大连接在工业互联网的应用研究

发表时间:2020/9/9   来源:《科学与技术》2020年3月第9期   作者:曲永冬 邵静 王翠芝 卢亦俊
[导读] 近年来,随着工业互联网技术的不断发展,工业连接的建设需求量也日益旺盛
        【摘要】:近年来,随着工业互联网技术的不断发展,工业连接的建设需求量也日益旺盛,在传统的工业互联网产业建设中,大连接技术实现了服务资源建设信息多元化发展。为了全面促进工业互联网领域的建设,积极发挥和实现大连接的建设意义,建议相关单位采用全流程管理的措施和方法,不断提升和优化企业在工业连接中的信息化管理和连接建设需求。
        【关键词】:工业连接;工业互联网;探索与实践研究
美国通用电气公司于2012年提出“工业互联网,就是把人、数据和机器连接起来”,成为工业互联网的概念。工业互联网的本质是通过网络平台把设备、产线、工厂、供应商、和客户紧密地连接和融合起来,高效共享工业经济中的各种要素资源,实现工业生产的数字化、网络化、智能化发展,降低成本、增加效率,帮助制造业延长产业链,推动制造业转型发展。工业互联网的关键技术是连接和融合,通过连接技术实现生产设备、传感器、管理软件最终将人机连接,打破无数孤立的节点,对生产过程的数据进行采集、交换、共享实现端到端的数据流动,通过云计算、大数据等信息技术的处理、分析产生价值。
1.工业互联网发展现状
        随着工业互联网在工业领域的应用推广,我国工业化网络节点飞速增长,2017年中国工业网络节点的数量超过了2亿点,工业连接的年增长率超过25%。大量单位都加强了物联网、云计算以及大数据分析建设,中国工业互联网是当代互联网和新一代信息技术、工业建设模式形成的一个整合,更是当前工业智能化发展的关键信息建设基础。随着互联网和制造业的融合建设,全面推进和优化了工业连接建设,并集合中国企业数据报告现状,国内的企业总数也达到了两千万以上,而相关的生产制造企业数量也达到了七百多万家,这些庞大的数量都表示了不同的行业、业务需求下,信息改造和建设的潜力。
2. 工业互联网的关键技术和特点
2.1工业互联网的特点
        在工业互联网建设环境下,原材料、机械生产系统和信息系统都发生了明显的变化,整个工业连接环境都涵盖了物理层到运用层多种连接形态,在信息化通信技术向人工产业领域加速过渡的阶段,工业互联网实现了生态到企业运营的全流程管理,为实现企业、产品、用户之间的多层联动奠定了基础。
2.2工业互联网的关键技术
        工业互联网的主要关键技术包括了采集、工业数据以及大数据服务应用等关键技术,按照实际的生产体系可以将其分为(1)感知层;(2)应用层;(3)网络层。
首先,感知层是连接多个信息通信接口的重要设备,当代工业现场生产环境多采用无线方式连接设备和生产信息,最终实现工业内部信息化管理,常见的工业领域设备主要由RFID和传感器、传感网络等,均可实现数据去读、物品查询和资产管理工作。
其次,网络层技术完成了工业PON技术、VPDN等信息联动,工业PON技术可以完成多个协议接口的信息传输,实现信息综合应用。


最后,应用层分析,针对工业领域中现有的产品、用户、设备等内容进行数据实时采集和监测可知,工业企业数据分析和数据挖掘以及支撑决策等数据都能够实现一定的数据应用和支撑。
3.工业互联网在制造业的应用
        本次研究选用A公司为研究对象,质量管控中心中有半自动、数字化、全自动设备共计164台,彼此对立,信息输出和检测验证分析时候需要大量的检测人员人工操作,存在出错率高、人工劳动率需求大且实时性检测效果不佳的问题。且现有的全自动设备中有18台紧密的检测仪器,其分别来源于不同的厂家,每个厂家的数据接口的物理连接形式不同,存在通信接口协议不协调以及不兼容的问题,也在一定程度上影响了设备自动化联动功能,限制了仪器的效能。
针对以上缺乏自动化联动的设备管理形式。相关单位可以按照企业管理和产品价值链几个维度进行融合评估分析,实现两项融合单项应用研究,为集中提升质量中心信息化管理水平奠定基础。现针对本项目质量和计量模块进行信息化手段覆盖,后再根据实际情况对工程进行扩展研究。
具体的解决措施如下。首先,确定运营管理的流程,先和移动运营商合作,收集企业相关的全流程数据分析资料,制定科学的分析解决方案,为实现仪器设备实时采集和数学传输奠定基础。首先是建立科学的感知层,将被检药品放入质量管理检验中心,并装有带有RFID标签的设备,依次录入相拼的批次、原料、生产日期等信息,当产品送检后,相关工作人员通过读写器获取RFID的数据信息,并利用网络将数据传到相应的数据库中。其次,构建网络层,建议在质量管理中心实验室中放置一个ONU的仪器设备,将内部仪器的所有的信息数据连接到中心数据的机房内部,并和ONU连接成一个环线组网,为后期保证视频监控摄像同步连接,实现信息综合化建设 奠定基础。最后,在实验室布局中,WLAN路由器终端设置有WIFI网卡仪器,并可以通过无线的方式接入网络环境, 整个WLAN路由器上端可以和ONU连接,通过接入L2后和汇聚路由器连接在一起。
最后,建立可执行的应用层,相关单位应当分析信息管理系统,通过调用数据库中的各项数据进行大数据挖掘分析,并将结果输出且显示到大屏幕上,内部系统通过路由器应用可以和企业的MES、ERP、CRM相连,最后通过数据调动和数据分析处理好所有的数据信息。
4.结语
        综上所述,工业互联网在连接的市场运用前景广阔,通过工业连接技术及工业互联网平台制造业企业和上下游供应商一起建立一个科学的感知层、网络层和应用层,最终为实现差异化、个性化、开放式的企业建设奠定基础。
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