一种面向多源异构工业数据的融合管理架构制造技术

本发明专利技术涉及一种面向多源异构工业数据的融合管理架构，包括：边缘节点，用于对原始的多源异构工业数据封装为布尔共享表示，进行加密操作后，将加密的数据分别上传给两个相互独立的服务器；服务器，用于对收到的数据进行清洗，并发送至多源异构工业数据统一表征平台；多源异构工业数据统一表征平台，用于对清洗后的多源异构工业数据进行统一表征，使之成为多源同构工业数据，以存储与查询数据；行业逻辑机理库，用于对存入多源异构工业数据统一表征平台的工业数据进行数据挖掘，挖掘出数据间潜在关系。本发明专利技术基于不同的业务场景最大程度地利用多源数据、充分挖掘数据间的语义关系，完成知识补全、信息融合，刻画出全要素互联的联接关系与结构关系。系与结构关系。系与结构关系。

【技术实现步骤摘要】
一种面向多源异构工业数据的融合管理架构


[0001]本专利技术涉及工业互联网
，特别是涉及多源异构工业数据的融合管理架构。

技术介绍

[0002]工业生产数据分散在各个控制系统中，业务逻辑呈碎片化分布，存在严重的异构数据孤岛现象；生产环境恶劣，采集的数据可能包含大量噪音或异常点；工业数据易受背景因素影响，如参数设定、运行工况等。工业领域内对多源异构数据的融合管理技术提出了更高的要求。
[0003]近年来国内外根据生产应用需要，对信息模型展开了广泛研究，工业数据的管理技术和方式都有着新的突破。但因工业领域间业务和应用场景的差距，其多源异构生产数据的融合管理方案存在精细化特点，适用范围窄，且大多数相关研究难以满足生产数据硬实时的特点，缺乏全面的顶层设计，依然难以实现广泛互联。因此，构建一个多源异构工业数据的融合管理框架以及实现就显得尤为重要。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的是提供一种面向多源异构工业数据的融合管理架构及实现方法，以克服上述工业大数据管理系统的缺陷。
[0005]本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是：一种面向多源异构工业数据的融合管理架构，包括：
[0006]边缘节点，用于对原始的多源异构工业数据封装为布尔共享表示，进行加密操作后，将加密的数据分别上传给两个相互独立的服务器；
[0007]服务器，用于对收到的数据进行清洗，并发送至多源异构工业数据统一表征平台；
[0008]多源异构工业数据统一表征平台，用于对清洗后的多源异构工业数据进行统一表征，使之成为多源同构工业数据，以存储与查询数据；
[0009]行业逻辑机理库，用于对存入多源异构工业数据统一表征平台的工业数据进行数据挖掘，挖掘出数据间的潜在关系。
[0010]所述多源异构工业数据统一表征平台包括数据调研层、数据整合层和数据报告层；
[0011]所述数据调研层，用于构建工业数据的实体、流程库和数据字典表，以完成实体的存储格式定义，并输出企业业务流程；
[0012]其中，实体，用于存放当前存储数据名称及其属性，以对数据进行分类和定义、明确业务领域和业务对象的关联关系；
[0013]流程库，用于描述企业业务流程的分类、层级、层级边界、层级范围、层级关系；
[0014]数据字典表，由可枚举数据构成，用于存储枚举数据以及企业业务流程规则名称；
[0015]所述数据整合层，包括利用实体之间的关系、描述企业业务流程规则的逻辑模型，
以及用于进行可视化的数据封装格式的物理模型，以实现多源异构工业数据的统一表征；
[0016]所述数据报告层，实现数据的增删改查、导入导出、资源汇总，以形成完整的行业信息架构。
[0017]所述数据字典，用于对数据项、数据结构和处理逻辑进行统计和描述，包括：
[0018]类字典dic
class
，用于存放所有数据项的所属类别；
[0019]属性字典dic
properity
，用于存放所有不同数据项的各种属性；
[0020]数据类型字典dic
type
，用于存放所有数据的数据类型；
[0021]单位字典dic
unit
，用于存放所有数据可能涉及到的单位；
[0022]关系字典dic
relation
，用于存放不同数据之间可能存在的所有逻辑关系；
[0023]规则字典dic
