鄭忠斌 李世強 劉子昊 孫學偉

摘? 要：工業(yè)互聯(lián)網作為物聯(lián)網的發(fā)展，被業(yè)內眾多專家普遍認為是未來工業(yè)制造業(yè)的藍圖，隨著大數(shù)據技術的不斷發(fā)展，大數(shù)據技術為工業(yè)互聯(lián)網提供了有力的技術支持并由此產生了眾多的發(fā)展應用，文章將根據大數(shù)據在工業(yè)互聯(lián)網中的幾個應用來淺談大數(shù)據技術對于工業(yè)互聯(lián)網的推動。

關鍵詞：工業(yè)互聯(lián)網;大數(shù)據;智能工廠

中圖分類號：TP393? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）25-0181-02

Abstract： As the development of the Internet of things， the industrial Internet is generally regarded by many experts in the industry as the blueprint of the future industrial manufacturing industry. With the continuous development of big data technology， big data technology provides strong technical support for the industrial Internet and has produced a large number of development and applications. This paper will discuss the promotion of big data technology to the industrial Internet according to several applications of big data in the industrial Internet.

Keywords： industrial Internet; big data; intelligent factory

1 概述

與傳統(tǒng)的工業(yè)生產有著巨大的不同，工業(yè)互聯(lián)網是一個前所未有的新領域，其擁有著極其豐富的組成部分和創(chuàng)新架構。當艾什頓教授在麻省理工學院把RFID標簽貼到工廠生產的商品上之后，物聯(lián)網這一概念開始被廣泛傳播，而工業(yè)互聯(lián)網就是物聯(lián)網在工業(yè)領域的深入應用，幾乎所有業(yè)內人士都認為工業(yè)互聯(lián)網是我們工業(yè)企業(yè)未來發(fā)展的藍圖，特別是在目前我國傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)發(fā)展面臨轉型的關鍵時刻，工業(yè)互聯(lián)網更是我們發(fā)展的不二方向。而作為工業(yè)互聯(lián)網發(fā)展的核心基礎技術之一的大數(shù)據技術更是重中之重。

2 大數(shù)據技術在工業(yè)互聯(lián)網中的應用

2.1 預防性維修

帶有故障或故障癥候的生產設備往往會給工廠帶來巨大的經濟損失，據不完全估計，豐田集團每天的凈利潤高達4.2億人民幣，一旦停止生產造成的損失將是難以估計的。為了降低因生產設備而造成的意外停產，各工業(yè)企業(yè)都有制定自己的維修維護計劃，但是在傳統(tǒng)的工業(yè)企業(yè)中，這種維修維護更多的是靠著“老師傅”或是技術人員的工作經驗，故在這其中存在著很大的主觀性，容易造成過度維修浪費經費和缺乏維修導致意外停工的情況出現(xiàn)。而當大數(shù)據技術加持的工業(yè)互聯(lián)網出現(xiàn)之后，這種由之前技術人員通過主觀經驗而確定維修計劃的弊病就一去不復返了，基于大數(shù)據技術的預測維修使用方案的目的是實現(xiàn)生產設備的無故障運行，盡可能降低因生產設備故障而造成的停工和經濟損失，其核心是故障診斷與預防維修，主要的處理流程是通過安裝傳感器在生產設備上來收集設備的生產參數(shù)，大數(shù)據將會根據此種生產參數(shù)和生產設備的歷史損壞記錄而建立相應的數(shù)據庫，不僅僅是一家公司的設備數(shù)據會連入此數(shù)據庫，全國乃至全世界的此設備的生產信息都可以連入此數(shù)據庫，大數(shù)據能夠根據以往的維修記錄智能的確定在什么時候對設備進行什么樣的保養(yǎng)或維修能夠最經濟的使用該設備，并極大的減少意外停工事件的發(fā)生。目前市場上大部分的生產設備還沒有建立有效的預測性維護使用方案，而在英特爾的實驗性的智能工廠中，有預測性維護使用方案的生產設備的健康狀況要好于其他設備65%以上，設備的生命周期更是高出其他設備一半以上。預測性維修方案除了在工廠生產車間有眾多應用之外，在常見的工程機械裝備中也有很多應用，例如在挖掘機、吊車、自卸車上，油缸起著動力源的作用，但是由于其內部的壓力很高，一旦發(fā)生危險將會造成十分嚴重的后果，在油缸發(fā)生故障之前，排量和活塞往復運動的次數(shù)成正態(tài)分布，預測性維修方案可以建立對應的數(shù)字模型，從而建立以殘差數(shù)據為輸入信息的判別函數(shù)，最終通過油缸偏離正常取值范圍的情況來制定維修保養(yǎng)計劃。預防性維修方案的意義不僅僅在于為使用者提供有保證、可靠的生產設備，更深遠的意義在于設備的使用數(shù)據建立的數(shù)據庫可以直觀的反映出設備的制造缺陷，通過分析這些缺陷的成因制造商可以輕松的分析出產品的薄弱環(huán)節(jié)，從而在以后的生產中改進設計方案，逐步完善設備的可靠度，提高設備的效率，從而促進該行業(yè)乃至生個工業(yè)生態(tài)鏈的快速發(fā)展。

