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在当前数字化转型、物联网和“工业4.0”等概念炒的火热之时，传统工业大佬、设备制造厂商都纷纷投入智能化转型当中，自建设备的运营管理系统及平台，技术创新到底会引领传统工业走向哪里？当技术找到了融合工业领域本身的最佳入口之后，是否数据价值的应用服务将会是最终的盈利方向呢？

在第315期i访谈，联动原素邀请了一家多年来深耕于混合电网、VOC环保、高端制造等行业，专业从事设备物联一站式服务的公司——上海闪捷智能科技的合伙人成浩，来分享当技术的发展走向具体的场景应用时，如何更好的理解和打通智慧工业的期望与现实之间的壁垒，是在提供“设备物联网+工艺信息集成+云平台”的解决方案之后，还需要提供哪些服务更好的满足工业4.0下物联网应用的最后一公里需求。

联动原素在线i访谈

第315期

成浩（上海闪捷智能科技有限公司，合伙人）

华东理工大学 化工工艺 学士，计算机 工程硕士

历任：上海先达条码技术有限公司 开发部经理，西图自动控制（上海）有限公司 项目部 经理，

厦门唐人科技股份有限公司 副总经理。

联动原素i访谈对话成浩

+

Q

主要为工业领域的哪些客户群体解决哪些问题呢？

成浩：客户群体：环保/流体机械的设备制造商，中大型企业的洁净室/实验室；分布式的运维商。

解决的问题：智能工厂的设备物联、能耗监测，分布式运维管理，洁净室的环境和人员管控，环保（VOCs）云平台建设。

换热站的远程监控和运维

VOCs实时监测数据

Q

具体监控这些数据对客户有哪些帮助呢？

成浩：客户可以实时监测到数据的变化，环保超标排放是要罚款的，我们可以提前进行预警，所以说是帮助客户省钱，还可以节约人工费用，设备无人值守。

Q

那我们服务客户的方式是项目多一些还是标准的产品多一些呢，或者说还有后续的某些服务费？如果都有，哪种比重大一些？

成浩：设备物联的项目销售和服务模式，两种都有，我们已经做了很多成熟的解决方案和标准化的模块，可以为客户提供定制化服务。解决方案比重较大，很多模块还是要根据客户的要求进行调整，主要是有些模块涉及到客户的工艺，大部分客户的工艺是保密的，采集的数据要满足维护的需要，还要避免泄密。

Q

那在提供方案时，哪个技术支撑的投入成本比较大呢？为什么？

成浩：时间和人工 ，这两方面，工业项目所涉及的设备种类繁多，设备生命周期长（20年，30年，甚至40年），因此需要大量的技术积累，这方面不是短期投入人力就可以办到。另外，物联网还应用了很多新的技术，例如人工智能，区块链，云计算，这些是需要快速消化的。这是我们项目中遇到注塑机，已经使用二十多年了，客户还在用。

Q

那像您之前提过的换热站的方案，里面会用到哪些人工？会花费多少时间呢？

成浩：主要实施部分，客户对设备接入不熟悉，我们要从设备点表开始，帮助客户一点点把数据采集上来；另外，换热站不是同时建设的，用的控制设备不一样，工艺过程也有差异，一组设备，快一点，1到2天；如果慢的话，就要1周左右了，还要看设备的原厂商是否配合，能不能提供有效的资料。

Q

只是设备连接吗？具体需要什么资料呢？

成浩：设备连接，只是第一步，连接完成以后，上来的数据要匹配，要分析每个换热站，每组数据在150个左右，设备有锅炉、换热器，泵，阀门，环境传感器，门禁，还有视频，这些设备是如何连接的，数据格式怎么样，通讯的协议是哪些，这些资料都是必须的。

Q

这些数据获得之后，具体会有哪些应用呢？您能举个例子吗？

成浩：比如，换热站，我可以根据环境参数（温度），远程控制锅炉的功率，增加/减少 热水的供应量，原来，每个换热站都需要有人值守，现在只要总部监控就可以了，有几个维护工程师巡检就可以了，减少了值班人员，提高了居民的满意度。

Q

如果只是加传感器的话，这当中会有预警错误，或者其他状况出现吗？

成浩：不是单单加一个传感器，而是要多个一起使用，另外还可以增加摄像机。

Q

在同类的产品中，大家目前发展水平是怎样的状况呢？是都差不多，还是有哪些已经明显发展的比较超前了呢？

成浩：工业物联网涉及行业多，一个产品很难包括所有的应用，我看到的是，大家的产品是，针对某个行业，给出解决方案，应该说，各有所长。我们公司的优势在于拥有深耕于自动化行业20年以上的专业市场和应用技术人才，又有20多年IT项目经理和架构师，做了一些 M2M、M2B、M2C的一站式解决方案，模块化的硬件和软件，我们比较擅长智能制造，环保/流体机械的设备的远程管理/运维，中大型企业的洁净室/实验室。

Q

在智能制造部分我们自动化可以做到怎样的程度呢？

成浩：智能制造工厂的设备物联、能耗监测，整个厂区的能源管理。

Q

从您一线做产品的角度来看，有没有哪些技术，是物联网产业发展所必须的？

成浩：边缘计算在物联网应用最为广泛，解决数据访问的速度、数据中心可靠性、数据生成速度和安全性，这4个关键需求，人工智能，尤其是模式识别方面，图像识别方面，补充了数据采集的手段，应用区块链技术进行数据的分布式存储。

