数字工厂的自动化设备联网与数据采集分析

李 娟，张 冬，周 猛

（山东华鲁恒升化工股份有限公司，山东德州 253000）

1 数字工厂的相关叙述

数字工程本身就是从某种意义上达到了3个现代化的标志：信息化、数字化和网络化。在这中间主要包括产品的研发、生产线的准备和营销数字化3个内容。因此，网络科技也是随着数字工厂发展逐渐成长起来的，以模拟的方式进行每个环节的测试，这个结果也是有一定的参考意义。

根据数字工厂发展的具体情况，文章给以后更好的发展制定出一个比较全面的计划。一大部分工业数据的来源主要就是靠数字工厂进行采集和整理出来的。这项技术的应用在很大程度上减少了企业在自动化方面的花费，也为以后数字工厂更好的发展起到了很好的引导作用。

其中，也存在了此问题。相关工作人员没有提前对这方面的知识进行了解，所以在使用过程中没有经验，需要花费很多时间和精力去学习，也不能做到全部理解。对于整体发展的规划会在很大程度上对数字工厂产生影响，其设计的范围包括阶段、设计、仿真、分析和优化这5个方面的内容，都可以通过自动化设备进行成品的整个制造过程，以控制产品质量，促进数字工厂的健康发展。

2 加强工业设备的数据采集

工业数字化的发展速度是比较缓慢的，目前，也是处于发展的初期。即，传感器和硬件设备的不齐全，与采集数据时受到的影响因素太多何设备之间的关联程度小，导致精确度和效率都未达标。其最主要的原因就是没有做好设备联网的系统工作。网络保持正常是数字工厂能够正常运行最主要的保障，但是实际的情况却是目前能够做到这些的企业很少，调查结果显示如下。

（1）企业对它的发展根本没有在意。

（2）企业根本对其就没有多少投入，由此看来是降低了一部分成本，但是数字化就没有实现的可能性，要想让工厂正常的运行就只能使用那些不需要联网的设备进行生产。

（3）企业只想依靠先进的设备来使自己的工厂达到数字化的程度，在很大程度上来说这是不现实的。员工对于这些设备的操作流程一无所知，也没有相应的专业的培训和指导。在具体进行设备联网时，员工有时候甚至不知道连接口在哪，还会因操作不当导致断网的情况发生，这在很大程度上限制了企业的发展速度。数据采集工作是非常重要的，而数字工厂的发展情况就在很大程度上决定了这项工作的准确性。工业数据的采集内容主要有4个方面：数字化的设备、设备的主要来源、整个设备运行的环境、包括员工在内的所有用户，最后将这些数据进行汇总。

数据的采集过程是依靠物联网技术实现的，不仅要对设备通过数字化的管理，而且要精确到各个环节中，在最后一个环节进行数据的总结，这就是一套完整的数字化的数据收集程序。一般情况下，工业数据的收集主要包括两个方面：内部数据的收集；对于数字工厂外的一些设备数据的采集。虽然二者在工作流程上基本是一样的，但二者之间的差别还是很大。

这个程序主要涉及3个方面：线路、太网和光纤网。

（1）购买设备的时候要根据具体的预算标准，主要就是传感器、变送器和采集器，在一定程度上通过加大投入资金来进行设备的优化，在PTU 或者安装镶嵌模式方面投入比较大，同时还能进行相关数据的采集，最主要的就是利用自动化设备，包括AI 智能机器人或者数字化机床，总结分析数字化工厂发展情况，通过比较选择比较好的方式，同时也要做出相应的智能化的解决方式，在最大程度上推进数字化工厂的可持续发展。数据采集系统在使用方面的要求，在用户或者是操作人员使用之前要安装好自动化的设备，根据用户的具体需求制定具体的使用协议。如果是口头协议的话，就可以安装一些比较高级的口音读取设备来进行约定，但是这也存在了一些问题，因为没有明文规定，所以口头承诺的情况就没有办法进行履行。

（2）客户的需求是各种各样的，在进行了解的同时，也应该做到有具体的文件说明来增加用户的使用感，这样就可以尽量降低以上出现的这些情况的概率。

（3）数字工厂以外的数据采集，主要可以通过物联网中的远程设备，收集到的数据都是一些关于设备运行的重要数据，最主要就是电流、电压和电池电量。

3 工业数据采集的应用措施

一般都会用一些电子设备对设备的各项数据进行采集，这个协议的签订就显得非常重要，同时也要规定好这些文件的标准，这就在最大程度上保证自动化通信设备的统一。一般会牵扯到样式比较多的企业电子化的通信协议相关准则，这就造成了一些自动化设备的生产厂家，会按照市场形式和不同程度的规定进行协议的编写，这也就是一种合同形式的附加条件，而且还要和数字工厂的合作企业不能一样，在就会出现各种形式的协议，兼容的效果也会受到很大的影响。除此之外，设备会受到很多因素的影响，数据没有办法实现分享。加上数据的开放口比较紧缺，文件也没有具体的说明和标注信息，就会给相关的使用人员带来困难，再加上自己的专业知识不全面和技术掌握的不成熟，这造成了因为操作失误导致没有办法让设备处于联网的状态进行工作，其实也就是一种形式，没有得到实际的应用，不能实现设备的数据及时进行处理，而且各种数据也没有办法进行相互借鉴，从而造成数字工厂不能做到运行过程中数据的收集、记录和自动化程度的发展。

