基于大數(shù)據(jù)的智慧工廠技術(shù)框架

唐 毅，常 建，岳明明，高 雪

（1.四川天源宏創(chuàng)科技有限公司，四川 成都 610040；2.航天鈞和科技有限公司，河北 廊坊 065500）

0 引 言

完整的智慧工廠項(xiàng)目需要多個(gè)流程協(xié)力完成，作為其中的重要內(nèi)容，智慧工廠技術(shù)框架工作對(duì)整個(gè)流程的展開(kāi)具有重要意義。隨著21世紀(jì)社會(huì)科技的發(fā)展，為了使大數(shù)據(jù)在智慧工廠技術(shù)框架設(shè)計(jì)和構(gòu)建中發(fā)揮獨(dú)特作用，本文主要闡述大數(shù)據(jù)在智慧工廠技術(shù)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用情況。首先，介紹在智慧工廠中應(yīng)用大數(shù)據(jù)的必要性；其次，介紹大數(shù)據(jù)在智慧工廠技術(shù)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用方向和存在的問(wèn)題，希望可以改善大數(shù)據(jù)在該領(lǐng)域的使用和發(fā)展[1]。

1 智慧工廠技術(shù)框架中應(yīng)用大數(shù)據(jù)的必要性

近幾年，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷更新發(fā)展，信息化時(shí)代逐漸向數(shù)據(jù)化時(shí)代過(guò)渡。數(shù)據(jù)在社會(huì)生活中隨處可見(jiàn)，大數(shù)據(jù)的應(yīng)用分布十分廣泛，比如在生命科學(xué)領(lǐng)域、天文地理方面等。大數(shù)據(jù)逐漸被人們應(yīng)用到各個(gè)方面。隨著我國(guó)智慧工廠事業(yè)的迅速發(fā)展，實(shí)際操作過(guò)程中面臨著各種問(wèn)題，大數(shù)據(jù)的應(yīng)用顯得十分必要，且分析如何完善大數(shù)據(jù)的使用至關(guān)重要，可以最大化發(fā)揮大數(shù)據(jù)時(shí)代提供的優(yōu)勢(shì)，提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和民眾的生活水平。

對(duì)發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)來(lái)說(shuō)，智慧工廠的發(fā)展占據(jù)了很大比例。我國(guó)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和工業(yè)信息化發(fā)展等方面，大數(shù)據(jù)會(huì)直接影響智慧工廠技術(shù)實(shí)施的高效性和完整性。目前，智慧工廠技術(shù)實(shí)施存在缺少數(shù)據(jù)更新和范圍不廣泛等問(wèn)題，合理應(yīng)用大數(shù)據(jù)顯得十分必要。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，其他行業(yè)領(lǐng)域不斷發(fā)展創(chuàng)新，智慧工廠行業(yè)的發(fā)展也需要不斷總結(jié)反饋，嘗試新興技術(shù)，在國(guó)家智慧工廠行業(yè)方面發(fā)揮獨(dú)特作用[2]。

智慧工廠相較于普通工廠，最大的特點(diǎn)在于其結(jié)合了先進(jìn)的信息和通信技術(shù)，分析工廠的日常運(yùn)行，并通過(guò)分析得到的信息提出方案，從而有效管理工廠，在智能化的協(xié)助下為人們提供更加便利、舒適、健康的人性化服務(wù)。為了達(dá)到這樣的目標(biāo)，人們對(duì)智慧工廠技術(shù)設(shè)計(jì)的工作有了更高要求，如何使智慧工廠實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)作尤為重要。在此過(guò)程中，為了實(shí)現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展，提高工廠的智能化管理，應(yīng)用大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)顯得十分重要[3]。

2 基于大數(shù)據(jù)的智慧工廠技術(shù)

2.1 無(wú)線感測(cè)器技術(shù)

