一種普遍現(xiàn)象。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)
分析大不同
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)分析(工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)+工業(yè)大數(shù)據(jù)),同傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析,有很多不一樣的地方。
數(shù)據(jù)屬性不同
1、數(shù)據(jù)量巨大
工業(yè)數(shù)據(jù)的“量”,需要從幾個(gè)方面來(lái)考慮:
數(shù)據(jù)維度多傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng),由于通常多是相對(duì)獨(dú)立的傳感器,而每個(gè)傳感器上的數(shù)據(jù)點(diǎn)往往都是個(gè)位數(shù),因此數(shù)據(jù)維度很少。
對(duì)于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)來(lái)說(shuō),復(fù)雜的生產(chǎn)都是多個(gè)過(guò)程相互關(guān)聯(lián)、每個(gè)過(guò)程又是多維度數(shù)據(jù)集成的過(guò)程。
這里所說(shuō)的數(shù)據(jù)維度囊括了生產(chǎn)過(guò)程中各種設(shè)備特征、外部工況、參數(shù)、材料和工藝配方等相關(guān)因素。這種維度的數(shù)量級(jí)往往是成千上萬(wàn),在很多高端自動(dòng)化生產(chǎn)(如半導(dǎo)體)的過(guò)程中,數(shù)據(jù)維度都達(dá)到了千萬(wàn)級(jí)別,而其中任何一個(gè)過(guò)程的任何一個(gè)變量的變化,都有可能對(duì)最終生產(chǎn)的結(jié)果產(chǎn)生蝴蝶效應(yīng)。
采樣頻率多樣化傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集間隔通常都是秒級(jí)、分鐘級(jí)別,相對(duì)比較固定。
工業(yè)設(shè)備數(shù)據(jù)的采樣頻率的跨度非常大,一個(gè)設(shè)備的不同指標(biāo)可以有上千倍的差別。對(duì)于設(shè)備故障診斷常用的電流、振動(dòng)加速度傳感器指標(biāo),往往需要10KHz以上的采樣頻率,而一些狀態(tài)變化,往往只需要幾秒甚至幾十秒才采樣一次。
數(shù)據(jù)時(shí)間跨度大長(zhǎng)期的數(shù)據(jù)保存,對(duì)于積累在不同狀態(tài)下的特征判決,非常有幫助。
傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)對(duì)長(zhǎng)期數(shù)據(jù)的保存需求不是很明顯,沒(méi)有太多“狀態(tài)性”(Stateless)的需求。
但是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng),對(duì)基于狀態(tài)(Stateful)的數(shù)據(jù)分析,需求非常強(qiáng)烈。
首先,在傳統(tǒng)的工業(yè)領(lǐng)域,對(duì)于設(shè)備狀態(tài)、控制門(mén)限、關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)置,往往都是通過(guò)廠家或者運(yùn)營(yíng)人員的經(jīng)驗(yàn)值來(lái)去設(shè)置和調(diào)整,這個(gè)值是否正確,是需要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的數(shù)據(jù)驗(yàn)證的;
其次,工業(yè)設(shè)備的電流、功率、扭矩等指標(biāo),在不同工作模式、工況條件、故障狀態(tài)下,往往都存在明確的不一樣特征。而這些特征,如果能夠被保存下來(lái),通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)訓(xùn)練特征識(shí)別模型,將有助于實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的狀態(tài)判決、異常檢測(cè)和故障診斷。并且,通過(guò)不斷累積類(lèi)似相同標(biāo)簽的數(shù)據(jù)樣本,將有助于增強(qiáng)識(shí)別的準(zhǔn)確性。特別是一些可靠性很高的關(guān)鍵設(shè)備,因?yàn)楣收系某杀竞芨撸枰4娈惓;蛘吖收系奶卣鳎⑼ㄟ^(guò)部件之間、子系統(tǒng)之間以及設(shè)備之間特征的組合分析,來(lái)進(jìn)一步提高可靠性。
2、實(shí)時(shí)性強(qiáng)
通常大家都認(rèn)為工業(yè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性會(huì)很強(qiáng),但這往往指的是工業(yè)控制的實(shí)時(shí)性,而不是工業(yè)數(shù)據(jù)分析的實(shí)時(shí)性。