rule
，用于存放不同业务场景下数据调用的各项规则；
[0024]公式字典dic
equation
，用于存放所有数据间可能存在的各种公式。
[0025]所述逻辑模型Model
Frame
形式化表征如下：
[0026]Model
Frame
＝{Name,C,Field,Rel,F,T}；
[0027]Field＝{Fname,F_code,type,standard,key}；
[0028]Rel＝{R_name,R_code,rel,rel_f,rel_child}；
[0029]F＝{F_name,F_code,R_code,sour_chart,sub_chart}
[0030]Name为模型名称；C为模型编码；Field为模型的实体字段序列，用以存放逻辑模型中所涉及到的所有实体的信息，多个实体的多个字段序列构成当前模型的字段表，Fname为实体名称,F_code为实体编码,type为实体类型,standard实体数据标准,key＝1表示当前实体为关键实体；Rel为单条逻辑关系参数序列，用以存放实体之间的逻辑关系，一个逻辑模型可能包含多条逻辑关系，因此一组Rel可构成Rel表，其中R_name表示逻辑关系名称，R_code表示关系编码,rel为当前逻辑规则，rel_f为父逻辑对应编码,rel_child为子逻辑对应编码，多条逻辑可构成逻辑关系表；F为映射参数序列，指给源实体表和目的实体表建立起字段的映射关系，其中F_name为映射名称，F_code为映射编码，sour_chart为源实体表，sub_chart表示目的实体表；T为模型信息更新时间；
[0031]所述物理模型，用于将逻辑模型中所定义的实体、属性、属性约束、逻辑关系转换为数据库软件所能够识别的表关系图。
[0032]一种面向多源异构工业数据的融合管理架构实现方法，包括以下步骤：
[0033]步骤1：边缘节点将原始多源异构工业数据封装为布尔共享表示，进行加密操作后分别上传给云上的两个相互独立的服务器1和服务器2；
[0034]步骤2：服务器1和服务器2分别对收到的布尔共享表示数据进行AVF得分计算，并将分数低于阈值的布尔共享表示数据删去，完成加密数据的清洗操作；
[0035]步骤3：将清洗完成后得到的数据上传并存储至多源异构工业数据统一表征平台；
[0036]步骤4：对存入多源异构工业数据统一表征平台的工业数据进行数据挖掘，以挖掘出数据间的潜在关系。
[0037]所述边缘节点对原始数据封装为布尔共享表示，进行加密操作，包括以下步骤：
[0038]将第i个边缘节点收集到的第j个属性的原始数据x
ij
转换为二进制数第m位与当前边缘节点随机选择的一个布尔数r∈{0,1}做布尔运算，以使服务器1和服务
器2收到的第m位布尔共享分别为和其中，m＝1,
…
,l，l表示二进制数的总位数。
[0039]步骤2中，所述多源异构工业数据统一表征平台的构建，包括以下步骤：
[0040]步骤2.1：数据调研层构建有工业数据的实体、流程库和数据字典表，用于完成实体的存储格式定义，并输出企业业务流程；
[0041]步骤2.2：数据整合层利用数据实体之间的关系，描述业务规则的逻辑模型，并根据逻辑模型构建数据封装格式作为物理模型，以实现可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向多源异构工业数据的融合管理架构，其特征在于，包括：边缘节点，用于对原始的多源异构工业数据封装为布尔共享表示，进行加密操作后，将加密的数据分别上传给两个相互独立的服务器；服务器，用于对收到的数据进行清洗，并发送至多源异构工业数据统一表征平台；多源异构工业数据统一表征平台，用于对清洗后的多源异构工业数据进行统一表征，使之成为多源同构工业数据，以存储与查询数据；行业逻辑机理库，用于对存入多源异构工业数据统一表征平台的工业数据进行数据挖掘，挖掘出数据间的潜在关系。2.