工业产线数据可视化框架设计与研究

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金融危机之后,新一轮全球产业变革迅速升温,世界各国纷纷采取各类措施推动制造业发展。我国也在《中国制造2025》中指出,要重点打造先进制造业,使我国从制造业大国走向制造业强国。随着工业互联网的快速发展,如今工业数据采集、数据传输等问题已经通过PLC、SCADA等系统得到了相应解决。但由于没有连接这些系统的可视化平台,导致这些数据采集系统以及各类管理系统之间无法进行数据交互,因此存在以下问题:物料管理数据与实际工序作业脱离,导致消耗类成本与损耗类成本计算方式模糊,无法获取产品真实成本;生产过程中存在沟通障碍,导致最终产品与初始需求之间存在误差;智能设备无法实时监控,设备产生异常时不能及时发送告警通知给专业人员;未能利用历史数据实现数据闭环,工业数据生命周期不完整;没有能够对各类工业系统进行统一管理的数据可视化平台。本文以实际工业产线普遍需求为背景,设计实现了适用于各类工业数据的可视化框架,接下来将详细介绍本框架针对上述问题采取的解决方式:(1)提高工业生产成本计算准确度,即成本可视化。本框架采用ABC作业成本法思想将物料等消耗类成本和机器等损耗类成本与实际工序作业相结合,记录各产品在制作过程中的直接成本和间接成本消耗,提高工业成本计算准确度。(2)实现产品需求对应具体生产过程,即流程可视化。本框架采用QFD方法,通过将需求融入到各个生产流程中,并对其进行可视化的方式,保证在产品生产过程中与需求紧密结合,从而降低最终产品与初始需求之间的误差。(3)实现设备实时监控并及时发送告警通知,即实时动态可视化。本框架采用为每类设备制定告警规则以及通过成熟的K-Means聚类方法进行日志分析两种方式进行设备监控,并结合微信小程序及时发送告警通知。(4)使用历史数据分析产品实际营收,即赢利点可视化。本框架通过分析产品整个生命周期的历史数据对产品各生产阶段进行优化,并使用ARIMA模型对产品未来发展进行预测,使得工业数据生命周期完整并能够反作用于生产。(5)定义完整数据交互接口,实现连接各类系统的数据可视化框架。本数据可视化框架,作用于各类工业数据管理系统之上,通过融合各类系统数据,实现完整的工业数据可视化。框架通过接入各类使用本文定义的统一接口实现的业务逻辑,整合呈现出一个完整的适应各大中小型企业的数据可视化平台。在文章最后应用国内著名拉链生产企业的实际产线数据进行验证,验证结果表明框架各功能点完整,在一定程度上解决了上述工业领域内存在的普遍问题,并且能够可靠持久化运行。在数据可视化方面,可视化效果明显,页面加载速度快,用户友好度高,满足该企业多条产线数据可视化需求。
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