工业互联网环境下的工业大数据采集与应用研究.pdf

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1、工业互联网环境下的工业大数据采集与应用研究【摘要】在当前互联网快速发展的背景下，给工业领域发展带来了新的发展机遇，云计算、物联网和人工智能的快速发展，和工业领域深度结合起来，形成了工业互联网，对企业的智能化和网络化发展带来了基础和保障。工业互联网是一种新型的模式，充分连接了机器、人、设备和环境等等，颠覆了传统的制造业发展。在本文中，主要是针对工业数据采集，分析了在工业互联网背景下具体的采集和应用策略，旨在为相关研究提供参考，不断促进工业生产的发展。【关键词】工业互联网；环境；工业大数据；采集；应用 一、工业互联网环境下的工业大数据采集（一）工业大数据来源 在工业互联网发展中，大数据是主要的资源

2、和内容，也是企业实现“制造”到“智造”的重要保障。企业信息化数据包含了产品的不同周期和环节，也是传统的工业数据资产。在工业物联网数据应用是指通过传感器等连接机器、产品对象等产生的数据。（二）工业大数据采集 制造企业数字化发展中，大数据采集是主要的前提和保障。在促进企业升级发展中，工业互联网有着载体的作用，在其边缘层，能够通过协议、接口和系统集成等等实现数据的有效采集和分析。工业互联网主要是使用数据接口，将信息系统进行充分连接，保证批量导入，使用CRM、ERP、MES 等等统一管理异构系统数据。在工业物联网应用中，其数据采集不但是需要针对工业产品数据，同时需要针对工业现场数据，使用自动化控制系统

3、，采集数据采集。在设备客户端投入应用之后，工业产品数据能够使用通过 5G、4G 以及 NB-IoT 等网络接入到互联网内，获取产品的相关工作信息和内容，进行数据的有效采集。二、工业互联网环境下的大数据分析与应用（一）研发设计 数字经济背景下，导致市场环境更加复杂，因此，要做好工业产品的高效设计，才能够不断提高自身的竞争力。在工业大数据背景下，给产品的设计和数字化智能化建模带来了基础。比如基于航天云网，能够协同设计航天企业产品，保证建模仿真。使用工业互联网技术能够对多维数据进行感知，对工业数据进行处理，提取相应的情感和关键词，保证数字化设计。使用神经网络和模糊逻辑能够有效地进行概念设计，让工作人

4、员获得最优的设计方案。另外，聚类、回归以及关联规则的使用能够保证产生设计的优化和个性化，大大缩短产品研发的时间。（二）生产制造 在企业中，主要是基于工业互联网进行工业数据和信息的采集，加强质量和能耗管理，实现生产调度，保证智能排产等等，都促进了工业大数据的不断深度使用。模型和算法是价值最突出的方式。1.优化生产工艺参数 工业大数据转变了过去对工人的绝对依赖，同时也无需进行多次实验进行工艺参数的调整。工业互联网能够按照产品的周期和数据，构建数据的分析模型，保证高效的工艺生产参数制定。2.能耗管理 能耗管理在数据驱动下，能够解决能源的浪费问题，促使能耗管理不断高效化，保证能源的节约和使用。比如采用

5、分类、回归、神经网络、时间序列和遗传网络等等，能够对能耗数据进行分析，识别其变化的重要参数，保证智能的能耗管理。3.质量管控 在制造企业中，产品质量是关键因素，工业大数据的使用能够调整和空中产品质量，更加符合客户的要求。同时，基于生产线质量进行数据采集，和生产计划结合起来，能够形成更有效的质量智能管控模型。比如在钢铁企业中，在线管控产品质量能够将工人劳动强度大大降低，做好产品的质量控制。4.生产调度 生产调度系统在互联网的支撑下逐渐实现了智能调度。特别是在工厂中，使用了大量的智能监控设施，能够实时采集一些现场的数据，做好分析和处理，并且保证智能化的生产和调度。智能生产调度一般使用遗传算法、决策

