生产数据实时分析，产品行量高效管控｜打造面向工业4.0的智能工厂02

导语

本专题系列文章将连系EMQ多年来办事工业范畴客户的理论体味，从

能耗监控、

揣测性庇护、

产物行量溯源等工业范畴常见场景需求进手，为从业者供给针对性的处理计划参考。

布景

在全球掀起的新一轮工业转型海潮中，智能造造面对浩荡开展机遇。将来智能造造业消费体例将朝着智能化标的目的提拔，个性化定造、收集化协同、智能化消费、办事化延伸成为引领造造业高端化的重要形式，个性化、定造化的用户需求将促使企业向消费柔性化开展。

与流程造造业比拟，智能造造消费环节愈加分离，消费设备愈加多样，工序纷杂。消费柔性化的开展趋向则给企业的消费量量治理带来了更大的挑战。提拔产物行量程度是企业市场合作中最有力的兵器，是企业开展的重要战术手段。

产物行量溯源做为重要的造造过程量量治理手段，很大水平上影响着产物在造造过程中的量量程度。产物行量溯源通过逃踪整个造造过程数据，并阐发找到影响产物行量程度的原因，为企业造造过程的改进供给根据，从「人机料法环」各个维度全面提拔工场量量管控才能。

产物行量溯源现状阐发

数据分离，整合成本高

在智能造造消费过程中，涉及到现场多工序、多产线消费设备的多源异构协议数据摘集，消费运营相关营业数据和产物设想工艺数据，以及MES、WMS、ERP等工场治理系统的对接。

数据的全面感知和摘集，是停止产物行量溯源的需要前提。

欠缺数据过滤才能

在现场设备侧，欠缺数据阐发过滤才能，招致冗余数据、无效数据在存储端大量堆积，形成数据存储压力，量量溯源阐发耗时耗力。

数据查询阐发才能弱

传统体例下，MES系统将消费数据通过关系型数据库摘集存储，停止产物行量逃溯。

跟着智能造造开展趋向，消费数据高频摘集，数据规模倍增，摘用传统体例无论在查询效率仍是数据阐发才能方面，都无法称心产物行量溯源的性能要求。

实时智能阐发告警才能弱

在消费过程中，没有足够操纵机理模子、AI算法模子对消费数据停止实时阐发，无法及时发现消费数据反常并推送告警信息，影响产物行量及合格率的提拔。

EMQ产物行量溯源处理计划

EMQ产物行量溯源处理计划，通过云原生手艺以及云边协同架构，实现对海量设备数据的毗连、挪动、处置、存储与阐发。计划次要包罗以下软件：

多维度数据高效摘集

操纵Neuron将工场内PLC、非标主动化设备、SCADA以及各类仪器仪表通过现场总线体例停止实时数据摘集。Neuron撑持Modbus、OPCUA、Siemens S7等80+现场总线协议摘集，更高摘集频次可到100ms，还撑持通过MQTT和Restful API等体例实现对工场设备的反向掌握功用。

数据流式阐发引擎eKuiper能够对各类利用API接口停止数据拉取，通过设置装备摆设界面设置接口地址、数据拉取频次，并可将拉取数据的格局再定义，并实时推送到EMQX BC中，实现工场MES、视频监控等各类系统的数据会聚。此外，eKuiper还撑持按期查询数据库以获取批量工场数据。

通过Neuron+eKuiper对多维度数据的高效摘集，能够将工场内机器设备的实时数据、消费运营相关营业数据、产物设想工艺数据以及工场各类消费治理软件中数据停止同一会聚，为产物行量溯源供给了齐全的数据支持。

边沿阐发

eKuiper除了上述提到的数据拉取功用外，还能够在边沿端对数据停止实时计算阐发、过滤清洗、智能告警等。eKuiper供给了乖巧的SQL语法以及数据模板功用，能够实现：

对伶俐工场多厂家设备、多维度数据源的数据格局原则标准化；

实时测点高阶阐发才能，除了对实时数据停止简单的数据函数计算和阈值揣度外，还撑持自定义函数和AI算法模子集成，能够将Python、C/C++、Matlab算法集成停止边沿实时推理，搀扶帮助实时发现设备反常及产物缺陷；

通过eKuiper的时间窗口函数能够对高频摘集的冗余数据停止过滤清洗。eKuiper多流计算功用能够对工序中的关键信息数据停止挠取，处置后再发送到EMQX BC，大大降低了后端存储压力并进步了产物行量溯源的效率。

以某半导体消费工场为例，通过eKuiper的多流计算功用，能够将多个工艺流程的数据停止跨工艺的数据对齐，在边沿端对数据停止整合；在上下料单工艺段中，产物通过传送带传送并通过多个传感器对产物形态信息停止摘集，eKuiper可拉取MES系统中的配方数据，根据传送带的动态运行速度以及布尔信号形态，停止无效数据过滤及复杂数据补齐功用。

实时存储、高效查询

云原生散布式物联网接进平台EMQX BC内置规则引擎功用，将工场内各类搜集而来的数据，实时推送到 InfluxDB、TimescaleDB、TDengine、MySQL、PostgreSQL等各类时序数据库和关系型数据库中。EMQX BC撑持每秒10万+TPS的数据库数据写进性能，可停止每秒万万级数据测点的实时进库。

EMQX BC将多端Neuron、eKuiper摘集阐发的数据停止同一会聚，数据推送到数据库及大数据系统停止耐久化存储，为产物行量溯源构建了强健的底层数据架构。

同时，EMQX BC撑持可弹性扩展的集群形式，跟着营业增长能够不断机拓展集群规模。单个集群能够处置百万TPS的动静并发，在工场产线继续扩大以及营业场景对数据摘集频次不竭加快的情状下，具备优良可扩展性和不变性的数据架构层也能沉着应对。

云边协同同一治理

多维度数据摘集以及边沿阐发会利用十分多的边沿软件，EMQX BC云边协同掌握台将Neuron、eKuiper等浩瀚边沿软件停止长途同一治理，能够监控边沿软件形态、搜集边沿软件日记、实时推送告警信息、包管边沿软件的高可用性以及一键实现边沿软件的版本晋级治理，大大进步了整系统统的可庇护性及易用性，显著降低运维成本。

结语

针对伶俐工场所面对的量量溯源需求，EMQ基于云原生和云边协同的产物行量溯源处理计划，在现场设备端可实现数据的实时摘集阐发和反常报警，在云端实现工场海量数据的同一接进存储，突破信息孤岛，足够发掘数据价值，助力工场实现数字化、实时化及智能化转型。