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        1. 工業大數據應用管理解決方案

          摘要

                        

          力控科技工業大數據應用管理解決方案通過構建一個支持工業云體系的具有高容量、高伸縮性、高容錯性的分布式實時數據庫,從而實現對工業大數據應用管理的基礎支撐。通過ICT技術將工廠大量的人、信息和機器進行互連互通,并將全部生產要素聯結成統一的工業互聯網。通過構建工業大數據應用管理平臺,實現對設備、裝備的生產效率、產品質量以及產業鏈進行更有效的優化,并為未來的智能制造系統提供基礎環境。工業云平臺作為支撐工業大數據平臺的基礎,對來自設備端的海量工業數據提供采集、存儲、查詢、分析、挖掘與應用等重要功能。


              

          一、方案概述


          在企業智能管控一體化業務需求的推動下,促使工業管理系統朝著分布式、網絡化、集成化、平臺化、智能化等方向發展。通過工業大數據、工業云平臺,能夠從信息共享上升到知識業務的高度共享和傳承,打破地域及組織的限制,實現以生產績效為目標的發展模式。

          目前,我國大力推動推動“信息化與工業化深度融合”,全面實施“中國制造2025”規劃,互聯網、移動互聯網應用規模居全球首位,擁有豐富的數據資源和應用市場優勢,大數據部分關鍵技術研發取得突破,涌現出了一批互聯網創新企業和創新應用,為工業大數據的應用管理起到了巨大的推動作用。



          二、設計目標


          基于Hadoop架構的力控工業大數據平臺,面向生產智能化分析應用,通過與力控產品家族的融合、對接來實現廣泛的數據接入。

          通過大數據、云計算技術,提供數據分析、智能預測、定制化應用,來服務于智能工廠建設和企業上云服務。

          應用服務平臺可以集成、部署各類工業云服務和業務資源,以大數據云平臺的模式向企業直接提供IT應用服務。

          通過基于云平臺的多方協作、設計眾包、生產過程監控、生產執行制造等新型的開發方式,實現制造資源的高效整合,形成涵蓋研發設計、協同制造、企業管理、產品服務等全流程的應用產品,快速構建覆蓋全生命周期的多樣化業務應用。



          三、系統架構

            


          力控科技工業大數據平臺主要處理工業多樣化的海量數據,主要針對生產流程的實時數據、歷史數據、運維數據、報警數據、產品生命周期數據、設備分析數據等進行管理與分析。基于大數據平臺,能夠進行深度數據挖掘與分析,為提高產品質量、優化生產模型、研發新產品、柔性生產等提供支持。平臺實現高比率壓縮和高效存儲,助力AI+數據中臺應用于智能制造領域。


          系統架構如下圖所示:


          系統功能架構如下圖所示:



          四、功能特點



          應用方案采用了大數據平臺邊緣數據匯聚、數據采集上傳、數據存儲、數據分析、數據可視化展現等核心技術。

          1、工業大數據采集

          基于力控工業網關、pSpace產品,實現過程數據采集接入、企業端數據匯聚,協議適配器支持Modbus、OPC/OPCUA、主流PLC協議、各類智能儀表控制器、定制協議的解析與數據轉換上傳。

          定制協議的解析與數據轉換上傳,支持前端數據預處理,針對關系數據庫的數據抽取、設備運行日志、Txt/CSV等自定義文件的數據采集,提供ETL工具,支持配置抽取源、抽取目標、抽取規則、預處理及轉換規則等,實現異構數據的整合與上傳。為每一臺設備提供從設備接入、運行監控、設備資產管理、工業數據預知分析等一站式SaaS服務。

          2、工業大數據存儲

          根據工業數據的特點,采用HBase、Greenplum、Redis以及其它數據庫組合應用的數據存儲與分析方式,確保具有足夠的存儲容量和高效的查詢索引性能。

          構建分布式存儲系統,隨著數據規模的擴大,動態增加存儲節點,同時具有可伸縮、多副本高容錯、高吞吐量等特性。利用HDFS解決本地文件系統在文件大小、文件數量、打開文件數量等方面的限制。

          3、工業大數據處理與分析挖掘

          提供Spark分布式計算框架,具有MapReduce的所有優點而且更加高效,將復雜應用劃分為不同階段,各階段中間結果保存在內存中,大幅減少磁盤開銷,同時避免了MapReduce復雜串聯任務操作和反復調用,基于Hadoop集群實現資源的高效利用, 實現數據實時計算、海量數據分析挖掘。

          通過大數據分析挖掘優化生產工藝,根據采集的歷史數據訓練分選模型,實時采集過程數據,預測模型發現不良情況時,及時進行反饋。

          4、工業大數據可視化

          業務人員無需編寫繁瑣的代碼,只要簡單地拖拽,就能輕松制作出豐富的圖表,靈活地展示分析數據,快速發現數據中的規律。通過企業運營狀況的實時、全域、立體展示,使企業直觀掌握當前運營狀態,實現企業運營的穿透管理,為企業經營管理、生產運營管理提供決策支持。



          五、給客戶帶來的價值


          通過力控科技工業大數據應用管理解決方案的建設實施,為各行業的生產監控與管理、數字化車間、智能工廠、集團決策等多層次的智能管控系統提供基礎數據,助力企業互聯網+工業模式的轉型升級,提高企業在新時代下的核心競爭力。



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