融合趨勢下工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用及服務(wù)延伸研究

1、“三加一網(wǎng)”融合趨勢下工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用及服務(wù)延伸研究摘要：物聯(lián)網(wǎng)的爆發(fā)將工業(yè)帶入大數(shù)據(jù)時代，并推動三網(wǎng)融合向產(chǎn)業(yè)鏈方向發(fā)展，在此同時，將人類決策的影響力與抽象程度更推進到前所未有的高度，對于人類管理決策的要求與強度也隨之增加許 多。 過去被局限在娛 樂休閑與 簡單信息 交流的 廣電 網(wǎng)及電 信網(wǎng)，在工業(yè) 4.0 時代中 ，荻得了全新的應(yīng)用空間與機遇。三網(wǎng)融合的結(jié)果協(xié)助工業(yè)管理者突破時間限制，預測設(shè)備運行的發(fā)展狀況及故障風險，并且運用”三加一網(wǎng)”，實現(xiàn)跨越時間空間的智能管理架構(gòu)，進而延伸到智慧辦公和智慧城市建設(shè)。 關(guān)鍵詞：三網(wǎng)融合；物聯(lián)網(wǎng)；工業(yè)大數(shù)據(jù)；故障預測；預測維護引言隨著手機、平板電腦、智能

2、電視等新媒體的日漸普及，三網(wǎng)融合正以驚人的速度發(fā)展，成為一種全新的現(xiàn)代化傳播方式。在國家自上而下推進三網(wǎng)融合工程實施的背景下，制造丁業(yè)正緊跟全球工業(yè)4.0的步伐，利用物聯(lián)網(wǎng)移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)，打造中國制造 2025。同時，物聯(lián)網(wǎng)的 快速崛起， 并朝著多元化發(fā)展，推動者工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用和服務(wù)的升級，這將深刻的影響人們的生產(chǎn)、管理、交流方式， 并將創(chuàng)造新的商業(yè)需求和服務(wù)模式。三加一網(wǎng)”“三加一網(wǎng)”是傳統(tǒng)的電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)組成的三網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)組成新的一個終端無處不在， 萬物互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)。早期主要是互聯(lián)網(wǎng)與電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)的融合，最近幾年來微電子成本的下降和技術(shù)的革新，物聯(lián)網(wǎng)爆發(fā)，并成

3、為三網(wǎng)融合的一個重要支撐。三網(wǎng)融合的基本概念二網(wǎng)融合是指電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)在向?qū)拵ㄐ啪W(wǎng)、數(shù)字電視網(wǎng)、下一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過程中， 三大網(wǎng)絡(luò)通過技術(shù)改造，使其功能技術(shù)一致化，業(yè)務(wù)范圍趨于相同，網(wǎng)絡(luò)信息資源互通互聯(lián)。三網(wǎng)融合打破了此前廣電網(wǎng)在內(nèi)容輸送，電信、聯(lián)通和移動在寬帶運營領(lǐng)域各自的壟斷，明確了廣電和各運營商相互進入的方針。泛在網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)傳統(tǒng)的三網(wǎng)融合關(guān)注的是人與人之間的聯(lián)系， 隨著連接設(shè)備、感應(yīng)器、無人機等技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)成為三網(wǎng)融合的一個重要支權(quán)，它關(guān)注人與物、物與物的聯(lián)系。Gartner 指出，到 2020 年，來自應(yīng)用 和服務(wù)的產(chǎn)值將占物聯(lián)網(wǎng) 總產(chǎn)值的70% , 遠超半導體、通