2.2 智能化服務

智能化服務實現(xiàn)的是一種通過分析用戶需求來智能化的為用戶提供更好的服務的新技術，其主要實現(xiàn)方式為使用攝像頭，傳感器等數(shù)據采集元件收集用戶使用產品或服務的眾多信息，隨后由傳輸系統(tǒng)送至后臺，根據收到的數(shù)據信息中央處理器將構建需求的結構模型，進行數(shù)據挖掘和商業(yè)智能分析，不僅可以深入分析用戶的習慣、喜好等較為顯性的需求外，還可以進一步深入的分析與時空、身份、工作生活狀態(tài)關聯(lián)的隱性需求，主動給用戶提供精準、高效的服務。

智能化服務主要根據工況數(shù)據的采集，使用大數(shù)據技術進行對數(shù)據的分析、監(jiān)控以此來實現(xiàn)對于故障的預判，將傳統(tǒng)陳舊的服務模式向智能化、數(shù)字化、信息化服務的新型服務模式慢慢過渡，一步步實現(xiàn)從售前到售后服務的全流程數(shù)字信息化，以實現(xiàn)對于服務質量的全程監(jiān)督。大數(shù)據技術作為主要的支撐技術將貫穿整個智能服務，如智能服務中需要的原料需求預測，通過用戶采購訂單、當前庫存狀態(tài)結合補貨所需要的時間、步驟，以及工具對不同時間段、趨勢、波動性進行深入的分析，達到配件需求的精度等級。一方面幫助上游配件供應商提高生產速度，另一方面降低易損件備用間的庫存水平，節(jié)約流動資金，為下游經銷商降低備件所需要的庫存金額。

2.3 智能化生產

大數(shù)據加持的工業(yè)互聯(lián)網在工業(yè)生產中有著十分深遠的應用，在煤炭的生產過程中，大數(shù)據加持的工業(yè)互聯(lián)網可以實現(xiàn)建立智能的生產指揮控制系統(tǒng)，此系統(tǒng)能夠用充分的整合傳統(tǒng)的挖掘采集、運輸、通風換氣、電力供應等控制系統(tǒng)，將傳統(tǒng)的生產系統(tǒng)數(shù)字化，在大數(shù)據的幫助下實現(xiàn)煤炭挖掘、水洗加工、裝載外運等環(huán)節(jié)的高度協(xié)調以實現(xiàn)生產流程的無縫對接，以及挖掘采集、運輸、通風換氣、電力供應等生產參數(shù)的深度分析，通過數(shù)字化的分析以實現(xiàn)煤礦的安全生產，分析可能造成事故的各種征兆，最大程度的減少傷亡事故的發(fā)生。典型的智能化煤礦生產模式為數(shù)據收集系統(tǒng)、數(shù)據傳輸系統(tǒng)、數(shù)據分析云平臺、數(shù)據分析處理等。數(shù)據收集系統(tǒng)主要包括礦井下各種智能傳感器，如攝像機、紅外傳感設備等通過井下的智能傳感設備網絡對井下的生產數(shù)據等進行實時不間斷的采集。數(shù)據傳輸系統(tǒng)包括連接各種設備的光導纖維、無線網絡等，通過有線和無線的方式連接各種傳感器和中央數(shù)據處理器。數(shù)據分析云平臺存能夠對智能傳感器接收到的數(shù)據進行分類，并按照一定方式存儲各類數(shù)據，以此為大數(shù)據分析做出基礎工作。神華集團通過使用大數(shù)據加持的工業(yè)互聯(lián)網實行智能控制，減少井下工作人員200余人，同時節(jié)省掉了3500余萬元的人工成本，極大程度的提高了工作效率，實現(xiàn)了透明化生產、智能化的數(shù)據分析，是我國典型的工業(yè)互聯(lián)網案例。

3 結束語

目前世界上工業(yè)互聯(lián)網產業(yè)仍處于初級階段，我國的工業(yè)互聯(lián)網水平更是有待提高，成熟的、可大規(guī)模推廣的企業(yè)應用成功案例較少，工業(yè)互聯(lián)網安全的研究及產業(yè)支持仍處于起步階段。此外在工業(yè)互聯(lián)網的發(fā)展初期需要制定一系列標準和端口問題，這需要我們付出巨大的人力成本和時間成本，但是我們仍需迎難而上，從管理、技術、安全等多方向協(xié)同構建工業(yè)互聯(lián)網。隨著大數(shù)據技術的飛速發(fā)展，未來工業(yè)互聯(lián)網必將推動企業(yè)乃至整個工業(yè)制造業(yè)行業(yè)的巨大發(fā)展甚至變革。

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