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。

在《中国制造2025》战略实施后，“制造业数字化、网络化、智能化”被定义为新工业革命的核心技术。

离开生产数据采集，生产管理部门不能及时、准确地得到工件生产数量；无法准确、科学地制定生产计划；无法实现生产管理协同等。

可见，只有有效的实现生产数据的采集和分析，才能从根本上解决车间管理中计划跟踪迟滞、设备利用率低、产品质量难以提升等问题。

自动地、及时地、准确地数据采集，是现代化工业车间的基础。而我们，能为数字化工厂打造一个更加可视、实时、精细、可追溯的制造环境。

东芝，是日本最大的半导体制造商，也是第二大综合电机制造商。公司创立于1875年，业务领域包括数码产品、电子元器件、社会基础设备、家电等。东芝信息机器（杭州）有限公司是日本东芝株式会社的全资子公司，也是东芝笔记本电脑全球唯一的生产基地。

面临的挑战

东芝电脑产品及机板配件生产部门每天都需要及时产出大量的生产数据统计报表，同时质检部门也需要定时定期巡检设备生产相关的异常信息，方便对生产数据进行快速高效和精细化的管理。

但是东芝之前通过excel记录生产数据已无法满足现有业务量的需求：

1、数据采集难：依然采用人工采集、手工输入等方式采集生产线信息；

2、手工数据质量差：excel记录不仅准确性不足，还存在一定的错误率；

3、报送周期长，统计延时：手工输入只能定时进行，无法实时更新系统中的生产数据，滞后情况严重，不利于生产线的顺利进行，制约了产能的进一步提高。

4、事后监管机制：不能及时发现生产过程问题，生产效率提升缓慢；

5、数据分析不足：不能进行可视化的展现，无法给领导提供决策支撑。

为什么选择亿信华辰

1、经受考验的成熟度

支撑30多个国家级部委完成监管、普查、抽查、统计等应用场景的数据采集与分析，助力100余家银行完成统一报表平台和统一数据平台的建设，业务稳定运行。

2、技术先进性

12年的技术沉淀，围绕数据全生命周期自主研发了多款重量级核心智能产品，产品线涵盖了数据采集、数据处理、数据存储、数据分析、数据挖掘等多个领域。

3、高品质强口碑

亿信华辰不仅提供成熟的平台化产品，而且不断地给客户成功交付数据中心、决策支持等应用系统，并以几乎100%的项目成功率，取得了远超同业公司的客户满意度。

平台建设

东芝制造车间生产过程中的数据包括车间人员、物料、加工设备、工票、工装、加工过程等，涉及车间各个部分。面向东芝内部的生产部门，为一线生产人员及质检部门提供数据填报及数据分析平台，是一个完全基于互联网技术构建的智能数据系统。

1、生产数据自动采集并上报

生产部门需要定时每天填写电脑产品及机板配件等的生产信息日报等，利用亿信华辰i@Report产品可以自动将数据库中的设备相关信息初始化到固定格式的报表中，然后根据相关业务逻辑公式，自动统计工数、时长、产出等，生产业务人员确认后直接上报，即可完成数据的采集填报工作，生产组长可以快速汇总其下属各个人员的生产数据，并将数据逐层上报。

2、异常数据提前预警

品质部门需要监管生产流水线的产品生产情况，并形成品质报告定期输出，利用i@Report移动填报功能，品质部门会去现场定时定期巡检，并将异常原因、设备编号等信息在平板电脑上立即进行填报，并拍照上传相关图片留档；同时，对于异常原因利用亿信BI进行历史数据的相关分析，形成问题检索表，方便对比分析。

方案价值

总体而言，利用i@Report+亿信BI两个产品，将以往需要大量的人工通过excel方式报送报表，改为只需要在移动端/PC端在线填报数据的工作模式，极大的减少了业务人员的工作量，提高了数据的共享效率；并将手工数据按照统一的标准存储到数据库，增强了数据的完整统一，也更加有利于对历史数据的对比关联分析。

同时，因为有效的流程监控，在生产过程中，可及时发现异动数据，提前预警，进一步提升了生产质量，降低了事故率，亿信华辰帮助客户收获更高的运营效率和生产质量。

目前，通过智能数据平台的搭建，亿信华辰帮助东芝提升生产能力的同时，也保证了数据的安全性和可靠性，着实为互联网时代的制造业注入了新的活力。

数据采集内容

数据采集包括历史数据的采集和当前市场数据的采集，是科学进行数据分析的基础，数据采集的准确与否直接决定了数据分析的价值。

在企业运营过程中，假设企业环境基础不稳定，项目发展的规律在运营期间内没有大的变化，我们可以通过搜集准确的历史数据或可比历史数据，根据以往的发展规律，运用定量预测技术对未来收入和成本加以预测，直接推算出预测的相关数据。当运营环境略有改变时，可以利用定性预测技术对预测结果加以修正。因而，这类项目的数据采集主要是对历史数据的有效采集。

对于新开的发的项目，由于缺乏可比性历史数据，或者市场发展规律不明确或不稳定，我们则先需要通过市场调研甄别影响市场需要求的主要市场因素的变量，根据项目具体情况选择市场调研的途径和方法，进而采集相关的市场数据，形成预测主要市场因素间关系的数据基础。

