[發明專利]一種工業數據處理系統和方法

有效

• 申請號: 202011422481.7
• 申請日: 2017-08-10
• 公開（公告）號: CN113220776B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 楊川;楊亞平
• 申請（專利權）人: 成都天衡智造科技有限公司
• 主分類號: G06F16/27
• 分類號: G06F16/27;G06F16/215;G06F16/25;G06Q50/04
• 代理公司: 成都華風專利事務所(普通合伙) 51223
• 代理人: 張巨箭

1.一種工業數據處理系統，其特征在于：包括數據中心平臺和數據感知節點；

所述的數據感知節點包括工業現場數據感知模塊和第三方軟件系統數據感知模塊；所述的工業現場數據感知模塊實現對工業現場設備的參數和狀態數據的監控，同時實現與數據中心平臺進行數據交互；所述的第三方軟件系統數據感知模塊實現對第三方軟件系統的數據同步，將數據導入到數據中心平臺；所述的工業現場數據感知模塊和第三方軟件系統數據感知模塊均包括分布式數據隊列；

所述的數據中心平臺包括數據平臺數據隊列、數據清洗模塊、元數據存儲模塊、數據聚合模塊、聚合數據存儲模塊、數據對象構建模塊和數據對象存儲模塊；所述的數據平臺數據隊列實現對數據感知節點的數據的匯集作用，通過存儲緩存機制，將數據進行緩存，供數據清洗模塊進行數據調用處理；所述的數據清洗模塊調用數據平臺數據隊列中緩存的原始數據，使用預先定義的數據處理算法對數據進行清洗和預處理，得到元數據；所述元數據包括硬件設備數據和軟件系統數據，硬件數據包括PLC數據、傳感器數據、設備數據和控制器數據，軟件數據涉及所述第三方軟件系統數據庫，其中第三方軟件系統數據包括產品訂單數據、庫存數據、生產數據、出入庫數據、物流數據，所述產品訂單數據包括銷售數據，所述生產數據包括批次數據和工序、工藝數據；所述的元數據存儲模塊用于將數據清洗后得到的元數據進行全量數據存儲操作；所述的數據聚合模塊通過獲取數據平臺數據隊列中的緩存數據或者數據清洗后的元數據，針對特定的時間范圍，使用預先定義的數據抽取算法抽取部分數據來模擬樣本數據，為后續數據的高級應用提供數據基礎，并存儲至聚合數據存儲模塊；其中高級應用包括：工業生產多維度數據交叉分析、多維度數據可視化、工業數據挖掘、數據深度學習；所述的數據對象構建模塊用于通過一定的組合關系將多個元數據封裝為一個數據實體，并將數據實體作為數據對象存儲至數據對象存儲模塊。

2.根據權利要求1所述的一種工業數據處理系統，其特征在于：所述的工業現場數據感知模塊包括：

工業現場數據監控單元：針對不同工業現場總線協議，提供對底層設備數據的讀寫操作，通過可視化圖形實現對包括設備狀態、工業參數在內的信息的顯示與控制；

第一分布式數據隊列：提供現場數據與數據中心平臺數據隊列的數據同步服務；

所述的第三方軟件系統數據感知模塊包括：

數據同步服務單元：通過特定的策略，周期式或者觸發式從第三方軟件系統中讀取數據，并將數據存儲到分布式數據隊列單元；

第二分布式數據隊列：提供軟件數據與數據中心平臺數據隊列的數據同步服務。

3.根據權利要求2所述的一種工業數據處理系統，其特征在于：所述的第一分布式數據隊列單元部署的工廠或者車間為本地或者異地。

4.根據權利要求2所述的一種工業數據處理系統，其特征在于：所述的工業現場數據監控單元采集的數據包括控制器數據、PLC數據、傳感器數據和設備數據。

5.根據權利要求1所述的一種工業數據處理系統，其特征在于：所述的數據清洗模塊中的預處理包括數據協議轉換、數據格式轉換、數據四則運算、多個數據協同運算、極值分析、均值分析。

6.根據權利要求5所述的一種工業數據處理系統，其特征在于：所述的數據聚合模塊中的數據抽取包括對極值和均值的數據抽取。

7.應用 如權利要求1～6中任意一項所述的一種工業數據處理系統處理工業數據 的方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1：數據感知節點進行數據感知，獲取到數據后進入步驟S2；

S2：數據感知節點的分布式數據隊列進行數據存儲，進入步驟S3；

S3：判斷是否觸發分布式數據隊列與數據平臺數據隊列的數據同步服務，如果是則進入步驟S4；觸發方式包括周期性觸發和定量觸發；周期性觸發是指：每隔指定時間，觸發數據同步；定量觸發是指：當分布式數據隊列緩存數據達到指定數量時，觸發數據同步；

S4：數據平臺數據隊列進行數據存儲，完成后進入步驟S5；

S5：判斷是否觸發進行數據清洗操作，如果是則進入步驟S6，否則進入步驟S7；

S6：執行數據清洗，完成后進入步驟S7；

S7：形成元數據，判斷是否觸發進行元數據存儲，如果是則進入步驟S8，否則進入步驟S9；

S8：將元數據進行存儲，完成后進入步驟S9；

S9：判斷是否觸發進行數據聚合，如果是則進入步驟S10，否則進入步驟S13；

S10：執行數據聚合操作，完成后進入步驟S11；

S11：判斷是否觸發進行聚合數據存儲，如果是則進入步驟S12,否則進入步驟S13；

S12：執行聚合數據存儲，完成后進入步驟S13；

S13：判斷是否觸發構建數據對象，如果是則進入步驟S14,否則進入步驟S17；

S14:執行構建數據對象操作，完成后進入步驟S15；

S15：判斷是否觸發進行數據對象存儲，如果是，則進入步驟S16,否則進入步驟S17；

S16：執行數據對象存儲操作，完成后進入S17；

S17：結束。