目前，儀器儀表智慧化程度較低，導(dǎo)致儀器儀表的高速、高效工作狀態(tài)難以實(shí)現(xiàn)，效率低下，比如各種儀器、儀表、感測(cè)器等。為了獲得更精準(zhǔn)的信息數(shù)據(jù)，獲得多功能和高機(jī)動(dòng)靈活的性能，應(yīng)將數(shù)據(jù)信息管理系統(tǒng)擴(kuò)充到涵蓋獲取、處理、管理、后期使用和信息服務(wù)等各個(gè)層面，進(jìn)而提升資源管理能力。例如專家控制系統(tǒng)，需要根據(jù)某一領(lǐng)域的一個(gè)或多個(gè)專家提供的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推斷。模塊控制器，也稱為模塊邏輯控制器，可以使用處理不確定性的功能解決非常規(guī)問(wèn)題，廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。

2.2 控制系統(tǒng)網(wǎng)路化技術(shù)

工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中，可能出現(xiàn)信息內(nèi)容、體系結(jié)構(gòu)、控制方法以及人機(jī)協(xié)作達(dá)不到實(shí)際要求等問(wèn)題，而造成這些問(wèn)題的原因主要在于相關(guān)技術(shù)不夠先進(jìn)，少部分工業(yè)企業(yè)仍采用影響工作效率的傳統(tǒng)舊方法，沒(méi)有跟上整體行業(yè)發(fā)展的進(jìn)度，影響了工作效率，不能保障工作的精準(zhǔn)度，無(wú)法達(dá)到正常工作的要求。對(duì)相關(guān)從業(yè)人員來(lái)說(shuō)，要利用大數(shù)據(jù)分析、總結(jié)、反饋控制系統(tǒng)網(wǎng)路化的結(jié)果，歸納信息服務(wù)的資料，提高信息服務(wù)的價(jià)值和內(nèi)容質(zhì)量?？梢?jiàn)，利用大數(shù)據(jù)能夠有效降低資料量大的不利影響，提高傳輸效率，提升語(yǔ)音信號(hào)的精度、準(zhǔn)度和力度，提高工作效率，為后期的工作提供最優(yōu)質(zhì)的信息服務(wù)，保障相關(guān)事業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

2.3 工業(yè)通信無(wú)線化技術(shù)

無(wú)線技術(shù)的發(fā)展為相關(guān)事業(yè)和行業(yè)發(fā)展帶來(lái)了機(jī)遇。它的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在可以提高信息系統(tǒng)的完善度，優(yōu)化工作模式，實(shí)現(xiàn)云計(jì)算、云服務(wù)等方面的合作協(xié)調(diào)和不斷融合。為了滿足實(shí)際需求，相關(guān)部門和從業(yè)人員要充分認(rèn)識(shí)大數(shù)據(jù)對(duì)升級(jí)系統(tǒng)、優(yōu)化信息系統(tǒng)工作性能的重要意義，不斷完善信息服務(wù)系統(tǒng)，提高現(xiàn)有資源的利用率，為所需部門、企業(yè)、民眾提供高質(zhì)量的信息服務(wù)。此外，新的信息收集手段會(huì)產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)，對(duì)待這類數(shù)據(jù)需要慎重管理，合理應(yīng)用這些數(shù)據(jù)并保障服務(wù)質(zhì)量，制訂一些核心數(shù)據(jù)的安全保密措施，降低信息泄露的概率。通過(guò)以上分析可以發(fā)現(xiàn)，大數(shù)據(jù)對(duì)智慧工廠的發(fā)展和技術(shù)框架的構(gòu)建、設(shè)計(jì)而言具有十分重要的意義，也是工作過(guò)程中易出現(xiàn)問(wèn)題的方面，需要特別注意。

2.4 智慧工廠云端服務(wù)層

展開(kāi)智慧工廠技術(shù)框架構(gòu)建工作時(shí)，云端服務(wù)層利用相關(guān)技術(shù)將虛擬化資源等封裝成云端服務(wù)，進(jìn)而構(gòu)建服務(wù)倉(cāng)庫(kù)。面向制造時(shí)，具體包括基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)分析平臺(tái)、業(yè)務(wù)應(yīng)用軟件以及生產(chǎn)制造服務(wù)等，同時(shí)基于服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)的集中管理，根據(jù)客戶的實(shí)際需求大規(guī)模制造，實(shí)現(xiàn)全球化的互聯(lián)網(wǎng)工廠制造，并根據(jù)客戶的個(gè)性化提供相應(yīng)服務(wù)，創(chuàng)建新型的服務(wù)模式。為了使大數(shù)據(jù)能夠更好地投入到智慧工廠的技術(shù)框架構(gòu)建中，能夠擁有更高的使用質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)實(shí)際效用，需要完善大數(shù)據(jù)的使用，進(jìn)而發(fā)揮促進(jìn)我國(guó)智慧工廠發(fā)展的獨(dú)特拉動(dòng)作用。

