工业数据分析方法和系统技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种工业数据分析方法和系统；系统包括：边缘计算子系统，边缘计算子系统用于针对工业设备数据采集的工作参数；边缘计算子系统包括：协议集成模块、数据处理模块、策略引擎模块、规则引擎模块、数据分发模块；协议集成模块连接工业设备以实时读取工业设备的工作参数；策略引擎模块用于存储预设的策略；规则引擎模块用于存储预设的规则；数据处理模块连接协议集成模块、策略引擎模块、策略引擎模块，以读取预建立的设备模型和工业设备的工作参数，并结合引擎策略模块和规则引擎模块的规则和策略以实现对工业设备的模拟以进行分析和预警；数据分发模块连接数据处理模块，以将数据处理模块的分析和预警结果输出。

Methods and systems for industrial data analysis

The embodiment of the invention discloses an industrial data analysis method and system. The system includes the edge computing subsystem and the edge computing subsystem for the working parameters of the industrial equipment data acquisition. The edge computing subsystem includes the protocol integration module, the data processing module, the policy engine module, the rule engine module, and the rule engine module. The data distribution module; the protocol integration module connects the industrial equipment to the working parameters of the industrial equipment in real time; the policy engine module is used to store the presupposed strategy; the rule engine module is used to store the presupposed rules; the data processing module is connected with the protocol integration module, the policy engine module, and the policy engine module to read the preview. The equipment model and the working parameters of the industrial equipment are set up, and the rules and Strategies of the engine strategy module and the rule engine module are combined to carry out analysis and early warning for the simulation of industrial equipment. The data distribution module connects the data processing module to output the analysis and early warning results of the data processing module.