傳統(tǒng)的工業(yè)數(shù)據(jù)分析,往往是通過(guò)在控制系統(tǒng)或者軟件系統(tǒng)中截取一段數(shù)據(jù),保存成文件,通過(guò)分析人員編寫(xiě)一段代碼(如Matlab)和模型,在實(shí)驗(yàn)環(huán)境中進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證,再開(kāi)發(fā)相應(yīng)的控制邏輯或者應(yīng)用程序,通過(guò)實(shí)時(shí)接收來(lái)評(píng)估開(kāi)發(fā)的模型,在運(yùn)行的過(guò)程中不斷調(diào)整模型的參數(shù)。這個(gè)過(guò)程是非常痛苦的,不僅僅是因?yàn)閿?shù)據(jù)的來(lái)源和分析是脫節(jié)的,更是因?yàn)樵谀P烷_(kāi)發(fā)的過(guò)程中需要實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的驗(yàn)證是沒(méi)有辦法在現(xiàn)有環(huán)境中實(shí)現(xiàn)的。
而理想的工業(yè)數(shù)據(jù)分析,就應(yīng)該是一個(gè)高效實(shí)時(shí)的過(guò)程。它可以從實(shí)時(shí)的工業(yè)數(shù)據(jù)中截取有效的數(shù)據(jù)樣本,基于不同的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言和模型框架,開(kāi)發(fā)特定的算法和模型,并基于實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證,然后將驗(yàn)證的結(jié)果同真實(shí)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流結(jié)合起來(lái),實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的判決。只有這樣,才能形成針對(duì)具體場(chǎng)景的智能分析和控制。
3、數(shù)據(jù)質(zhì)量差
工業(yè)數(shù)據(jù)質(zhì)量差是工業(yè)數(shù)據(jù)的典型特點(diǎn)。
工業(yè)的專(zhuān)業(yè)性特點(diǎn),導(dǎo)致大型設(shè)備往往是來(lái)自多個(gè)不同廠家的子系統(tǒng)的大集成。而主機(jī)廠往往并不了解每個(gè)子系統(tǒng)的工作原理,并沒(méi)有形成一套完整的、跨子系統(tǒng)的控制邏輯和數(shù)據(jù)整合機(jī)制,因此只能從其中挑選一些關(guān)鍵的控制信號(hào),實(shí)現(xiàn)既定的控制邏輯,而不會(huì)去關(guān)心每一個(gè)子系統(tǒng)的工作原理,包括各種有助于實(shí)現(xiàn)可靠性、效率乃至質(zhì)量分析的非控制用指標(biāo)。
一方面,工業(yè)設(shè)備生產(chǎn)廠家雖然都聲稱(chēng)能夠達(dá)到各種指標(biāo),但他們往往只能保證關(guān)鍵控制指標(biāo)的完整性,而不能保證子系統(tǒng)關(guān)鍵指標(biāo)的精度和可靠性;另一方面,由于沒(méi)有很好的數(shù)據(jù)整合機(jī)制,往往無(wú)法識(shí)別不同子系統(tǒng)的工作狀態(tài),而給后期針對(duì)不同工作狀態(tài)的數(shù)據(jù)分析造成巨大的障礙;第三,來(lái)自不同子系統(tǒng)的整合,往往會(huì)出現(xiàn)時(shí)間標(biāo)簽不統(tǒng)一、數(shù)據(jù)量程不對(duì)、數(shù)據(jù)標(biāo)簽錯(cuò)誤等常見(jiàn)錯(cuò)誤,甚至在出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候,主機(jī)廠都無(wú)法解釋子系統(tǒng)的指標(biāo)意義;同時(shí),由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的惡劣條件,往往會(huì)造成傳感器數(shù)據(jù)失效,或者長(zhǎng)期處于不準(zhǔn)確狀態(tài);這些數(shù)據(jù)質(zhì)量問(wèn)題,都給后期的數(shù)據(jù)分析造成了巨大的障礙,在分析之前需要做大量的清洗和處理工作。
數(shù)據(jù)分析方法不同
一提到大數(shù)據(jù)分析,很多人都會(huì)自然想到通過(guò)海量數(shù)據(jù)的聚類(lèi)、分類(lèi)、挖掘,來(lái)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)營(yíng)銷(xiāo)、用戶(hù)畫(huà)像。
但是,這些互聯(lián)網(wǎng)或者業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù),都有一些顯著的假設(shè)條件,即數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)可以清晰的標(biāo)簽化、標(biāo)準(zhǔn)化場(chǎng)景多、分析的準(zhǔn)確性要求不高。通過(guò)一系列的分類(lèi)、挖掘,可以找到不同樣本之間的共同特征,針對(duì)有相似屬性的不同個(gè)體的訓(xùn)練結(jié)果,來(lái)推測(cè)具備相同或者相近屬性的個(gè)體的特征。
1、工業(yè)數(shù)據(jù)分析挑戰(zhàn)
但是在工業(yè)數(shù)據(jù)分析,這些假設(shè)條件基本都不存在,數(shù)據(jù)分析面臨更多的挑戰(zhàn)是:
小樣本工業(yè)的異常現(xiàn)象往往會(huì)非常少,或者在單一設(shè)備上發(fā)生的概率非常低,這就造成無(wú)法使用常規(guī)的大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)的方法,根據(jù)采集的異常數(shù)據(jù)特征,去訓(xùn)練穩(wěn)定的故障模型;