Q

闪捷未来会比较会侧重哪些技术呢？会有怎样的发展规划呢？

成浩：边缘计算，使我们目前的重点，其他两方面都有应用，首先，解决数据采集的问题，人工智能 增加数据采集的手段，数据的源头，边缘计算是重点，公司未来的规划是在2018年打造基础版平台产品模块，2019年平台产品选定两个行业推广，2020年提高物联网平台的销售利润，能有良好的自我造血机制。

精彩吐槽环节

老熊了：这么老的注塑机有数据接口？！

成浩：没有的话，就要想办法加，看客户需要哪方面的资料，加传感器。

李晓妍：能减少多少人啊？多少比例？

成浩：现在已经把换热站的值班人员这个编制取消了，都是负责设备维护的工程师进行巡检，现有人员是原来的1/3。

李晓妍：流程化制造？

成浩：我们的重点是设备远程监测，数据发送MES系统，流程是MES系统的事情。

李晓妍：NB目前有大规模使用吗？Lora试过吗？

成浩：现在还是测试阶段，有延时，不够稳定，如果要稳定，需要天天盯电信、移动，每天一个投诉电话。目前还是 4G，NB估计要过几年，大中城市都好说，有的工业设备在荒郊野外，NB就很难说了。Lora没有试过。

李晓妍：所以还要看运营商的速度，对你们来讲，用NB,有什么好处吗？成本会下降？

成浩：低功耗，很多地方没有外接电源，只能靠电池。

李晓妍：你们客户哪些区域比较多？

成浩：我们的的客户还是集中在江浙沪。

李晓妍：机器学习你们现在有接触吗？

成浩：现在主要是模式识别。

李晓妍：和模式识别相比，机器学习是不是更准确一些？

成浩：有一些应用，主要在人脸识别、报警识别上。

李晓妍：你们也要做平台，你们怎么看目前的工业互联网平台？

成浩：工业互联平台 是to B的市场，市场培育周期长，是持久战。

李晓妍：你们的平台是什么样的定位？

成浩：工业互联平台，行业解决方案 提供商，深入行业的多种技术整合，做从数据采集到PAAS的技术服务商。

李晓妍：能够满足用户自助开发应用吗？还是满足你们自己更加快速的提供解决方案？现在我们接触的平台有三种，一种等着别人给他们接数据的，一种养开发者的，一种满足自己快速构建解决方案的。

成浩：我们现有的客户，是希望我们把所有事情都做好，我们是第三种，也可以给第一种平台商数据。

李晓妍：那你们应该是盈利的吧？

成浩：目前还在技术投入阶段，每个项目是盈利的，但整体技术投入大。

本期访谈结束

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下期预告

i访谈第318期

6月11日晚9点

缪炜 创始人/CEO

上海互问信息科技有限公司

扫码进群围观

INDASS

是智物联Mixlinker体系中的工业物联网数据分析服务系统（Industrial Data Analysis Service System），是智物联Mixlinker提供的工业物联网数据分析服务。

我们知道，智物联Mixlinker工业设备物联网的三大基础部分内容，分别是：

第一部分：工业设备数据采集、数据组织、数据发送到云平台——

适配器APRUS和APICO

；

第二部分：云平台数据接收、再组织、存储、快速检索，以及进行分发和交换——

GARDS

第三部分：数据的展现和相关信息的管理——

FIDIS

。

这三部分是智物联Mixlinker工业设备物联网最基础的工作，他们都是围绕工业设备数据这个核心进行一系列相关工作的。

工业物联网数据分析

简称

数据分析

，是对工业设备数据更加深入的应用，其目的就是通过对这些数据深入计算和分析，找出数据的变化规律，从而分析出设备运行的规律。

数据分析包括两方面内容，分别是：小数据分析和大数据分析。

小数据分析

就是通过对最近一段时期（如几个小时、一天）之内各单台设备运行数据的分析，对单台设备当前的运行状态做出客观评估，并对单台设备在未来一段时间的运行情况进行预测，这就是INDASS。

大数据分析

就是根据一个（或多个）确定的分析命题，并基于同类或不同类多台设备（或设备群）所采集的，在相当长时间（如三个月、半年、甚至一年）的数据进行分析，达成（或接近）命题所要求分析结果。

要做大数据分析，我们需要做三件事：

第一：建立大数据分析的命题，并评估命题的可行性，命题就是我们想要知道的问题和答案。

比如，我们可以提出这样的命题：

“我们生产的柴油发动机的不同型号或者系列的一致性有没有差别？有什么差别？”

或者是这样的命题：

“我们生产的柴油发动机，在东北、西北、华中、华南等不同地域条件下，运行能耗有没有差别？有什么差别？有多大差别？是什么原因导致的这些差别？”

“我们的柴油发动机，在不同的工况条件下，如内陆油田钻井平台、海洋钻井平台，发生故障的频率、故障的原因、故障的类型，有没有不同？有什么不同？是什么原因导致的不同？”

无论是什么命题，都需要对命题的可行性做出评估，因为并不是所有的命题都一定能分析出一个客观可信的结论。比如这样的命题：“我们的柴油发动机产品销售到某地，对该地的文教事业有什么影响”。这个命题，很显然我们是无法从柴油发动机的运行数据中找到答案。