4、訊技術(shù)和云端平臺的產(chǎn)值。中國在 2010 年出臺的國務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的決 定中提出發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)，并成為打造中國制造 2025 的重要支撐。.三加一網(wǎng)”給工業(yè)大數(shù)據(jù)服務(wù)帶來的機遇三網(wǎng)融合更大價值在于跟產(chǎn)業(yè)結(jié)合起來，改變生產(chǎn)方式，進而創(chuàng)造更大的社會財富。同時，物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)發(fā)展步伐加快，包括傳感器、云存儲、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)龋?并且計算存儲等硬件越來越微型化，給物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn) 品部署帶來極大便利，工業(yè)大數(shù)據(jù)迎來發(fā)展機遇。( 1 )提供了全新信息交流環(huán)境，互動交流成為可能。在三網(wǎng)融合萬物互聯(lián)的泛網(wǎng)絡(luò)時代，工業(yè)生產(chǎn)所有的信息以代碼形式，通過高速通道上傳到云端，一線的生產(chǎn)者、管理者通過移動設(shè)備掌握工廠情

5、況，即時在線交流并提供即時的解決方案。( 2)提升工業(yè)大數(shù)據(jù)服務(wù)的效率。”三加一網(wǎng)”意味著更大的數(shù)據(jù)量、更高的傳輸速度、更靈活的傳輸方式。三網(wǎng)融合的終極目標在于構(gòu)建一個無障礙溝-47-通的環(huán)境 ，使得大數(shù)據(jù)服務(wù)能夠突破時間 、空間的限制為企業(yè)提供故障預測 、產(chǎn)能提升等行動服務(wù)。( 3 ) 使丁業(yè)大數(shù)據(jù)服務(wù)個性化、多樣化。未來電視電 腦和手機 等終端設(shè)備都將成為工業(yè)大數(shù)據(jù)服務(wù)的載體，為用戶提供 全新的產(chǎn)品和體驗，用 戶可以在丁廠 、家里、戶外與 專家探討斛決方 案，并引 入互聯(lián)網(wǎng)社群平臺 等新媒體 ，促使服務(wù) 和體驗的個性 化、多 樣化。三加一網(wǎng)”在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用T 業(yè) 大數(shù)據(jù)是支撐“中國制造

6、2025 導 入的層次必然從 lT ( 信息科技）到CT( 通信科技）到DT ( 數(shù)據(jù)科技）。 在“三加一網(wǎng)”時代，可便捷地通過物聯(lián)網(wǎng) 、移動互聯(lián)網(wǎng)等帶來的低成本感知 、高速移動連接 、分布式計 算和高級分析信 息技術(shù) 和全球丁業(yè)系統(tǒng)正在深入融 合，給全球T 業(yè)帶來深刻的 變革。丁業(yè)大數(shù)據(jù)的典型應(yīng)用包括 產(chǎn)品故障診斷與預測、良率提升 丁 業(yè)生產(chǎn)線物聯(lián)網(wǎng)分析等諸多方 面。筆者將結(jié)合本公 司目前為客戶實施的故 障預測及良 率提升 ， 探析丁業(yè)大數(shù)據(jù)如何與移動信息 服務(wù) 、智慧辦公等新技術(shù)新 媒介的結(jié)合。1 工業(yè)大數(shù)據(jù)一故障預測T 業(yè)大數(shù) 據(jù)已經(jīng)成為社 會資產(chǎn)的重要組成部分，也是智能制造的原因，智能

7、產(chǎn)品后能夠產(chǎn)生具有多模態(tài)、高通拯、強關(guān)聯(lián)的數(shù) 據(jù)，針對丁業(yè)運行設(shè) 備的故障預測成為可能 。故障預測 是根據(jù)系統(tǒng)中歷史狀態(tài)演變及當前的行 為進行分 析，從而預測設(shè) 備故障，對千減輕生產(chǎn)管理和維護的負擔 、降低設(shè)備故障的損失具有重要意義。1 故障預測模式結(jié)合本企業(yè)為某中墮設(shè)備公 司搭建故障預 警系統(tǒng)的實施經(jīng)驗，故障預測的模式包括 5 個環(huán)節(jié) ：監(jiān)測 評估甄別一調(diào)度修復。首先建立設(shè)備運行數(shù)據(jù)的采集機制，實時監(jiān)測采集設(shè)備的指標特征數(shù)據(jù)， 并上傳到云端平臺，通過云計 算評估設(shè)備運行狀況 ， 采用本公 司的專利符法 ，甄別設(shè)備故障當設(shè)備運行達到警戒值的時候，通知設(shè)備使用者采取措施 ，同時叫度設(shè)備原 廠提供