2.5 自動(dòng)化控制工作可視化管理技術(shù)

可視化管理子系統(tǒng)由前后端的相關(guān)科技互相合作，配合完成。通過(guò)相關(guān)科技添加電氣工程開(kāi)展的矢量地圖或影像電子地圖進(jìn)行后期操作，實(shí)現(xiàn)放大、縮小、拖動(dòng)地圖等操作。API應(yīng)用程序接口可以提供如鷹眼圖、書(shū)簽編輯等小控件，大大增強(qiáng)了用戶的使用體驗(yàn)。通過(guò)這些基本的地圖操作，可以清晰地管理工廠運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)可視化瀏覽。用戶可以在地圖上繪制一個(gè)幾何圖像，將相關(guān)要素實(shí)現(xiàn)空間上的查詢，查詢其具體屬性，通過(guò)字段過(guò)濾進(jìn)行篩選，從數(shù)據(jù)庫(kù)中得到詳細(xì)且符合篩選條件的空間數(shù)據(jù)和信息；可以使用相關(guān)軟件編輯這些空間數(shù)據(jù)，通過(guò)增加、刪除、修改、查詢等操作，促使智慧工廠數(shù)據(jù)的管理更加具體化。

3 完善大數(shù)據(jù)在智慧工廠中的應(yīng)用

區(qū)別于信息化時(shí)代，大數(shù)據(jù)時(shí)代具有自身的時(shí)代特點(diǎn)。結(jié)合信息事業(yè)的高速發(fā)展，不斷完善工作所需的政策，使信息服務(wù)產(chǎn)業(yè)在符合法律法規(guī)的前提下，能夠?qū)崿F(xiàn)比較靈活和寬松的革新創(chuàng)造，擴(kuò)大信息范圍，確定目標(biāo)并向正確的發(fā)展方向前進(jìn)。

3.1 提高技術(shù)人員的責(zé)任心

智慧工廠需要從業(yè)人員將專業(yè)知識(shí)實(shí)際運(yùn)用到技術(shù)框架構(gòu)建和設(shè)計(jì)的過(guò)程中。首先，需要從業(yè)人員自身具有專業(yè)知識(shí)和技能素養(yǎng)，負(fù)責(zé)任地做好本職工作，為提高工作效率，實(shí)現(xiàn)具備高精度和高準(zhǔn)度的工作做出貢獻(xiàn)；其次，在平凡的崗位上盡職盡責(zé)，實(shí)現(xiàn)自身價(jià)值。相關(guān)企業(yè)應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行要求，提高從業(yè)人員的專業(yè)教育水平，避免出現(xiàn)為達(dá)到節(jié)約成本的目的而降低技術(shù)人員質(zhì)量的問(wèn)題，影響正常建設(shè)事業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。此外，要保證從業(yè)人員的資格，加大培訓(xùn)從業(yè)人員的專業(yè)化技能和素質(zhì)。相關(guān)工作人員要了解技術(shù)設(shè)計(jì)的工作對(duì)智慧工廠的重要性，避免工作過(guò)程中敷衍了事；工作中不斷總結(jié)和反饋，積累豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，并在以后的工作中不斷完善，為實(shí)現(xiàn)智慧工廠的高速發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

3.2 尊重時(shí)代發(fā)展規(guī)律

大數(shù)據(jù)的應(yīng)用需要建立在時(shí)代發(fā)展要求的基礎(chǔ)上，必須符合市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基本規(guī)律，平穩(wěn)、有效推動(dòng)大數(shù)據(jù)在智慧工廠中的應(yīng)用；需要考慮信息服務(wù)的方向和對(duì)象，將信息服務(wù)和民眾的生活服務(wù)聯(lián)系起來(lái)，加強(qiáng)在經(jīng)濟(jì)社會(huì)下的數(shù)據(jù)管理水平，切實(shí)開(kāi)發(fā)出信息服務(wù)的最大價(jià)值[4]。

