工业大数据:车间物联网数据管理

物联数据的组织方式

  • 工业企业的生产制造物联网应用一般称为车间物联网或者制造物联,通过使用RFID、传感器、无线网络通信、GPS定位、语音视频系统等技术把制造计划与制造资源“人、机、料、法、环”等信息链接起来,从而对五大制造资源智能化识别、定位、跟踪、监控和管理,从而满足企业指挥调度、环境监测等方面的管理要求。
  • 五大制造资源分为静态属性和动态属性,如一台机床设备的静态属性又可以分为管理信息(设备编码、设备名称、设备分类等)、静态参数(工作环境、进给速度、切削参数等)、动态参数(机床状态、车床完备率、车床负荷率、维修记录等)。
  • 静态属性不受生产过程的影响,并在生产流程开始之前已经确定,是车间现场管理中的常量数据,但这些数据并非永远固定不变,它们可在生产过程结束后由用户进行调整;动态数据是一直处于变化中的数据,车间物联网数据大多属于动态数据。 

物联数据的管理技术

  车间物联网是一种典型的复杂信息系统,涉及数据管理的各个方面,主要包括:数据质量控制、数据融合与集成、复杂事件处理、数据存储与处理,以及安全访问控制等

1.数据质量控制

  • 物联网的数据质量可以用精确度、置信度和完整性三个指标来衡量
  • 在提高射频识别、传感器网络数据质量控制方面,主要采用清除多读和误读数据、填补漏读的数据,数据清洗通常采用概率统计和时空关联的方法。

2.数据融合与集成

物联网数据空间内数据对象的多态性表现在多类型、异构和无统一模式,因此:

(1)需要构建车间统一的数据模型,用统一的方式表达数据;

(2)以统一数据模型为基础,研究如何将异构数据映射和转换到统一的数据框架中;

(3)物联网中的数据源是分布、自治和独立的,在数据集成过程中,有时需要自动地发现相关的数据源;

(4)要记录数据的来源,从而实现数据的溯源;

(5)车间制造资源是不断变化的,这种变化会对于数据的一致性、版本和模式更新等产生影响,要能够记录数据演化的过程。

3.复杂事件处理

在典型的物联网应用中,上层系统负责监测各个物体的状态和行为,并控制其按照既定的程序作出智能反应并完成相应行为。物体的行为通常以事件形式表达。

4.安全访问控制

由于物联网的开放性,使用复杂的推理技术,就可推演出隐私信息,如何保护好传感数据的隐私性成为一个棘手问题。但同时,物联网的物体异构性和移动性增加了隐私保护的复杂性。

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