【技术实现步骤摘要】
工业数据分析方法和系统
本专利技术涉及电子
，特别是一种工业数据分析方法和系统。
技术介绍
随着信息技术的发展，越来越多的数据采用电子化形式存储，以提高数据存储的便捷高效性，同时可以根据这些数据进行后期的分析。在物联网时代，网络将发生深刻变革，IDC的报告了四个网络趋势：未来网络流量的50％，将来自物联网；物联网会带来500亿的联接；未来会有40％的物联网流量在边缘进行处理；79％的物联网流量将通过网关接入。在靠近设备或者数据源头的网络边缘侧提供融合网络、计算、存储、应用核心能力的开放平台，为工业现场就近提供边缘智能服务，满足现场设备或者工控数据的数据采集、清洗、整理、聚合、分发、传输等功能，为工业云或工业大数据平台高效、实时、安全和高质量的数据势在必行；这种平台靠近执行单元，是高价值数据的采集单元，可以更好的聚焦实时的、短周期的数据处理，与云端的数据分析相互补充，形成有机的整体。数据采集之后，随着工业大数据的体量逐渐变大，根据梅特卡夫定律(Metcalfe'sLaw)，网络价值V＝(价值系数Kx用户数量N)＾2，即网络价值和用户数的平方成正比，更多物联网设备会让整个网络增值。而工业大数据分析的数据量越大，从中分析得到的有效的、有价值的判断就越多。物联网所产生的数据是海量的，据第三方分析数据，物联网产生的数据23％以上的数据是具备分析价值的。工业现场的机器数据包含传感器、仪器仪表和智能终端采集的数据，可以服务于智能生产和智能运维，这些数据是工业系统相关要素在赛博空间的数字化映射、运行轨迹和历史痕迹，往往是复杂动态系统的展示。而且工业大数据具备规模大、并发高、类型杂、质量低的特征，所以急需一种有别于传统数据分析的技术来解决工业大数据分析的问题，基于日志挖掘的分析技术具备强大的日志收集、检索、归集能力，而且日志挖掘技术采用集群化部署，通过横向扩展的能力增强大数据存储和计算能力，是工业大数据分析的一种很好的解决方案。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术实施例的目的是提供一种工业数据分析方法和系统，至少部分的解决现有技术中存在的问题，实现基于工业设备数据采集的边缘计算和日志挖掘的工业数据分析方法和系统。为了实现上述目的，本专利技术实施例提出了一种工业数据分析系统，包括：边缘计算子系统，其中所述边缘计算子系统用于针对工业设备数据采集的工作参数；其中所述边缘计算子系统包括：协议集成模块、数据处理模块、策略引擎模块、规则引擎模块、数据分发模块；其中协议集成模块连接工业设备以实时读取工业设备的工作参数；其中策略引擎模块用于存储预设的策略；其中规则引擎模块用于存储预设的规则；其中数据处理模块连接所述协议集成模块、策略引擎模块、策略引擎模块，以读取预建立的设备模型和工业设备的工作参数，并结合所述引擎策略模块和规则引擎模块的规则和策略以实现对工业设备的模拟以进行分析和预警；其中所述数据分发模块连接所述数据处理模块，以将数据处理模块的分析和预警结果输出。其中，协议集成模块内集成有Opc协议、Mqtt协议、机床通信协议、SMT产线协议，还集成有以太网通讯协议、Wi-Fi网络通讯协议、蓝牙通讯协议、Zigbee通讯协议。其中，所述数据处理模块内的预建立的设备模型包括：生产设备模型、物流设备模型、检测装置模型。其中，所述系统还包括即时数据洞查子系统；其中所述即时数据洞查子系统连接所述边缘计算子系统的数据分发模块，以对所述边缘计算子系统输出的数据进行分析并生成用于检索的索引；其中所述数据包括以下的至少一种：设备数据、工艺数据、时序数据。其中，所述即时数据洞查子系统为基于开源搜索工具ElasticSearch实现的。同时，本专利技术实施例还提出了一种应用前述任一项所述的工业数据分析系统的工业数据分析方法，包括：利用边缘计算子系统获取工业设备的工作参数，并通过协议集成模块根据工业设备的通信协议进行转换以将该工作参数输送到数据处理模块；所述数据处理模块根据预建立的设备模型和工业设备的工作参数，并结合所述引擎策略模块和规则引擎模块的规则和策略以实现对工业设备的模拟以进行分析和预警；将数据处理模块的分析和预警结果输出。本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：上述技术方案提出了一种工业数据分析方法和系统，能够对接工业现场的海量设备数据，可以应用于产品质量、设备健康状况、能耗及生产效率分析。附图说明图1是本专利技术实施例的系统架构图。具体实施方式为了说明本专利技术的一种基下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。如图1所示的，本专利技术实施例提出了一种基于工业设备数据采集的边缘计算和日志挖掘的工业数据分析方法和系统，其中边缘计算主要用于实现设备连接的设备通道，处理数据和逻辑的策略设置、规则引擎、消息分发、设备建模等功能，可以完成工业现场设备数据实时的采集、传输和存储；而设备日志洞察分析技术主要通过针对采集的时序数据进行实时的洞察分析、可视化并反馈给边缘计算，根据规则进行实时的预警，形成一个设备实时采集分析的闭环过程。本专利技术实施例提出了一种基于工业设备数据采集的边缘计算和日志挖掘的工业数据分析系统，其包括边缘计算子系统和即时数据洞查子系统。(1)针对工业设备数据采集的边缘计算子系统：边缘计算是部署在近设备端的数据采集技术，相对于云端部署或者集中部署，可以实现本地响应和触发，可以极大的摆脱网络对设备数据采集和处理的影响，在实时性和稳定性上具备极大优势。本专利技术实施例的边缘计算子系统可以提供设备数据采集、传输、存储和分发的功能，包括：协议集成模块、数据处理模块、策略引擎模块、规则引擎模块、数据分发模块；其中协议集成模块连接工业设备以实时读取工业设备的工作参数；其中策略引擎模块用于存储预设的策略；其中规则引擎模块用于存储预设的规则；其中数据处理模块连接所述协议集成模块、策略引擎模块、策略引擎模块，以读取预建立的设备模型和工业设备的工作参数，并结合所述引擎策略模块和规则引擎模块的规则和策略以实现对工业设备的模拟以进行分析和预警；其中所述数据分发模块连接所述数据处理模块，以将数据处理模块的分析和预警结果输出。其中，协议集成模块内集成有Opc协议、Mqtt协议、机床通信协议、SMT产线协议，还集成有以太网通讯协议、Wi-Fi网络通讯协议、蓝牙通讯协议、Zigbee通讯协议。(2)基于日志挖掘的即时数据洞查子系统：基于日志挖掘的即时数据洞查技术，可以针对边缘计算采集的设备数据或工艺数据或时序数据进行即时的分析。本专利技术实施例的即时数据洞查子系统是基于开源搜索工具ElasticSearch实现的。ElasticSearch是一个基于Lucene的搜索服务器，它提供了分布式搜索服务、基于RESTfulweb接口，采用多shard的方式保证数据安全；并且提供自动resharding的功能。Elasticsearch是用Java开发的，并作为Apache许可条款下的开放源码发布，是当前流行的企业级搜索引擎。设计用于云计算中，能够达到实时搜索，稳定、可靠、快速、安装使用方便。本专利技术实施例的即时数据洞查子系统就是基于ElasticSearch深度开发的一种数据洞察工具。ElasticSearch有一种自动发现节点机制，这是一个基于p2p的系统，它先通过广播寻找存在的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工业数据分析系统，其特征在于，包括：边缘计算子系统，其中所述边缘计算子系统用于针对工业设备数据采集的工作参数；其中所述边缘计算子系统包括：协议集成模块、数据处理模块、策略引擎模块、规则引擎模块、数据分发模块；其中协议集成模块连接工业设备以实时读取工业设备的工作参数；其中策略引擎模块用于存储预设的策略；其中规则引擎模块用于存储预设的规则；其中数据处理模块连接所述协议集成模块、策略引擎模块、策略引擎模块，以读取预建立的设备模型和工业设备的工作参数，并结合所述引擎策略模块和规则引擎模块的规则和策略以实现对工业设备的模拟以进行分析和预警；其中所述数据分发模块连接所述数据处理模块，以将数据处理模块的分析和预警结果输出。

【技术特征摘要】
1.一种工业数据分析系统，其特征在于，包括：边缘计算子系统，其中所述边缘计算子系统用于针对工业设备数据采集的工作参数；其中所述边缘计算子系统包括：协议集成模块、数据处理模块、策略引擎模块、规则引擎模块、数据分发模块；其中协议集成模块连接工业设备以实时读取工业设备的工作参数；其中策略引擎模块用于存储预设的策略；其中规则引擎模块用于存储预设的规则；其中数据处理模块连接所述协议集成模块、策略引擎模块、策略引擎模块，以读取预建立的设备模型和工业设备的工作参数，并结合所述引擎策略模块和规则引擎模块的规则和策略以实现对工业设备的模拟以进行分析和预警；其中所述数据分发模块连接所述数据处理模块，以将数据处理模块的分析和预警结果输出。2.根据权利要求1所述的工业数据分析系统，其特征在于，协议集成模块内集成有Opc协议、Mqtt协议、机床通信协议、SMT产线协议，还集成有以太网通讯协议、Wi-Fi网络通讯协议、蓝牙通讯协议、Zigbee通讯协议。3.根据权利要求1所述的工业数据分析系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：缪燕，王鹏，包武，刘浩，刘红超，
申请(专利权)人：北京许继电气有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京,11