過(guò)擬合根據(jù)大量相關(guān)因素,通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)在特定數(shù)據(jù)集下所訓(xùn)練出來(lái)的模型,即使經(jīng)過(guò)了大量的測(cè)試數(shù)據(jù)的驗(yàn)證,變現(xiàn)出很完美的擬合特征,但是在真實(shí)環(huán)境下,由于數(shù)據(jù)和工作狀態(tài)的多變性,往往也很難取得長(zhǎng)期穩(wěn)定的判決結(jié)果,即出現(xiàn)“過(guò)擬合”的情況。
難以準(zhǔn)確清晰的標(biāo)注工業(yè)的數(shù)據(jù),即使出現(xiàn)了一些可以提煉的特征,但是這種特征往往是跟不同的工況或者工作模式緊密相關(guān)(如振動(dòng)傳感器振動(dòng)幅度的高低,在設(shè)備輕載或者重載下完全不一樣),如果沒(méi)有辦法區(qū)分出異常特征的標(biāo)注條件,也很難實(shí)現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)過(guò)濾和分析;
場(chǎng)景碎片化工業(yè)的場(chǎng)景非常碎片化,很難有通用的模型,即使有一些類(lèi)似電機(jī)、泵的故障模型,以及振動(dòng)分析、SPC這樣的通用分析方法,在不同類(lèi)型的設(shè)備上,甚至在同一類(lèi)型的不同個(gè)體上,都很難保證統(tǒng)一穩(wěn)定的運(yùn)行。
這些挑戰(zhàn),都會(huì)造成工業(yè)大數(shù)據(jù)分析,不可能完全采用互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的分析方法,而是需要充分結(jié)合工作機(jī)理,實(shí)現(xiàn)復(fù)合型的建模和判決。
2、工業(yè)數(shù)據(jù)分析分類(lèi)
通常意義上工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)分析,可以分為如下四個(gè)類(lèi)別:
描述式分析(Descriptive):對(duì)采集的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和展示,這部分以統(tǒng)計(jì)分析為主;診斷式分析(Diagnostic):結(jié)合工業(yè)機(jī)理,對(duì)異常產(chǎn)生的原因進(jìn)行診斷分析,這部分需要加入很多的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù),包括相關(guān)性分析、序列事件分析等;預(yù)測(cè)式分析(Predictive):通過(guò)長(zhǎng)期歷史數(shù)據(jù)的發(fā)展規(guī)律,預(yù)測(cè)趨勢(shì)的變化,這部分需要引入包括機(jī)器學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù),對(duì)趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè);處方式分析(Prescriptive):通過(guò)多個(gè)維度的數(shù)據(jù)分析的結(jié)果,結(jié)合知識(shí)庫(kù)和機(jī)器學(xué)習(xí),給出多種決策依據(jù)的可能,并提供智能的判決支持;在每個(gè)類(lèi)別里面,又必須從兩個(gè)層次來(lái)展開(kāi)分析:
機(jī)理分析:根據(jù)物理或化學(xué)的原理,對(duì)工業(yè)設(shè)備的控制、過(guò)程以及產(chǎn)生的響應(yīng)進(jìn)行基于設(shè)計(jì)原理的專(zhuān)業(yè)分析,這部分一定是以專(zhuān)業(yè)知識(shí)為依據(jù)的;數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的分析:對(duì)于工業(yè)里面很多無(wú)法測(cè)量,無(wú)法解釋的現(xiàn)象,可以通過(guò)提取數(shù)據(jù)特征,從海量的數(shù)據(jù)中尋找異常點(diǎn),通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)的方法,彌補(bǔ)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的不足;可以看到,工業(yè)數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)是工業(yè)機(jī)理,也就是專(zhuān)業(yè)工業(yè)知識(shí)的了解,而不是數(shù)據(jù)分析的方法和能力。沒(méi)有充分的工業(yè)機(jī)理和專(zhuān)業(yè)知識(shí),盲目的將一些大數(shù)據(jù)、人工智能的工具對(duì)工業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,一定會(huì)適得其反。
應(yīng)用場(chǎng)景融入工業(yè)三大層
起巨大作用
我們都知道,互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用場(chǎng)景包括基于用戶(hù)畫(huà)像的精準(zhǔn)營(yíng)銷(xiāo)、海量結(jié)構(gòu)化的決策支持等。那工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)分析,可以應(yīng)用到哪些場(chǎng)景中呢?