第二：根据命题设计数学模型，然后基于刚才说的大数据，进行一系列的计算和分析。

这里说的是两个东西，一个是建立数学模型，另一个是计算和分析。怎么去建立数学模型呢？我们先忽略“数学”这两字，就说“模型”。如果我们用通俗的话来解释，那么模型可以简单理解成一个“模子”，就像我们做月饼需要 “模子”一样，把月饼的内容（皮儿和馅儿）放到模子里面再拿出来，就是月饼的模样。

我们用刚才说到的一个命题来举例子：“我们生产的柴油发动机，在东北、西北、华中、华南等不同地域条件下，运行能耗有没有差别？有什么差别？有多大差别？是什么原因导致的这些差别？”

这个命题的模子是这样的：

这个模子的意思是，我们把大数据按六个区域的数据进行过滤和区分，然后把每个区域的相关数据，也就是能耗以及跟能耗有关的数据特征进行计算和提取；然后我们再把提取出来的能耗特征进行比较分析。这个比较分析并不是盲目的，是需要按我们确定好的议题来：

（1）差别存在的比例有多少、从而判断差别是不是具有普遍性；

（2）差别现象是什么、差别表现在哪里；

（3）把差别量化，要分析出究竟不同的现象对应有什么差别程度；

（4）对应的差别现象、对应的差别程度，相对应的原因都是什么。

第三：就是刚才我们说的分析结果，输出报告。大数据分析给这个报告提供了明确的论点；大数据就是这个论点的论据；大数据分析就是这个论点的论证。

前面我们对“小数据分析”做了定义。

小数据分析，在设备物联网中非常重要，也非常实用。小数据分析与大数据分析不同，小数据分析的内容（也可以叫命题）是确定的，分析结果是需要迅速输出的（不像大数据分析，可以花两个月计算，三个月写报告。

准确来说，INDASS是一个“计算和分析”的服务或者工具。首先，INDASS可以提供一系列的基础计算服务，比如，积分计算、方差/协方差计算、方差/协方差矩阵计算、非线性方程计算、函数拟合计算，等等。这些计算实际上也是需要消耗大量计算资源的，也有一定的难度，因此，是不适合放在应用层面去计算。

其次，INDASS可以提供特定的分析任务，包括：设备运行指数计算、设备运行参数预测、设备数据稳定性计算。

设备运行指数

假如设备有180个参数，或者更多，这就带来很多问题，计算量非常大，即便我们能找到计算方法，也没法去计算。所以，我们只能一切从简，这就是指数。

设备运行指数计算

就是根据设备的全部（或部分）关键参数，通过一个算法，计算出一个单一数值，来表示这个设备当前的运行状况。一个设备可能有一百多两百个参数，这些参数之间的关联非常复杂，某些参数的变化，可能直接或间接导致其他一些参数的变化，某些参数的变化，可能会导致设备出现问题。指数就是我们用一个简单的方法，对复杂的设备系统进行“定位”。这就好比我们用“成绩”来说明一个学生的学习好坏；而用“智商”来衡量一个人有多聪明。

指数当前的水平，以及指数的变化，实际上从另一个侧面，反应了设备运行状态的变化。比如，某学生的这学期的学习成绩80分，只能说明该学生读书一般般。如果几个学期该生的成绩都是80左右，说明该生学习成绩还算稳定；但是，我们如果知道，该学生上学期的成绩是50分，那么，我们就知道，这个学生是在进步，应该鼓励表扬；相反，如果该学生上学期的成绩是95分，那么，该生肯定是退步了，需要找找退步的原因，是不是早恋了。

设备运行参数预测

INDASS提供的设备运行参数预测，准确来说，是“设备连续运行主要参数预测”。预测是一个比较复杂的事情，怎么去保证预测的准确性是个大问题。为了解决这个问题，我们根据预测的准确性，把预测分成不同的区间：10分钟、30分钟、1小时、3小时、6小时和24小时。这是因为在这个预测期间里面，预测的可信度基本一致。

INDASS的预测是非常有用的。比如，某个参数在30分钟区间的预测值超过了该参数的安全阈值，那么，就相当于我们为设备赢得了30分钟处理问题的时间，至少赢得了人员疏散撤离的时间。

需要说明的是，INDASS只是单纯的参数预测，而无法提供这些参数的变化，到底是不是正常，是不是会出现或者引发别的问题。

稳定性计算

INDASS提供的稳定性计算，实际上是设备主要参数的稳定性，也就是这些数据的离散程度计算。比如，柴油发动机的动力负载，如果一直保持在某个数值左右，变化幅度不大，那么就说明这个参数是稳定的；相反，如果这个数值忽高忽低，那么就是这个参数不稳定，变化无常。

但是，这些都是参数的离散程度，并不能说明整个设备的稳定性状况。

我们先确定一个假设：

如果一个设备有180个参数，每个参数的数据变化的幅度都很小，也就是说每个数据都很稳定。那么，这个设备运行一定是稳定的；反之，如果一个设备运行不稳定，那么，这些参数中，至少其中有一个（或者多个）数据是不稳定的。

这是一个重要的逻辑推理： 若A则B 那么 非B则非A。

然而，一台设备的运行参数之间是关联的，有时一个参数变化，而另一个参数也在同时变化的时候，并不能说明这个设备不稳定；或者说，当两个或者多个参数同时小幅度变化时，也有可能导致设备的不稳定。

刚才说了，尽管我们计算出来指数、趋势和稳定性，其实并不能说明这个计算结果代表了设备运行是什么状况，也不能说明设备这样下去会是什么结果。原因就是这些数据之间的关联关系非常复杂；这些数据以及数据的变化，对整个设备系统的影响面会是多大，也非常复杂。