8、售后服務(wù)。故障預測系統(tǒng)扮 演的是一個平臺角色 ，將設(shè)備使用者和設(shè) 備廠連接起來 ， 對于設(shè)備使用者通過故障預測，避免因為設(shè)備故障帶來產(chǎn)能的損失對千設(shè)備原廠可以增加售后 服務(wù)的收入。2 故障預測機制本文所采用的故障預測機制 是緊密跟蹤設(shè)備運行狀態(tài)并預測未來的故障概率。首先，收集工業(yè)設(shè)備 發(fā)生故障的 記錄 進行機器 學習運行特征；其次，提取相關(guān)特徹；之后生成故障預測模型實現(xiàn)故障預測 ，再根據(jù)系統(tǒng) 反饋自適 應(yīng)地調(diào)整模型參數(shù)以達到更好的預測效果。設(shè)備故障預測的基礎(chǔ)在千設(shè)備運行數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)分析 ，挖掘其中的隱含信息 。從圖 I 可以看出，本系統(tǒng)將設(shè)備各種指標進行整合 ，形成故障評估曲線（紅線），當故障

9、紅線達到 一定境界水平 ，系統(tǒng)將分析出未來一定時間設(shè)備發(fā)生故障概 率，并向使用者發(fā)出警告。移動信息服務(wù)隨著 4G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)字技術(shù)的發(fā)展與 普及，基于手機 APP 服務(wù)的 T 業(yè)大數(shù)據(jù)故障預測服務(wù)巳 經(jīng)越來越完善成熟。T 業(yè)運行的數(shù) 據(jù)及預測借助手機 等移動工具，通過 SMS . MMS , WAP 網(wǎng)站等技術(shù) 手段向生產(chǎn)及管理者傳送信息。如圖 2 所示，用戶通過手機 APP, 隨時掌握丁廠設(shè)備運行狀況 ，設(shè)備運行數(shù)據(jù)隨時上傳到大數(shù)據(jù)中心 ，通過 云計算分析設(shè)備運行狀況，當設(shè)備故障概 率達到一定瞥戒線，大數(shù)據(jù)中心o憾濬喝m,念)將評估 后的信息發(fā)送 到工廠設(shè)備管理者的手機中 ，2，b3 1

10、0 . 2 1 1 6 . Ausoa,oo1 6 , 0017 . AUii.心1 0, 00.oa,oo16 : 00“ 十.AUi., .16 , 0020 . .上., Jun23. .7. Jul21 Jul.三 圖 1 某企業(yè)設(shè)備故障預 警系統(tǒng)的故障概率評估- 48 -由領(lǐng)導作出決策，同時通知設(shè)備原廠，提供售后韶決服務(wù)。移動互聯(lián)網(wǎng)對于工業(yè)大數(shù)據(jù)故障預測系統(tǒng)的價 值主要體現(xiàn)在以下幾個方面：第 一 ，通過手機 APP快速推廣 ，支持現(xiàn)有應(yīng)用 ，可以便捷、迅速地得到數(shù)據(jù)信息；第二，打破傳統(tǒng)基于工廠設(shè)備的物聯(lián)網(wǎng)的局限性， 通過移動手持終端設(shè)備，了解丁業(yè)設(shè)備運行狀況，實 現(xiàn)移動互聯(lián)網(wǎng)；第 三