6、树和聚类分析等等进行决策分析。在生产中，算法模型和数据驱动的结合能够及时调整生产的情况，不断提高企业的生产效率，减少企业成本支出。（三）远程运维 一些大型的设备和装备对于制造业的发展十分重要，使用机器学习方法和统计技术，能够对产品运行中的时序数据进行分析，可以及时发现设备的异常。使用工业互联网，可以诊断故障，做好预测性维护，减少了工人运维的工作量，实现了设备的动态监测，做好自动预警，保障故障的及时维修，推动机械设备安全运营，促进其运维智能化。1.设备故障诊断 在生产中，实时检测设备能够获得设备工作的状态，对其中的运行故障进行快速诊断。工业大数据的使用改变了过去需要统计分析设备问题的局面，可以在

7、机器工作状态下，对其故障进行准确的判断。同时，射频识别技术和无线传感器网络的应用能够对哥哥来源设备进行数据采集和检测，和深度神经网络等等结合起来，深入分析数据和学习算法，给企业的故障判断带来参考。2.预测性维护 预测性维护主要是检测设备运行的状态基础上，根据退化机理经验，使用工业大数据进行分析和模型构建，在设备运行的监督中，能够尽快找到设备存在的隐患问题，延长其使用的寿命。比如针对各个类型的机器数据，采用高斯混合和自组织映射等等方式能够实现有效的分析和分类，对于类型不同的机器数据，形成预测性维修模型，保证维修决策的制定，减少机器意外造成的工业成产的影响。贝叶斯方法和退化模型的应用能够分析传感数

8、据，在工业互联网环境下，实现寿命预测和机床运行检测，然后进行工件生产的有序安排，不断提高企业的经济效益。除了这些类算法应用之外，神经网络、聚类和支持向量机等等算法都可以对预测模型进行构建，对设备运行的状态和故障进行预测，不断提高设备使用效率，减少停机维修带来的经济损失，确保设备安全。（四）运营管理 在当前，客户的需求也不断复杂化，工业大数据使用促使其数字化运营的实现。在工业大数据中，构建神经网络、遗传算法和关联规则等等模型，帮助企业优化供应链弹性，保证数字化运营。1.优化供应链弹性 在工业互联网中，有着高度集成的优势，在供应链上存在着大量的数据，促进企业之间的沟通。分析模型和算法能够快速地分析

9、判断供应链数据情况，做好辅助管理，保证高效的运营。在供应链工作中，一些不稳定因素都能够导致运行的中断，使用数据驱动的方式能够对历史事件数据进行分析，同时和框架的优化结合起来。按订单生产的条件下，会导致供应链产生一些波动，比如库存冗余和产能问题，因此，必须要提高供应链弹性，提高整体的生产产能。2.需求预测 在当前，市场竞争不断白炽化，因此，基于客户的需要进行采购和生产是基本的基础和保障。新型机器学习算法主要是基于并行神经网络，能够分析预测电力需求，实现鲁棒检测。这种算法显著提高了能源的数据采集能力，也是保障和服务化的有效的预测方式。在工业互联网背景下，工业大数据在配送优化、库存优化以及营销和服务

10、的提供中都有着广泛的应用。三、结束语 综上所述，在当前工业互联网背景下，让制造业的发展如虎添翼。在工艺设计和生产过程中，要促进工业大数据的深入应用，实现任务协同，保证高效运营，加强成本管理和风险评估，提升增值服务等等，促使企业实现数字化转型和发展。【参考文献】1基于工业互联网平台的航天产品智能制造应用J.王艳广,宿春慧,高方方,郑杨.制造业自动化.2020(12).2工业人工智能的关键技术及其在预测性维护中的应用现状J.袁烨,张永,丁汉.自动化学报.2020(10).3基于大数据的质量智能管控模型的探索与实践J.范文娟,宋海洋.数字技术与应用.2020(08).4基于物联网大数据分析的卷烟包装工艺参数自优化研究J.蔡培良,李明,华卫,易凡竣,龙小昂.机械设计与制造工程.2020(06).5基于工业互联网平台的质量管控J.何俊涛,刘懿,段立新.中国质量.2020(06).