这就是我们为什么需要引入智物联Mixlinker人工智能机器人服务系统 MAIRS（Mixlinker Artificial Intelligence Service）去做深度学习，并获得新的分析结果。

目前，工业物联网传感器数据采集无线传输至监控服务器比较常用的通讯解决方案主要有433MHz、2.4GHz和GPRS等三种，而以NB-IOT为代表低功耗广域网物联网通讯技术也已开始应运而生，随着技术的逐步成熟，将在各领域大量应用。

433MHz、2.4GHz、GPRS和NB-IOT，深圳信立科技这四种无线传输通讯解决方案，它们各有优缺点，根据不同的应用需求，选择相应的方案。

一、2.4G 无线通讯技术

2.4G模块低功耗设计，理想传输距离在1.5公里。通常用于传输距离比较近的数据采集，适用于实验室，车间，仓库，医院冷藏室，图书馆，档案室，博览馆等环境数据监测领域。

二、433M无线通讯技术

433M模块，信号强，传输距离长，理想传输距离在3公里左右。还有穿透、绕射能力强，传输过程衰减较小。深圳信立设计的433M模块，实现采集、传输通讯设备超低功耗运行，保证数据实时传输不中断，电池使用寿命达5年，通常用于传输距离不远的数据采集，适用于粮库粮仓，农业大棚，畜禽水产养殖，工业园区，公园，景区等环境数据监测领域。

三、GPRS 无线通讯技术

GPRS模块，传输距离不受限制，传输数据大、安全稳定。

通常用于远程数据采集传输，适用于供排水、热力管网温度压力流量监测，水库大坝河道水位监测，农业大棚环境监测、重大危险源气体监测等远程监测领域。

四、NB-IOT无线通讯技术

NB-IOT的特点，主要体现在四个方面：其一、广覆盖，将提供改进的室内覆盖，在同样的频段下，NB-IoT比现有的网络增益20dB，相当于提升了100倍覆盖区域的能力；其二、具备支撑海量连接的能力，NB-IoT一个扇区能够支持10万个连接，支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构；其三、更低功耗，NB-IoT终端模块的待机时间可长达10年；其四、更低的模块成本，企业预期的单个接连模块不超过5美元。

NB-IOT技术，将会是今后工业物联网无线通讯方式的主流趋势，几乎可以应用到任何领域。

作者：深圳信立科技时间:2017-09-04来源：itbsxl点击数：11

在工业数据采集传输的方式上，可以分为有线和无线采集传输两种，采用有线通信方式的数据采集称为有线数据采集，而采用无线通信方式的数据采集称为无线数据采集。那么，了解有线和无线采集传输方式的各自优劣势，有助于在工业数据采集传输应用中选择更好的方式，减少建设成本，提供工作管理效率。

一、有线数据采集传输方式

1、安装布线十分不方便。需要架设电缆，或挖掘电缆沟，投入大量的人力和物力，大约75%的时间都消耗在安装和布线上；

2、局限性太大。在遇到一些特殊的应用环境，比如遇到山地、湖泊、林区等特殊的地理环境或是移动物体等布线比较困难的应用环境的时候，将对有线网络的布线工程有着极强的制约力；

3、扩展性比较差。在用户组建好一个通讯网络之后，常常因为系统的需要增加新的设备；如果采用有线的方式，需要重新的布线，施工比较麻烦；

4、调试维护比较麻烦。如果是安装在高处或空间比较窄的设备，需要先拆卸下来才能进行连线调试。

5、建设成本比较高。包括传感器通道和劳动力费用，造价相当高；

6、稳定性比较好。信号传输的稳定性比较好，抗干扰能力较强。

二、无线数据采集传输方式

1、安装比较灵活方便。无需挖沟布线，即插即用，只要负责数据采集的部分和传感系统相连，通讯部分依靠无线实现；

2、调试维护便捷。支持智能终端现场对工业级无线产品设备进行无线调试；工业级无线产品软硬件设备，包括XL90/91物联网智能网关、XL61无线温度传感器、XL61无线压力传感器、XL61无线气体传感器、XL51无线温湿度传感器、XL68智能环境监测装置RTU、XL60/65智能测控装置RTU、XL66智能转换器DTU、XL62环境监测传感器、XL.VIEW组态监控软件等。

3、扩展性比较好。只需将新增设备与无线产品设备连接就可以实现系统的扩充；

4、建设成本相对较低。无需布线或减少布线数量，节省了人力物力，节省了投资。

5、支持多种无线通讯方式。如2.4G，433M，GPRS，NB-IOT等。根据现场环境和用户的实际要求选择具体的无线通讯方式；

6、稳定性比较好。信号数据传输的稳定性、抗干扰能力不比有线系统差。

通过对比分析，无线数据采集传输方式的稳定性和抗干扰能力与有线数据采集传输方式相比略逊一筹，但是无线数据采集传输方式有其使用方便、成本相对较低的突出优点，凭借这些优点，它在供排水管网监测系统、供暖管网监测系统、热力管网监测系统、智慧农业温室大棚环境监测系统、智慧养殖环境监测系统、危化品储罐仓库监测系统、仓储馆藏等环境监测系统、园区等环境监测系统、工厂生产用电能耗监测系统、工厂车间无线数据采集系统、以及智能抄表、智能照明、水池水塔水位液位监测系统、消防栓及井盖监测系统、发动机、变频器、泵站监测系统等领域得到广泛的应用。