11、，完善信息管理的一種新模式，提 高溝通效率，降 低 運營成本?；谝苿踊ヂ?lián)網(wǎng)的丁業(yè)大數(shù)據(jù)故障預測提供了 全面的丁業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)，以 及快速的售后維修保養(yǎng)，有利于未來的遠程診 斷，共享優(yōu)質(zhì)資源。數(shù) 字電視服務(wù)網(wǎng) 融合以后，數(shù)字電視、智 能 電 視、IPl V 等新興電視媒體的發(fā)展給電視傳播方式和內(nèi)容帶來了革新，尤 其 是互 動交流的功能給予電視更多的應(yīng)用場景。電視作為家庭的一個大屏娛樂終端，具有開放、信號穩(wěn)定的特性 通 過與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合能夠能夠提供遠程會議，場 景 顯 不等內(nèi)容。數(shù)字電視通過安裝該APP, 成為工業(yè)信息傳輸 展 示的載體，使 傳統(tǒng) 的工 作形態(tài)得以擺脫地點與時間的限制，而能進一步構(gòu)造

12、出 足以支持現(xiàn)代丁作者所需要的全信息環(huán)境，用戶可以 像在工廠使用監(jiān)控大屏一樣觀察工廠的運行狀況，針 對故障預測系統(tǒng)提供的預瞥信息作出反饋，如圖 3 所示。三加一網(wǎng)“在工業(yè)領(lǐng)域的 應(yīng)用遠景故障預測只是加 一網(wǎng)”在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的冰山一角，未來“無處不在的連接和在線服務(wù)”將受益于移動寬帶的提速和大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)的廣泛應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點的海趾性和全時記錄，所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)電腦筆記本邸 P系紋工廠圖 2 故障預測系統(tǒng)移動信息服務(wù)II- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -數(shù)字電視數(shù)字電視I沮逕州古空匾，昏4怎，圖3 故障預測系統(tǒng)移動信息服務(wù)數(shù)字電視服務(wù)

13、-49-規(guī)模和頻率將遠大于互聯(lián)網(wǎng)。據(jù) me 預測 ，到 2020參考文獻年全球 數(shù) 據(jù)晟 會 達到40 ZB( 4 萬億 GB), 其中，物聯(lián)網(wǎng)所帶來的數(shù)鼠將超過10 ZB。三網(wǎng)融合將物聯(lián)網(wǎng)中的工業(yè)數(shù)據(jù)帶入到高速通道和云端，并衍生出更多的 應(yīng)用服務(wù)，比如尤人工廠網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)、設(shè)備 聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測等?！奔泳W(wǎng)”對工業(yè)領(lǐng)域的影響，不亞于 互聯(lián)網(wǎng)對人類交流方式的影響。結(jié)語本文提出的“故障預測系統(tǒng)移動信息服務(wù)數(shù)字電視服務(wù)”正好處于“三加一網(wǎng)”融合致力于打造的 一個網(wǎng)絡(luò)、終端無處不在，萬物互聯(lián)的環(huán)境。未來的工業(yè)生產(chǎn)將不局限于工廠內(nèi)部，工廠將向智能化、綠色化的尤人工廠轉(zhuǎn)變，大數(shù)據(jù)技術(shù)將貫穿于工業(yè)的設(shè)計生產(chǎn)

14、、服務(wù)各個環(huán)節(jié)。工人將從生產(chǎn)設(shè)備上解放出來，通過電腦、手機、電視等新媒體來管理生產(chǎn)，當 故障預測系統(tǒng)發(fā)出警報的時候，管理者、工程師可在虛擬網(wǎng)絡(luò)召開會議，并提出解決方案，而各個生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)構(gòu)成的這張網(wǎng)將由大數(shù)據(jù)來驅(qū)動，由此延伸到智慧社區(qū)、智慧城市建設(shè)，而它們所帶來的趨勢變革還遠不止如此。 1 張正偉，張洪升三網(wǎng)融合 背景 下數(shù)字圖書館 信息服務(wù)J . 網(wǎng)絡(luò) 與信 息工程，2016 (10 ) : 72- 73. 2 徐博華，張 日珍 ，仲 兆桉淺議三網(wǎng)融合 的應(yīng)用前景 J . 陜西煤炭，2016 (4 ): 88-91.3 孫 家廣工業(yè) 大數(shù) 據(jù) J . 軟 件和集成電路 ，2016 (8): 22-23.4 于宗鳳基于移 動物聯(lián) 網(wǎng)的 醫(yī)院移動護理信息系統(tǒng)