大多數人都熟悉工業4.0、智能制造和工業物聯網(IIoT),這些術語的興起反映出運營技術(OT)的巨大變化,其中涉及到了大量的基礎技術,包括云、大數據、智能傳感器、單板固態計算機、無線網絡、分析軟件、應用程序開發平臺和移動設備等。
雖然其中一些技術不是最新技術,但是由于最近成本的下降和易用性的提高,增加了其使用率。這些技術與諸如控制系統和制造執行系統(MES)之類的傳統OT技術相結合,通過提供更多數據以及利用該數據的工具,幫助改制造企業的運營和業務功能?! ?/span>
許多類似的技術,最初都是為信息技術(IT)部門開發的,旨在與其它業務領域進行交互。鑒于海量的制造數據和改進運營的需求,IT正在評估和采用這些工具的可能性。希望利用工業數據的運營團隊,在數據集成方面面臨著挑戰,這增加了部署此類系統所需的工作量。IT行業通過創建提取、轉換、加載(ETL)軟件來解決這些數據集成難題,將業務系統集成到分析系統中。
ETL可以從其它系統和數據庫(如客戶關系管理(CRM)和企業資源計劃(ERP)系統中提取數據,并將數據合并到數據存儲中,然后通過清理、調整和規范化數據進行轉換?! ?/span>
為什么之前很少使用ETL解決方案來處理工業數據?原因是工廠中來自控制系統的工業數據,與來自業務系統的交易數據所面臨的挑戰不一樣。對于制造企業而言,了解ETL解決方案中的每個細節,以最大限度地發揮潛在數據優勢至關重要?! ?/span>
運營數據并沒有全部存儲在數據庫中以待提取使用。它可以從工廠中的可編程邏輯控制器、機器控制器、監控和數據采集(SCADA)系統和時間序列數據庫中實時獲得。運營數據必須從數百個設備和系統中收集數據,而不是從少數大型數據庫中提取數據。
交易處理系統可以存儲每筆交易的完整記錄,但是在工廠中,并不是所有的過程數據都被保存為“交易”。大規模的離散制造商,無法存儲離線的每個組件的完整數據集?! ?/span>
運營數據的轉換
對運營數據的轉換,比IT數據轉換需要考慮更多的因素。
運營數據存儲通常定期進行。存儲的數據可以是實際值,例如生產數量,也可以是根據原始數據獲得的統計數據,例如每秒檢查但每小時記錄一次的平均、最小和最大溫度值。PLC數據點通常具有一個地址或名稱以及一個值。數據點僅提供以過程或控件為中心的數據視圖。沒有描述、度量單位、操作范圍或其它描述性信息?! ∮捎诠I數據主要用于控制環境之外的機器維護、過程優化、質量和可追溯性,因此帶來了一定的挑戰性。在這種情況下,必須對數據進行分析和調整,以對機器進行維護,對過程進行流程優化,對產品進行質量和追溯。所需的數據必須相關聯,有時必須轉換為可用格式?! ?/span>
典型的工廠所擁有的機器具有不同的數據。對于分析,必須對數據點進行標準化、規范化,并且在某些情況下使用部件指標來進行計算。分析數據通常不如控制數據那么關鍵。企業使用低成本傳感器收集數據以進行非關鍵分析。傳感器可能會發生故障或漂移。帶有外部數據驗證的冗余傳感器,可以幫助實現良好的數據存儲。 工業數據的提取和轉換,必須在接近生產機器處完成。這樣數據就可以被就地邊緣分析所使用,并發送到就地數據中心或云端。采用邊緣計算還是云計算主要取決于哪個效率更高。制造企業必須簡化數據集成,以實現工業4.0、智能制造和IIoT的預期價值。