我們認(rèn)為,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的大數(shù)據(jù)分析,從工業(yè)的三個(gè)層次,都可以發(fā)揮出巨大的作用。
設(shè)備層工業(yè)企業(yè)可以通過(guò)讀取智能工業(yè)產(chǎn)品的傳感器或者控制系統(tǒng)的各種實(shí)時(shí)參數(shù),構(gòu)建可視化的遠(yuǎn)程監(jiān)控,并給予采集的歷史數(shù)據(jù),構(gòu)建層次化的部件、子系統(tǒng)乃至整個(gè)設(shè)備的健康指標(biāo)體系,并使用人工智能實(shí)現(xiàn)趨勢(shì)預(yù)測(cè);基于預(yù)測(cè)的結(jié)果,對(duì)維修策略以及備品備件的管理策略進(jìn)行優(yōu)化,降低和避免客戶(hù)因?yàn)榉怯?jì)劃停機(jī)帶來(lái)的損失;
例如,寄云科技為某石油機(jī)械制造公司提供了鉆井設(shè)備的預(yù)測(cè)性維修和故障輔助診斷系統(tǒng),不僅能夠?qū)崟r(shí)采集鉆機(jī)不同關(guān)鍵子系統(tǒng),如發(fā)電機(jī)、泥漿泵、絞車(chē)、頂驅(qū)的各種關(guān)鍵指標(biāo)數(shù)據(jù),更能夠根據(jù)歷史數(shù)據(jù)的發(fā)展趨勢(shì),對(duì)關(guān)鍵部件的性能進(jìn)行評(píng)估,并根據(jù)部件性能預(yù)測(cè)的結(jié)果,調(diào)整和優(yōu)化維修的策略;同時(shí),還能夠根據(jù)鉆機(jī)的實(shí)時(shí)狀態(tài)的分析,對(duì)鉆井的效率進(jìn)行評(píng)估和優(yōu)化,能夠有效的提高鉆井的投入產(chǎn)出比。
過(guò)程層工業(yè)企業(yè)可以將生產(chǎn)階段的各種要素,如原材料、設(shè)備、工藝配方和工序要求,通過(guò)數(shù)字化的手段集成在一個(gè)緊密協(xié)作的生產(chǎn)過(guò)程中,并根據(jù)既定的規(guī)則,自動(dòng)的完成在不同條件組合下的操作,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的生產(chǎn)過(guò)程;同時(shí)記錄生產(chǎn)過(guò)程中的各類(lèi)數(shù)據(jù),為后續(xù)的分析和優(yōu)化提供依據(jù)。
通過(guò)采集生產(chǎn)線(xiàn)上的各種生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)全部生產(chǎn)過(guò)程的可視化監(jiān)控,并且通過(guò)經(jīng)驗(yàn)或者機(jī)器學(xué)習(xí)建立關(guān)鍵設(shè)備參數(shù)、檢驗(yàn)指標(biāo)的監(jiān)控策略,對(duì)出現(xiàn)違背策略的異常情況進(jìn)行及時(shí)處理和調(diào)整,實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定并不斷優(yōu)化的生產(chǎn)過(guò)程。
例如,寄云科技為某電子玻璃產(chǎn)線(xiàn)構(gòu)建的在線(xiàn)質(zhì)量監(jiān)控體系,充分采集了冷端和熱端的設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù),并通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)獲得流程生產(chǎn)過(guò)程中關(guān)鍵指標(biāo)的最佳規(guī)格,設(shè)定相應(yīng)的SPC監(jiān)控告警策略,并通過(guò)相關(guān)性分析,在幾萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)中實(shí)現(xiàn)對(duì)特定的質(zhì)量異常現(xiàn)象的診斷分析。
經(jīng)營(yíng)層工業(yè)企業(yè)可以通過(guò)將過(guò)程層產(chǎn)生的各種OT數(shù)據(jù),同業(yè)務(wù)系統(tǒng)產(chǎn)生或者填報(bào)的各類(lèi)IT數(shù)據(jù)相結(jié)合,構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn),并在其基礎(chǔ)上,通過(guò)一定的計(jì)算和分析,就能夠產(chǎn)生準(zhǔn)確的經(jīng)營(yíng)層面的分析,對(duì)企業(yè)的安全生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)效率、決策支持都提供支撐,并逐步延展至企業(yè)外部環(huán)境,提供開(kāi)放的數(shù)據(jù)生態(tài),進(jìn)而形成更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。
例如,寄云科技為某省級(jí)能源集團(tuán)提供了安全生產(chǎn)智慧管控的解決方案,從數(shù)十個(gè)不同類(lèi)型的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)提取生產(chǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),結(jié)合從第三方業(yè)務(wù)系統(tǒng)抽取的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),構(gòu)建多維度的統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn),并基于IT和OT融合的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn),開(kāi)發(fā)包括生產(chǎn)運(yùn)行監(jiān)控、安全管理、環(huán)保管理、質(zhì)量管理、能源管理、經(jīng)營(yíng)分析等在內(nèi)的一系列的工業(yè)應(yīng)用。
說(shuō)到這里,很多人不禁會(huì)問(wèn),原本不是也有很多的數(shù)據(jù)分析,包括BI和大屏展示還有很多的分析報(bào)表,為什么還要增加基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)分析呢?