当前，无线数据采集传输方式是现代信息通信研究的重要组成部分，它与传感器网络、信息处理等作为现代数据监测控制的基本技术。深圳信立科技专业提供信号无线传输产品，及无线数据采集系统整体解决方案。随着各种技术的综合发展和应用，无线数据采集传输方式必将有更大的发展空间。

1. 基本内涵

目前在工业数据采集领域，多种工业协议标准并存，各种工业协议标准不统一、互不兼容，导致协议解析、数据格式转换和数据互联互通困难。

协议转换技术就是将不同的工业通信协议通过协议解析、数据转换和地址空间重映射等技术手段转换成统一协议，实现设备21数据采集的信息交互以及和信息系统的互联互通。可以支持常用的工业协议，通过协议转换降低了设备组网的难度，实现了访问的统一性。

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2. 关键技术

OPC 基金会大力推动的 OPC UA 统一架构，是应用程序和现场控制系统连接的标准，可以通过一个统一接口实现多种工业协议标准的数据交换， OPC UA 是以 SOA、WebService 为核心的跨平台数据交换技术。

OPC UA 可用作数据传输的统一通讯协议，为互联互通提供了完善的解决方案。通过 OPC UA 提供了一致、完整的地址空间和服务模型，解决了过去同一系统的信息不能以统一方式被访问的问题。基于 OPC UA 消息的编码格式可以是 XML 文本格式或二进制格式，也可使用多种传输协议进行传输，比如：TCP 和通过HTTP 的网络服务；基于 OPC UA 的标准安全模型，应用程序之间传递消息的底层通信技术提供了加密功能和标记技术，保证了消息的完整性，也防止信息的泄漏；OPC UA 与平台无关，基于WebService 服务架构 (SOA) 和非常灵活的数据交换系统，保障软件开发不局限于任何特定系统平台。

3. 发展趋势：

OPC UA 的最大优势是与平台无关，在对传统的 OPC 进行拓展和兼容的同时，还考虑了 OPC UA 的安全性、冗余性等问题，具备极好的开放性。GE通过将数据采集转换模块Predix Machine22部署在现场传感器、控制器和网关，利用 OPC UA 技术实现工业以太网、工业现场总线等不同协议的转换。

OPC UA 技术由于具备开放性和稳定性，在国内已经取得了市场的认可和应用，随着我国智能制造和工业互联网的发展，OPCUA 技术应用及其标准规范将在各行各业得到广泛应用。

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企业进行智慧工厂升级，核心问题便是，它能给企业带来怎样的变化(效益)，能节能降本多少。可以肯定的是，从传统制造到智能制造，绝不仅仅是简单的效率提升，包括生产效率、监管效率、仓储效率以及整个生产流程均有提升，它会在DNA层面改变一家企业。

目前，想要做好传统制造到智能制造的过渡，当务之急是将流程数字化，这是智慧工厂的必经步骤，现在我国大部分企业连数字化工厂都称不上，更不要谈智慧工厂了。

即使想完成企业数字化，对于我国大多数企业依旧是大难题。需要高层领导有足够大的魄力。首先企业需要明确自己做智慧工厂的目标，包括数字化愿景、对企业进行评估发现不足，最后做出详细规格化。然后进行：企业设计(规划)、具体执行、数字管控系统等等多个领域的融合，最终实现数据通源、虚实融合、绿能高效及智能制造。

然而，企业数字化中的产品配置，制造流程越复杂越多变，越需要人的参与；工人更多地是处理异常情况，调整设备。其中，数据采集一直是困扰着所有制造工厂的传统痛点，自动化设备品牌类型繁多，厂家和数据接口各异，只要还有其他人工参与环节，这些数据就不完整。

工业生产数据采集方式

工业生产设备数据采集有三种方式：分别是数据系统直接联网通信，通过工业网关进行采集和通过远程IO进行采集。

1、直接联网通信

直接联网是指借助数控系统自身的通信协议、通信网口，不添加任何硬件，直接与车间的局域网进行连接，与数据采集服务器进行通信，服务器上的软件进行数据的展示、统计、分析，一般可实现对机床开机、关机、运行、暂停、报警状态的采集，及报警信息的记录。

高端数控系统都自带有用于进行数据通信的以太网口，通过不同的数据传输协议，即可实现对数控机床运行状态的实时监测。发那科0i\31i\18i系列的数控系统在操作面板背面都配置有网口，通过发那科的FOCAS协议，就可以进行直接联网通信；西门子840D系统，PCU50版本以上的也可以通过OPC协议进行设备的直接联网通信。

2、工业网关采集

对于没有以太网通信接口，或不支持以太网通信的数控系统，可以借助工业以太网关的方式连接数控机床的PLC控制器，实现对设备数据的采集，实时获取设备的开机、关机、运行、暂停、报警状态。

工业通信网关可以在各种网络协议间做报文转换，即将车间内各种不同种类的PLC的通信协议转换成一种标准协议，通过该协议实现数据采集服务器对现场PLC设备信息的实时获取。

3、远程IO采集

对于不能直接进行以太网口通信，又没有PLC控制单元的设备，可以通过部署远程IO进行设备运行数据的采集，通过远程IO的方式可以实时采集到设备的开机、关机、运行、报警、暂停状态。

远程IO模块，是工业级远程采集与控制模块，可提供了无源节点的开关量输入采集，通过对设备电气系统的分析，确定需要的电气信号，连接入远程IO模块，由模块将电气系统的开关量、模拟量转化成网络数据，通过车间局域网传送给数据采集服务器。