3.3 提高智慧工廠技術(shù)管理水平

大數(shù)據(jù)時(shí)代下的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和管理結(jié)構(gòu)相較于以前存在著許多不同之處，極大影響到整個(gè)系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行的效率。因此，相關(guān)管理部門需要改革管理的方法途徑，加強(qiáng)大數(shù)據(jù)背景下可以利用的優(yōu)勢(shì)，為信息服務(wù)的工作提供保障。智慧工廠工作的設(shè)計(jì)布局、流程實(shí)施以及后期信息安全保密工作等，需進(jìn)行最大程度的最優(yōu)化處理，發(fā)展信息服務(wù)，為需要的企業(yè)和民眾提供更好的使用體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)信息服務(wù)的不斷發(fā)展。

相關(guān)部門的工作人員需要具備專業(yè)素養(yǎng)，高效管理智慧工廠的技術(shù)日志。相關(guān)技術(shù)人員需總結(jié)歸納相關(guān)內(nèi)容并匯集到日志中，將信息錄入到管理數(shù)據(jù)的系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信息數(shù)據(jù)的收集和管理，包括數(shù)據(jù)的錄入、刪除、編輯等操作。查詢過(guò)程中，需要提供查詢時(shí)間和查詢?nèi)藘蓚€(gè)字段，實(shí)現(xiàn)精確查詢和模糊查詢，同時(shí)根據(jù)委托單位的實(shí)際需求實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)項(xiàng)的設(shè)置和后期管理。相關(guān)管理部門改革管理的方法途徑，加強(qiáng)大數(shù)背景下可以利用的優(yōu)勢(shì)，為信息服務(wù)提供保障。此外，對(duì)智慧工廠工作信息安全保密工作等進(jìn)行最大程度的最優(yōu)化處理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)服務(wù)的不斷發(fā)展[5]。

3.4 豐富智慧工廠大數(shù)據(jù)的數(shù)字資源

大數(shù)據(jù)的應(yīng)用不只集中在某一個(gè)方面，不管是人民生活中常見(jiàn)的零售、公共事業(yè)、物流等，還是時(shí)空、地理方面，大數(shù)據(jù)都會(huì)依據(jù)所形成的龐大數(shù)據(jù)源為科學(xué)研究、民眾生活作出貢獻(xiàn)。在此過(guò)程中，不斷豐富信息數(shù)據(jù)十分重要。在增加它們與大數(shù)據(jù)融合處理的前提下，可以得到更多有利于分析和研究的資料數(shù)據(jù)。不斷豐富數(shù)據(jù)的體量，可以在提供信息服務(wù)時(shí)快速獲取系統(tǒng)中的測(cè)繪數(shù)據(jù)，比如圖像、聲音、圖表等各種類型的數(shù)據(jù)，不斷豐富檔案資料的同時(shí)提升整體資料數(shù)據(jù)的利用率，從而在很大程度上推動(dòng)智慧工廠的技術(shù)框架設(shè)計(jì)和構(gòu)建進(jìn)程[6]。

4 結(jié) 論

本文主要針對(duì)基于大數(shù)據(jù)的智慧工廠技術(shù)框架進(jìn)行分析，討論大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下智慧工廠的各個(gè)方面，提出了應(yīng)用大數(shù)據(jù)的重要性和必要性，同時(shí)提出了在21世紀(jì)的環(huán)境下如何改善大數(shù)據(jù)的利用效率，使其在信息服務(wù)方面發(fā)揮更高效益。希望通過(guò)這些分析可以有效幫助相關(guān)企業(yè)人員認(rèn)識(shí)到大數(shù)據(jù)應(yīng)用的重要性，為我國(guó)智慧工廠事業(yè)的持續(xù)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。此外，需要相關(guān)企業(yè)和從業(yè)人員不斷分析評(píng)估和總結(jié)反饋大數(shù)據(jù)時(shí)代下的潛在機(jī)遇和挑戰(zhàn)，在實(shí)際過(guò)程中不斷獲得經(jīng)驗(yàn)。