我們都知道,現(xiàn)階段工業(yè)的數(shù)據(jù)分析,包括上述的展示和報(bào)表,都是基于業(yè)務(wù)系統(tǒng)的,很多都是填報(bào)的數(shù)據(jù),或者基于填報(bào)數(shù)據(jù)產(chǎn)生的計(jì)算。而控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和相應(yīng)的分析結(jié)果,是游離在現(xiàn)有的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)之外的。但是,真實(shí)反映企業(yè)設(shè)備、生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)情況的,如果沒(méi)有來(lái)自控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和相應(yīng)的分析,是嚴(yán)重失真的。同時(shí),很多OT的分析,如果沒(méi)有來(lái)自IT系統(tǒng)的關(guān)聯(lián),也是無(wú)法得到精準(zhǔn)的結(jié)果的(比如將維保記錄和生產(chǎn)數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)實(shí)現(xiàn)質(zhì)量分析)。
工業(yè)IT/OT數(shù)據(jù)融合平臺(tái)架構(gòu)示意圖
一個(gè)高效運(yùn)行的工業(yè)企業(yè),按照我們的理解,是必須將OT和IT的數(shù)據(jù)整合到一個(gè)大的平臺(tái)上,并制定嚴(yán)格的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)(資產(chǎn)、過(guò)程、流程、組織的標(biāo)準(zhǔn)),通過(guò)不同的專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)分析,持續(xù)開(kāi)發(fā)不同的新形態(tài)的應(yīng)用(如上圖所示),才能滿(mǎn)足企業(yè)全方位、精準(zhǔn)、高效運(yùn)營(yíng)的需求。(下一篇我將針對(duì)工業(yè)企業(yè)的IT和OT的融合架構(gòu)進(jìn)行探討,提前預(yù)告一下)
企業(yè)選對(duì)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)
將決勝未來(lái)
總結(jié)一下,物聯(lián)網(wǎng),無(wú)論是通用的物聯(lián)網(wǎng)還是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng),如果沒(méi)有結(jié)合專(zhuān)業(yè)的精細(xì)化的數(shù)據(jù)分析,是支撐不了企業(yè)未來(lái)的發(fā)展戰(zhàn)略的。選擇合適的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái),將極大的加快企業(yè)的數(shù)字化進(jìn)程,朝著智能化的道路快速推進(jìn)。
寄云科技是國(guó)內(nèi)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者,提供了針對(duì)PLC、DCS、CNC等不同設(shè)備以及業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)清洗和預(yù)處理、海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和查詢(xún)的能力,能夠有效的實(shí)現(xiàn)OT數(shù)據(jù)和IT數(shù)據(jù)的高效融合,并提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)服務(wù)。同時(shí),支持用戶(hù)根據(jù)工業(yè)機(jī)理自助式選擇數(shù)據(jù)、快速構(gòu)建各類(lèi)工業(yè)模型,為用戶(hù)提供各種可視化開(kāi)發(fā)工具,快速對(duì)實(shí)時(shí)和業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和展示,并提供一系列應(yīng)用框架,支持用戶(hù)通過(guò)配置以及零代碼或者低代碼的方式,構(gòu)建設(shè)備的預(yù)測(cè)性維修、生產(chǎn)線(xiàn)的可視化和質(zhì)量?jī)?yōu)化,以及企業(yè)的經(jīng)營(yíng)分析等應(yīng)用,幫助企業(yè)構(gòu)建以數(shù)據(jù)為中心的轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略,消除不同系統(tǒng)之間的隔閡,快速、靈活、高效的洞察生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的各類(lèi)問(wèn)題,構(gòu)建持續(xù)的競(jìng)爭(zhēng)力。
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原文標(biāo)題:寫(xiě)篇文章深度解析一下物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)分析的淵源和應(yīng)用
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