编辑：Nistone乐石科技（乐渠 | 泛家居新零售解决方案供应商）

工业物联网无线数据采集系统，是一套具备终端数据采集，无线数据传输和数据应用分析等多功能的智能化数据采集和监控系统，它在市政供排水管网、供汽管网、热力管网、石油天然气管网、地下管沟监控；游泳池水箱水塔液位、大坝、河道水位、泵房浸水监控；蔬菜蘑菇、针金菇、水果、花卉、育苗等农业大棚智能环境监控；畜牧、家禽、水产等农业养殖智能环境监控；化工危化品石油天然气储罐区、电池、面粉仓库智能环境监控；电信机房、实验室、医院药房、生产车间、冷柜冰箱、图书馆、博物馆、档案室、粮库、烟草、酒糟酒曲酒窖等仓储馆藏智能环境监控；社区楼宇、港口工业园区、公园景区、校园广场、超市商场等大气环境质量智能监控；发动机、变频器等生产机器设备运行状态、仪器仪表能耗及生产缺料的智能监控等多个领域有着广泛的应用。

近年来，工业物联网无线数据采集系统的发展趋势是简化终端结构，在数据采集终端与主机之间采用无线通信，以代替复杂、不灵活的现场布线。该阶段数据采集系统采用更先进的模块式结构，根据不同的应用要求，通过简单的增加和更改模块，并结合系统编程，就可以扩展或修改系统，满足不同领域的需要。

针对工厂生产车间机器设备运行状态、运行工艺参数、运行能耗数据，以及管网运行状态数据、变配电系统运行数据、车间仓储库房环境参数等数据的采集、监控，深圳信立科技结合XL.SN无线传感器网络2.4GHz或433MHz模块技术、MES制造执行系统技术及无线传感器、无线测控装置RTU等，自主研发设计了一套工业版工厂生产车间无线数据采集系统解决方案，实现实时获取完整、准确的工厂生产制造过程中的各种数据，为企业提高生产制造管理提供基础数据，全面优化生产制造的管理手段、提高生产制造管理效率，向工业4.0靠近！

一、系统功能

1、采集设备运行状态：停止、待机、运行、故障、检修等等，以及发生的时间点；

2、采集设备运行工艺参数：压力、温度、流量、转速、计数、风速、位移等；

3、采集设备运行能耗：电流、功率、电能；汽、气消耗量；

4、采集企业供水、供汽、空压、制冷等设备及相应管网的运行状态数据；

5、采集企业变配电系统运行数据；

6、监控车间环境参数，以及仓储库房环境参数。

二、系统通讯方案

1、XL.SN智能传感网络采集结构

XL90物联网智能网关，可同时构建433MHz和2.4GHz两种不同结构的传感网络，用于接收终端采集的数据，并上传至服务器。其中433MHz用于跨车间、厂区内的数据传输，2.4GHz用于车间内的数据传输。

2、XL.SN通讯网络方案

a、XL90物联网智能网关通过2.4GHz或433MHz等方式读取节点设备数据后，进行协议转换、数据处理，通过局域网，上传数据至MES服务器；

b、XL90物联网智能网关通过以太网，从第三方监控系统，如电力监控系统、EMS、DCS、智能楼宇系统等等，读取数据；

c、MES服务器，或XL90物联网智能网关，通过以太网，将数据转发给第三方系统，如EMS、ERP等。如图2。

3、物联网智能网关数据接入MES系统通讯方案

XL90物联网智能网关通过企业局域网，和MES服务器通讯。 XL90智能网关和MES的通信协议，可选以下3种： 建议首选：XL/9E-RDF Redis数据交换协议； 建议次选：XL/9E-DF 数据库格式协议； 建议再次选：XL/9E-UDP 通信协议； 工业以太网通用协议：MODBUS TCP。（不太建议选择）

三、系统解决方案

1、设备信号采集

配置XL60智能测装置，采集机器设备的运行信号，通过2.4GHz或433MHz方式上传，实现生产制造设备的信号采集。

2、设备控制器的数据采集

选配XL66智能转换器，读取机器设备控制装置及现场监控仪表采集的信号，通过2.4GHz或433MHz等方式接入传感网络。

3、管道压力、温度，车间环境、仓储环境的气体浓度、温湿度采集

选配XL61系列智能传感器，采集管道压力、温度，车间环境、仓储环境的气体浓度、温湿度，通过无线上传，并在需要的通道，出、入口设置声光报警器，或启动紧急设备。

4、其他信号采集

选配XL60智能测控装置，及XL68智能环境监测装置，采集火灾探测器、噪音传感器，光照传感器，液位变送器，压力变送器等等设备，以及系统原配的仪表数据。

四、系统优势

1、工厂生产车间无线数据采集系统建设过程中，无需布线，或减少布线数量，减少系统建设成本。

2、系统所需的设备安装调试方便，设备支持手机调试，提高运营维护的效率。

3、系统底层终端各种数据采集后统一接入企业MES系统，便于监控管理，提高企业生产管理效率。

五、系统配套

整个无线数据采集系统方案，根据应用需要配套的软硬件设备，包括XL90物联网无线智能网关、XL60智能测控装置RTU、XL68智能环境测控装置RTU、XL66智能转换器，以及XL61无线压力传感器、XL61无线温度传感器、XL61无线气体传感器、XL51无线温湿度传感器等无线传感器，还有MES制造执行系统软件。

