工業(yè)大數(shù)據(jù):車間物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)管理

《制造業(yè)數(shù)據(jù)管理的再認知》一文中我們將工業(yè)大數(shù)據(jù)分為公共資源數(shù)據(jù)、工程類數(shù)據(jù)、管理類數(shù)據(jù)和物聯(lián)數(shù)據(jù)。這篇文章主要談談物聯(lián)數(shù)據(jù)，也是數(shù)據(jù)管理部分的最后一篇了。傳統(tǒng)的管理系統(tǒng)將人作為數(shù)據(jù)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(lián)網(wǎng)，就是要將人和物聯(lián)系起來，將系統(tǒng)和物聯(lián)系起來，將物作為數(shù)據(jù)采集端，由人或系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)分析和決策。數(shù)據(jù)的分析與優(yōu)化是物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術之一，也是未來物聯(lián)網(wǎng)發(fā)揮價值的關鍵點。物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)中有很多種應用方式，如物流倉儲、生產(chǎn)制造、產(chǎn)品運維等，我們這里重點講講生產(chǎn)制造和產(chǎn)品運維。

第一節(jié) 物聯(lián)數(shù)據(jù)的組織方式

工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)制造物聯(lián)網(wǎng)應用一般稱為車間物聯(lián)網(wǎng)或者叫制造物聯(lián)，通過使用RFID傳感器、無線網(wǎng)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(diào)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(shù)（工作環(huán)境、進給速度、切削參數(shù)等）、動態(tài)參數(shù)（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(chǎn)過程的影響，并在生產(chǎn)流程開始之前已經(jīng)確定，是車間現(xiàn)場管理中的常量數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)并非永遠固定不變，它們可在生產(chǎn)過程結(jié)束后由用戶進行調(diào)整；動態(tài)數(shù)據(jù)是一直處于變化中的數(shù)據(jù)，車間物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)大多屬于動態(tài)數(shù)據(jù)。

第二節(jié) 物聯(lián)數(shù)據(jù)的管理技術

車間物聯(lián)網(wǎng)是一種典型的復雜信息系統(tǒng)，涉及數(shù)據(jù)管理的各個方面，主要包括：數(shù)據(jù)質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)融合與集成、復雜事件處理、數(shù)據(jù)存儲與處理，以及安全訪問控制等。

數(shù)據(jù)質(zhì)量控制：物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)質(zhì)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(wǎng)絡數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方面，主要采用清除多讀和誤讀數(shù)據(jù)、填補漏讀的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)清洗通常采用概率統(tǒng)計和時空關聯(lián)的方法。

數(shù)據(jù)融合與集成：物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)空間內(nèi)數(shù)據(jù)對象的多態(tài)性表現(xiàn)在多類型、異構(gòu)和無統(tǒng)一模式。因此，一方面需要構(gòu)建車間統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型，用統(tǒng)一的方式表達數(shù)據(jù)；第二方面以統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型為基礎，研究如何將異構(gòu)數(shù)據(jù)映射和轉(zhuǎn)換到統(tǒng)一的數(shù)據(jù)框架中；第三方面物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)源是分布、自治和獨立的。在數(shù)據(jù)集成過程中，有時需要自動地發(fā)現(xiàn)相關的數(shù)據(jù)源；第四方面要記錄數(shù)據(jù)的來源，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)的一致性、版本和模式更新等產(chǎn)生影響，要能夠記錄數(shù)據(jù)演化的過程。

復雜事件處理：在典型的物聯(lián)網(wǎng)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(lián)網(wǎng)的開放性，如何保護好了傳感數(shù)據(jù)的隱私性成為一個棘手問題。因為這些海量數(shù)據(jù)很容易獲取、如果幾何互聯(lián)網(wǎng)檢索信息，使用復雜的推理技術，就可推演出隱私信息。物聯(lián)網(wǎng)的物體異構(gòu)性和移動性增加了隱私保護的復雜性。

第三節(jié) 物聯(lián)數(shù)據(jù)的應用模式

1、物聯(lián)車間的生產(chǎn)管控：車間生產(chǎn)指揮調(diào)度中心作為整個生產(chǎn)的“大腦”，需要統(tǒng)籌調(diào)度車間的各項資源及生產(chǎn)能力，該中心通過集成ERP、MES、MDC等系統(tǒng)數(shù)據(jù)，以電子大屏幕為載體，展示各生產(chǎn)現(xiàn)場作業(yè)情況、突發(fā)事件、事件跟蹤、改進情況等。結(jié)合精益生產(chǎn)理念，對各生產(chǎn)單元的生產(chǎn)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(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)可視化管理，為全景展示公司生產(chǎn)任務執(zhí)行情況，提供企業(yè)決策支持分析，確保生產(chǎn)任務按質(zhì)、按量的準時完成。

2、物聯(lián)車間的質(zhì)量控制：某鋼鐵企業(yè)是中國最大的特種鋼材生產(chǎn)企業(yè)，在其某條硅鋼生產(chǎn)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?？v條紋缺陷不僅影響產(chǎn)品的外觀效果，而且對產(chǎn)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(chǎn)量的30%左右，每年給企業(yè)帶來巨大的損失。通過數(shù)據(jù)挖掘技術對生產(chǎn)工藝流程數(shù)據(jù)進行深入分析和挖掘，建立產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)化模型，減低次品率，提升產(chǎn)品質(zhì)量。