物联网这项技术被广泛的应用于企业的数据采集过程中，同时也可以通过可视化的方式表现出来，根据不同用户的具体要求制定出专属的数据采集方案。根据具体的情况决定了数字工厂的竞争力，数据丢失和盗窃的情况也是时有发生，因为工业数据采集到的一般都是非常重要且有用的数据，这里面也有很多客户的信息，所以就需要在传输和收集的时候特别注意，并且加大这一方面数据的保护措施。有时候也会因为企业领导自身的原因，造成市场和企业之间不好的竞争关系。数字工厂涵盖的范围比较大，无论测量得到的数据是生产方面的，还是优化和仿真方面的，也因为没有规定好具体流程和公司整体的发展经营方式，这就在最大程度上造成了具体流程工作中的一些流程被忽视掉，也就不能得到这一部分的数据，很多数据都是都是可以进行备份的，但是数据的完整性和准确性不能得到保证，数据的真实性也不能够确定。

（1）就好比工业数据的采集用到的通信技术是非常重要的，所以这些运营商就可以利用物联网发展确定好发展方向，在这期间学习到了一些技能，在数字工厂的运行方面最大程度上表现出其最大的优势，也可以将物联网的发展和数据采集这两方面进行完美结合，通过这样的方式为企业制定数据采集的方案，对一些设备要及时进行更新和维护，这样做的目的就是优化网络系统，在最大程度上保证数据和设备的一致性。与此同时制定一套比较专业和高精度的工业网络系统，实现全过程的工程连接服务，当然也可以把石墨光纤和5G 两项技术应用到数字工厂自动化，在一定程度上通过宽带和网速实现工业化，并且制定安全可靠的网络运输方案。同时也可以进行智能化和自动化技术的研发，在最大程度上促进工业数据的采集工作。

（2）数字工厂在发展的过程中，逐渐拥有了一套属于自己的体系，这在设备运行一方面起到了很大的作用，不管如何也需要一套具体的方案，来针对物联网自动化设备进行正常的检查和维修工作，其最大用处就是可以分析具体的情况得到具体数据，这样就可以优化设备状态、位置、传感器、警告和性能这五个方面的内容，逐渐实现对设备的远程控制，最好的用处就是可以在发生故障的第一时间进行反映，可以进行及时的维护处理和相关性能的改进，在此基础上对服务质量和效率进行优化。

最主要可以通过下面3个方面进行优化：

（1）对设备运行的监视工作。数据监测的主要内容就是可以通过对开关的状态和运行情况，利用最简洁的方法把采集到的数据进行详细的分析，然后用具体的方式表示出来，主要就是报表、标识和发展这三个方面，在此基础上自动化设备也能安装一些报警设备，它的最大的作用就是能够在第一时间内检测到异常情况，并且及时发出警告信息，相关工作人员可以及时了解情况，进行检查和及时的改进。随后对自动化设备进行远程监控管理，还可以利用专门的APP或者是对PLC 程序进行及时更新，来保证数据的及时性和准确性。

（2）对设备进行预测性的维护。主要就是利用数字工厂的设备在正常运行情况下的数据采集、存储，来进行分析设备使用的情况和日常操作等一些问题，按照平时数据的记载的情况及时分析发现问题，从而制定出解决方案。对于用户使用自动化设备的情况，及时做出优化措施和提供及时有效的监测，在一定程度上了解设备的具体使用情况和服务，同时也可以提高工作的质量和效率，从而减少了设备的保养维修费用，对于产品之间的不同之处也有了很大的区别。

（3）做好设备的预测技术维护系统。这项技术可以帮助分析设备所处的环境，也可以为设备故障预测、维修方式方面找到方式，也可以将智能制造技术、物联网技术、大数据和平台技术进行全方面的应用，来达到数字工厂每个设备数据的相互利用和传输，一些相关平台也可以通过这种数据的采集方式的不同达到不同的效果。

通过计算机计算出一些需要的数值，还可以通过大数据将设备创建模型，这样做的主要目的就是帮助及时的处理一些出现的异常数据，这样也可以同时处理一些紧急发生的情况，根据具体问题制定出相应的解决措施。将所有的方案进行完善优化以后，数字工厂得到了很多行业的一致好评，在很大程度上都是非常赞同且接受的，这种情况下，很多企业都在广泛的将这项技术应用到设备的远程监控和维修工作中。

在数字工厂中被大量的应用于各种设备中。就好比一个设备需要进行安装螺栓，这时候就可以将这种安装方式和得到的一些重要的数据记录下来，也可以通过很多方式从多种角度进行分析，螺栓是否安装成功。

4 结束语

综上所述，文章主要通过对数字工厂的自动化设备联网与数据采集的分析。物联网的发展进步在很大程度上影响了数字工厂的发展，并且数字工厂也一直在保持一个不断发展更新和优化的过程，在此基础上，专门提出一种促进数字工厂发展的技术，也就是工业数据的采集技术，这不但推进了数字工厂的发展，而且在最大程度上为数字工厂的更好的发展提供了一定的条件，因此在数字工厂领域的应用非常广泛，来进行设备和自动化产品的远程操控和智能化的预防措施，可以按照位置、状态和传感器这些运行数据进行分析，来完全体现出物联网的各种功能，在很大程度上提高数字工厂的效率和效能。