六、适用范围

深圳信立科技设计的工业版工厂生产车间无线数据采集系统解决方案，适用于在我国珠三角、长三角、京津冀等沿海发达地区，以及重庆、成都、湖北、河南、安徽等内陆省份的电子加工制造、汽车制造、钢铁冶炼、机械装备、食品生产、医药生产等各行业制造业工厂。

随着工业科技的不断发展与技术的不断更新，在对于工业生产上的数据采集也越来越严格。

以前我们可以在产品生产完了再进行数据的统一收集，如今对数据的采集是实行实时制且需要可以一边观测的时候一边可以实施同步的调整数据，以达到生产过程中都能达到最合理的范围内。而实时制的数据采集与应用方式使整个生产水平得到了显著提升。

德航智能在工控行业内一直兢兢业业的耕耘着，公司在短短几年内发展成为如今的规模，离不开细致的服务与帮助不同的客户建立应用现场需求。现针对德航智能最成熟的产品——工业平板电脑应用于生产现场的数据采集，来讲一下怎么建立帮助客户解决需求方案的。

该解决方案帮助客户快速的在生产车间进行数据采集，实现了实时的获取车间现场数据信息，方便了生产数据可以第一时间进行调整并进行生产，为接下来的决策提供了实时的数据依据。

在工业现场中应用：

工业现场中，PC产品一般都是配套生产机器使用的，因而装载PC产品的空间会比较狭小，有的需求还要将PC产品进行嵌入式安装或固定在支架上。这对于台式PC来说是很难实现的，这时工业平板电脑在这里就发挥了很大的作用，在产品的机身背后有国际标准的VESA孔可方便产品嵌入或固定安装到各种空间中。

此外，工业平板电脑还拥有网口、串口、VGA等端口完全的满足了日常工业生产现场中的数据采集，在采集数据时，可直接通过串口线与之相连，同时工程师可在数据采集界面中设置相关的信息。

在工业机械加工行业的应用：

机械加工中的应用都是比较精细的且数据不能产生偏差，因为这种都是差之毫厘失之千里。传统的操作方式候都是采用人工输入到PC端中方式进行数据采集，然而这很容易的产生错误，一步错步步错，使机械的生产产生了很大的困难。

现在将工业平板电脑应用到机械加工中并外置了传感器，当机械产品接触到传感器发出的红外线时，传感器可以准确的将数据记录下来并传输到界面中让工程师可观测到产品的精确数据，以便工程师可以在第一时间知道在生产的产品中那个是不合格品、那个是数据出现了错误。这时工程师可以马上将产品返工并及时的调整数据，这就大大的增加了生成效率。

与SPC软件等系统的配合使用：

首先我们得了解一下什么叫SPC软件，SPC软件它是一种科学的、以数据为依据的质量分析与改进工具。利用了数理统计的原理，通过检测资料的收集和分析，可以达到“事前预防”的效果，从而有效的控制了生产过程、实时的不断改进品质。

SPC软件系统可为生产制造企业科学地将生产过程中的正常波动与异常波动给区分开来,它可以及时地发现异常状况，方便工程师采取措施进行异常的消除从而恢复稳定的生产，是质量成本得到了降低并提高了整体的产品质量。

而工业平板电脑作为SPC软件系统应用的载体,系统对工业平板电脑品质及接口方面有着比较高的要求，这不仅方便了数据的采集更是提高了整个生产效率。搭载SPC软件系统的工业平板电脑实现了对数据的实时监控，让生产人员可以第一时间发现问题避免重大生产事故的发生。

德航智能作为一个成熟的工业平板电脑设计及生产制造商，可为客户提供一款实现实时、自动、高效的数据采集的工业平板电脑，多种端口方便了不同的外设设备的接入，而高性能的处理器则高速的将采集的数据进行分析与处理，大容量的存储器则可将数据全方面的存储下来，方便工程师对整个生产车间的数据进行分析。

德航智能的工业平板电脑除了应用以上提到的几个方面外,它在与IQC入料检验系统、工时管理系统、OEE设备管理系统等系统都有很好的兼容，它们之间的配合使用提高整个生产的效率、减小了生产成本与生产时间。

最后，德航智能还研发出了一款手持的工业平板电脑，该款产品可作为移动式的工业数据采集终端。它体积小、质量轻、性能高、多端口，并适于户外数据的采集等特点,目前已被广泛的推广在一些工业应用现场中，实现了移动数据的实时采集与实时的上传到服务器中。

(一) 工业数据采集产业综述

1. 市场规模潜力巨大：

中国作为世界第一制造大国，随着工业互联网市场的不断发展和完善，企业对工业数据采集的实时性、可靠性和专业解决方案需求日益增强，中国工业数据采集市场呈现巨大潜力，相关软硬件和服务提供商迎来了良好的发展机遇。

2. 市场各方积极参与

从消化政策、推出工业数据采集解决方案，到发布工业互联网平台，各市场参与方努力寻求业务转型，外资企业和本土企业均在积极部署工业数据采集产品体系和解决方案，谋划市11场布局。

3. 技术产品和解决方案持续推进与完善

当前，工业数据采集技术产品和解决方案仍处于发展阶段，但已有部分厂商推出了一些多样化的解决方案，比如通过构建兼容转换协议的技术产品体系，实现工业数据互联互通；或是通过部署边缘计算模块，实现数据在机器设备端的轻量级运算和实时分析。

