工廠大資料之資料來源分析

眾所周知,工業大資料是工廠智慧化水平提升的關鍵路徑,而資料來源的分析和管理是工廠大資料的基礎,理清理順資料來源也是實施工廠大資料的第一步。本文就對工廠的資料來源進行簡要分析。

資料來源的劃分

以下從兩個維度對工廠的資料來源進行分析:

從系統/裝置角度劃分

從業務角度劃分

系統/裝置劃分

從產生資料的系統或裝置來看,有工廠物聯網、工廠資訊化系統(包括企業資訊化系統在工廠的部署實施)、外部網際網路。

工廠大資料之資料來源分析

1、工廠物聯網

物聯網的概念於2005由國際電信聯盟(ITU)提出,但物聯網並非一次革命,而是一次演進,自動化行業從1990年代就已經開始了相關的探索:數字化、互聯互通、嵌入式系統和工業軟體,工廠對這些概念和產品已經逐步採納和適應。

工業物聯網技術的發展,進一步推進了IT和OT的融合,使得工廠現場變得更加數字化、更直觀透明。工廠物聯網也成為發展最快、資料量最大的資料來源。

現場匯流排、工業乙太網在工廠現場早已得到了普遍的應用,無論是機械行業的MDC(機床資料採集),還是流程行業的SCADA,都實現了關鍵裝置聯網和遠端監控。裝置執行狀態、故障報警、裝置引數、工藝引數、物料消耗和產出都可以實時獲取,這是現場資料的重要來源;

近年來物聯網技術快速發展,智慧感測器、智慧儀表、RFID、二維碼等在工廠逐漸實施,為工廠現場資料採集提供新的技術手段;

而集機械、感測、自動化、資訊化、智慧化為一體的智慧裝備開始蓬勃發展,智慧裝備成為工業大資料新的、增長最快的來源,它實時自動採集了裝置、產品、工藝的狀態與工況資料。

2、工廠資訊化系統

隨著IT技術的發展,管理資訊化系統在企業和工廠得到了廣泛應用:

從企業來看:

辦公自動化系統(OA)、產品生命週期管理(PLM)、企業資源規劃(ERP)、供應鏈管理(SCM)和客戶關係管理(CRM)等資訊化系統得到普遍實施,這些系統中積累了產品研發資料、生產製造資料、物流供應資料以及客戶服務資料。

從工廠自身來看:

生產執行系統(MES)、實驗室資訊管理系統(LIMS)、倉庫管理系統(WMS)、能源管理系統(EMS)也在各行各業實施,生產/質量/物料/裝置/能源等資料得到了積累和沉澱。

這些資訊系統儲存了大量工廠核心業務資料,具有高價值密度。

3、外部網際網路

當前網際網路與工業深度融合,企業外部網際網路已成為工業大資料不可忽視的來源。從供應商資料、產品銷售資料、市場反饋、市場分析都是需要工廠關注的資料來源。

此外,外部網際網路還存在著海量的“跨界”資料,比如影響裝備作業的氣象資料、影響產品市場預測的宏觀經濟資料、影響企業生產成本的環境法規資料……

業務劃分

從業務角度來劃分,可以將資料來源為產品、工藝、裝置、生產、質量、運維、能耗、物料、人員等。

產品資訊:

包括產品規格、BOM、產品圖片等;

工藝資訊:

包括工序、工藝引數、工藝說明等;

裝置資訊:

包括裝置執行狀態、裝置引數、故障報警等;

生產資訊:

包括生產訂單、生產工單、生產批次、啟停時間、產出等;

質量資訊:

包括樣本、取樣人、取樣時間、檢驗引數、檢驗結果、質量判定等;

運維資訊:

包括點檢資訊、保養資訊、故障維修、備件消耗等;

人員資訊:

包括人員編號、崗位資訊、資質證書、考勤資訊;

安全資訊:

包括風險源、安全巡檢、安全預警。

資料來源的分級

收集越多的資料,就可以對工廠的執行進行建模和分析,便能發現更多的最佳化機會,但管理資料的成本卻是不菲,從收集、清理、轉換和儲存資料都需要付出時間和金錢。

工廠的資料來源眾多,就需要從業務價值、實現複雜度和資料管理成本進行綜合分析,進行資料來源進行優先順序劃分。這也可以從兩個方面去考慮:

從系統角度來看

,工廠資訊化系統的價值密度高、資料量小、投入成本較低,是工廠大資料的首選資料來源;而工廠物聯網資料的價值密度低、資料量大、投入成本較高;而外部網際網路獲取成本高,更需要從價值角度進行優選。

從業務角度

,也可以從工廠管理的難點和痛點進行分級篩選。

資料來源的關聯

一些碎片化的資料來源通常價值不大,但多個數據源進行關聯後就會產生更大的價值。例如現場的電能表,雖然能夠發現能耗的波動,但是和裝置資訊關聯後,就可以發現裝置執行能耗、故障能耗,從而發現更多的節能最佳化點,同時也可以對裝置運維提供更好的輔助決策。

所以如何將各個資料來源進行關聯就需要深入分析和探討,對於每個資料來源多可以從5W2H的角度進行分析和關聯:

工廠大資料之資料來源分析

What,產品規格和生產批次

Why,生產訂單、生產工單、客戶

When,時間資訊

Where,裝置

Who,班組、員工

How,設計要求和工藝要求

How Much,成本資訊

透過5W2H分析發現關鍵字,將資料來源賦予更多的資訊,並與其它資料來源進行關聯。