根据权利要求1所述的一种面向多源异构工业数据的融合管理架构，其特征在于，所述多源异构工业数据统一表征平台包括数据调研层、数据整合层和数据报告层；所述数据调研层，用于构建工业数据的实体、流程库和数据字典表，以完成实体的存储格式定义，并输出企业业务流程；其中，实体，用于存放当前存储数据名称及其属性，以对数据进行分类和定义、明确业务领域和业务对象的关联关系；流程库，用于描述企业业务流程的分类、层级、层级边界、层级范围、层级关系；数据字典表，由可枚举数据构成，用于存储枚举数据以及企业业务流程规则名称；所述数据整合层，包括利用实体之间的关系、描述企业业务流程规则的逻辑模型，以及用于进行可视化的数据封装格式的物理模型，以实现多源异构工业数据的统一表征；所述数据报告层，实现数据的增删改查、导入导出、资源汇总，以形成完整的行业信息架构。3.根据权利要求2所述的一种面向多源异构工业数据的融合管理架构，其特征在于：所述数据字典，用于对数据项、数据结构和处理逻辑进行统计和描述，包括：类字典dic
class
，用于存放所有数据项的所属类别；属性字典dic
properity
，用于存放所有不同数据项的各种属性；数据类型字典dic
type
，用于存放所有数据的数据类型；单位字典dic
unit
，用于存放所有数据可能涉及到的单位；关系字典dic
relation
，用于存放不同数据之间可能存在的所有逻辑关系；规则字典dic
rule
，用于存放不同业务场景下数据调用的各项规则；公式字典dic
equation
，用于存放所有数据间可能存在的各种公式。4.根据权利要求2所述的一种面向多源异构工业数据的融合管理架构，其特征在于：所述逻辑模型Model
Frame
形式化表征如下：Model
Frame
＝{Name，C，Field，Rel，F，T}；Field＝{Fname，F_code，type，standard，key}；Rel＝{R_name，R_code，rel，rel_f，rel_child}；F＝{F_name，F_code，R_code，sour_chart，sub_chart}Name为模型名称；C为模型编码；Field为模型的实体字段序列，用以存放逻辑模型中所涉及到的所有实体的信息，多个实体的多个字段序列构成当前模型的字段表，Fname为实体名称，F_code为实体编码，type为实体类型，standard实体数据标准，key＝1表示当前实体为关键实体；Rel为单条逻辑关系参数序列，用以存放实体之间的逻辑关系，一个逻辑模型
可能包含多条逻辑关系，因此一组Rel可构成Rel表，其中R_name表示逻辑关系名称，R_code表示关系编码，rel为当前逻辑规则，rel_f为父逻辑对应编码，rel_child为子逻辑对应编码，多条逻辑可构成逻辑关系表；F为映射参数序列，指给源实体表和目的实体表建立起字段的映射关系，其中F_name为映射名称，F_code为映射编码，sour_chart为源实体表，sub_chart表示目的实体表；T为模型信息更新时间；所述物理模型，用于将逻辑模型中所定义的实体、属性、属性约束、逻辑关系转换为数据库软件所能够识别的表关系图。5.一种面向多源异构工业数据的融合管理架构实现方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：边缘节点将原始多源异构工业数据封装为布尔共享表示，进行加密操作后分别上传给云上的两个相互独立的服务器1和服务器2；步骤2：服务器1和服务器2分别对收到的布尔共享表示数据进行AVF得分计算，并将分数低于阈值的布尔共享表示数据删去，完成加密数据的清洗操作；步骤3：将清洗完成后得到的数据上传并存储至多源异构工业数据统一表征平台；步骤4：对存入多源异构工业数据统一表征平台的工业数据进行数据挖掘，以挖掘出数据间的潜在关系。6.根据权利要求5所述的一种面向多源异构工业数据的融合管理架构实现方法，其特征在于，所述边缘节点对原始数据封装为布尔共享表示，进行加密操作，包括以下步骤：将第i个边缘节点收集到的第j个属性的原始数据x
ij
转换为二进制数第m位与当前边缘节点随机选择的一个布尔数r∈{0，1}做布尔运算，以使服务器1和服务器2收到的第m位布尔共享分别为和其中，m＝1，
…
，l，l表示二进制数的...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹科研，王明龙，陶杭波，郑闯，汪明锐，王莹莹，王秋实，金宁，祝慧洁，
申请(专利权)人：沈阳建筑大学，
类型：发明
国别省市：