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(二) 工业数据采集产业规模和预测

整体市场情况2017 年，中国工业数据采集产业市场规模达到 570 亿元，同比增长 16.3%。预计未来 2-3 年，中国工业数据采集市场将保持稳定增长趋势。

图：2015-2020 年中国工业数据采集市场规模

2. 细分产品市场情况

图：2017 年中国工业数据采集细分产品市场规模

备注 1：传感器包括光电传感器、接近传感器、视觉传感器、位移传感器、速度传感器、加速度传感器等。读码设备包括条码设备、射频识别等。工业通讯模块包含工业串口卡、总线卡、串口服务器、工业电源、以太网模块等。

3. 细分行业市场情况

图：2017 年中国工业数据采集细分行业市场规模

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(三) 工业数据采集存在的主要问题

当前工业数据采集面临的突出问题可以总结为“三不”：不敢传（数据安全问题）、不能传（协议标准不统一）、不需传（本地化和实时性问题），无法支撑实时数据采集和实时分析、智能优化和科学决策。

(1) 工业数据采集存在数据安全隐患

工业数据采集会涉及到大量重要工业数据和用户隐私信息，在传输和存储时都会存在一定的数据安全隐患，也存在黑客窃取数据、攻击企业生产系统的风险。急需从技术、管理和法律法规等多方面保障数据安全。

(2) 工业协议标准不统一且数据开放性不够

目前在工业数据采集领域，存在 Profibus、Modbus、CAN、LonWorks、HART、Profinet、EthernetIP 等多种工业协议标准，各个自动化设备生产及集成商还会自己开发各种私有的工业协议，各种协议标准不统一、互不兼容；同时很多设备和系统的数据开放性不够，缺乏数据开放接口及文档说明。导致协议适配、协议解析和数据互联互通困难。

(3) 工业数据采集实时性要求难以保证

生产线的高速运转，精密生产和运动控制等场景则对数据采集的实时性要求不断提高，传统数据采集技术对于高精度、低时延的工业场景难以保证重要的信息实时采集和上传，无法满足生产过程的实时监控需求。

(四) 我国工业数据采集产业格局

当前，工业数据采集发展越来越快，工业互联网的跑道越来越宽，工业自动化企业、网络通信企业、信息技术企业身影已纷纷出现。就当前情况而言，工业自动化企业具备先天竞争优势，起步和前期推广相对容易，可以在原有系统客户上深度耕耘。信息技术企业和网络通信企业在技术架构的高度上更有比较优势，战略构想和规划能力更为突出。

目前，工业数据采集产业供应侧主要有以下三类企业：

一是工业自动化企业，从自身核心产品能力出发，主要为工业数据采集提供接入设备，作为工业数据采集的源头，例如15西门子、研华、霍尼韦尔、安控等；

二是工业网络服务企业，主要为工业数据采集提供工业网络协议转换、传输、安全等配套设备和服务，部分企业从原有优势领域正在积极向制造业领域延伸发展，例如中国电信、中兴通讯、华为等；

三是工业数据采集解决方案企业，主要提供工业数据采集解决方案、系统开发、项目实施、系统集成等服务，例如北自所、和利时、明匠智能等。

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对于大部分制造业企业，测量仪器的自动数据采集一直是个令人烦恼的事情，即使仪器已经具有RS232/485等接口，但仍然在使用一边测量，一边手工记录到纸张，最后再输入到PC中处理的方式。不但工作繁重，同时也无法保证数据的准确性，常常管理人员得到的数据已经是滞后了一两天的数据；而对于现场的不良产品信息及相关的产量数据，如何实现高效率、简洁、实时的数据采集更是一大难题。 深圳市乐凡信息科技有限公司（以下简称乐凡）作为国内领先的行业移动终端解决方案的供应商，针对生产现场的数据采集，研发出乐凡工业平板电脑首创的现场数据采集领先解决方案，帮助客户快速建立车间现场数据采集终端，实时获取车间现场的数据信息，为生产及决策提供实时的数据依据。

在生产行业的应用：　在生产现场，由于空间的限制，一般情况下不方便放置常规的工控主机，同时也基于成本的考虑，所以采用乐凡工业平板电脑是一个比较好的解决方案，采集数据时，可直接通过串口线与之相连，同时用户可在数据采集仪中设置产品相关的信息。

在机械加工行业的应用：　　在对机械加工中轴类零件的轴向及径向跳动测量时，常规的手工方法费时费力，同时其准确性由于采用人工读数的方法，也容易导致一定的误差，现在只需要使用乐凡工业平板电脑连接各种指示表,如百分表等,就可以实时采集测量的数据,并计算出各种测量结果,这样不但成本低，而且测量效率高。

　　乐凡工业平板电脑与SPC软件等系统的配合使用：　　数据采集作为SPC系统的核心组成部分,其在品质过程中处于一个非常重要的环节，好的数据采集方案可把品质管理人员从处理数据的繁重工作中解放出来，有更多的时间去解决实际的品质问题，同时即时的数据采集也真正地实现实时监控，尽早发现问题，避免更大的损失。

　　而乐凡工业平板电脑作为一种实时、自动、高效的数据采集终端，可直接接入仪器设备，将数据传输到服务器的数据库中，极大地减少人工数据采集的成本。　　乐凡工业平板电脑除了应用于以上几个方面外,也可以直接与IQC入料检验系统、工时管理系统、OEE设备管理系统等配合使用,总之,乐凡工业平板电脑作为工业数据采集终端，由于它的体积小、重量轻、高性能，并适于手持等特点,目前已经被广泛应用于工业生产现场实时数据采集中。