企业所在的市场不同，影响需求的主要因素不同，数据采集的途径也不同。

1、制定市场研究的具体计划

在市场研究工作中数据采集是最重要的部分，它帮助解决投资与经营中相关的重要数据的确定和决策的改进。然而，数据采集工作是要花费资金的，尽量其带来的益处不言而喻，但是，如果要采集数据，就一定要让这笔费用华的物超所值。为了达到这一目标，需要周密的计划、安排和监控。这样做，不仅从协调计划的方面看是很重要的，而且也确保在预计时间内获得重要的数据，同时也可将成本监控在一定的范围内。

2、明确数据来源

在数据采集前，必须要对数据资料来源进行选择。数据资料按其来源不同，可分为第一首资料和第二手资料。第一手资料指为了一定的目的采集所得的原始资料。采集第一手资料的费用比较高，但资料的价值相当大。这种资料常常来自现场的调查，其准确度高且针对性强。第二手资料是指采集现成的资料，包括互联网上的信息，各种报刊

文献上的资料，还有各类权戚机构发布的统计和研究报告等等，在现代项目研究中，由于互联网应用的普及，获取各种二手资料比起以往变得更加便捷，内容也异常丰富，所以二手资料的采集成为非常重要的调研手段．它有方便、快捷．成本较低的优点。数据分析人员还可以从内部资料中提取第二手资料．也可以利用外部资料间接获取。常见的内部资料往往来自企业的财务报表．比如．资金平衡表、销售统计以及其他报表档案。项目数据分析的起点始于采集第二手资料．但是这样的二手资料必须经过仔细统计、筛选及甄别．以尽可能保证资料的精确、可靠和真实。

3、明确抽样方案及样本容量

在一手数据的采集中，根据项目所属的特定行业及特定市场定位，许多数据可以通过直接采集得到全部样本，尤其对于成本、费用等可控制的要素；然而，对于其他数据的采集，比如说产销硫及其趋势变化数据，其总体范围很广，很难直接获取全部数据。这时我们常采川抽样技术，从拟采集数据的总体中抽取有代表性的部分单位作为样本，对样本进行调查或观察，并根据样本统计城估计总体参数，对所猫投资数据进行顶测

4、明确数据采集方法

数据采集往往采用三种方法：访问调查法、实验法和观察法。访问调查法通过访问代表性样本而获得数据，强调语言应答。而观察法强调非语言方式，通过调研人员在事件发生时或在过去已发生事件的记录中采集信息 · 与上述两种方法相比，实验法能够有效控制调研环境，在实际项目数据采集中，可根据项目特点、数据采集成本费用预算标准、时间及精度要求，采用不同的方法。

5、问卷设计

为了达到采集数据的目的，采川问卷方式进行调査是近年应用最广的一种调査手段。问卷设计的好坏，在很大程度上取决于调查问卷的回收率和有效率。另外，—张好的调查问卷必须满足后期数据分析的两个基本标准:相关性与准确性。

问卷设计部分包括了对问卷结构、问卷设计原则、问卷的问题格式等问题的讨论与分析。

6、数据处理及分析

原始数据收集回来后，可能出现虚假、差错、冗余等现象，如果简单地把这些数据投 入预测分析，可能会导致错误的分析结论，从而使整个分析工作失去意义。因此，首先要对数据进行整理和加工，才能进行分析研究并得出科学的结论。数据的处理是指运用科学的方法，将调査所得的原始资料按调査目的进行审核、编码、录人及预分析的过程

MES制造执行系统的特点，就是能实时收集生产过程中的各类信息、数据，然后汇集到数据库中，作数据分析及供管理层查询。如何高效的采集车间的各类数据，是决定一个MES制造执行系统软件项目实施成败的重要关键环节。为您简单介绍一下几类常见的数据采集方式。

数据收集是MES制造执行系统业务进行的根本，也是MES制造执行系统进行统计分析的基础。MES制造执行系统软件应用中根据不同的数据、应用场景、人员能力、设备投入等方面的因素需要采用不同的数据收集方式，选择不同的数据收集设备。根据各类数据的分类，采用不同的数据采集方式。

1、必须录入的数据

必须录入的数据指系统必须直接从外部获得的数据。系统可以通过规格基础定义功能以及过程数据基础定义功能完全的自行建立属于企业自己的数据收集项目库。

例如产品的编码、产品流程、工序名称、工艺条件目标等。

2、系统自动生成的的数据

生产过程中的部分由事件触发的数据可以由系统在过程中自动收集，主要包括：工序开始操作的时间、结束时间、设备状态等。这一类的数据，可由时间触发之后，根据原本设定的基础数据，由系统自动收集。

3、通过条码采集的方式

通过条码收集制造数据的方式是最为普遍的方式之一。条码收集数据的前提是信息可以以编码的方式表达或与预设的数据通过编码建立对应关系。

条码方式可收集的数据主要包括：产品批号、物料批号、加工资源编号、运输资源编号、人员编号、异常类别、异常现象、设备状态(维修、保养、故障停机等)、作业开始、作业结束等。

条码可以提高数据录入的准确性，提高录入速度，且成本较低。因此，建议尽可能的将数据进行分类然后编码处理，转化成条码的方式表达以便于现场的数据采集。

4、传感器采集数据

某些行业对温度、压力、湿度等的要求有严格要求的，其相关数据来源可以增加各类传感器。采集模式主要为温度传感器、压力传感器、无线数据采集卡和PC等构成。

5、RFID数据采集

在汽车行业中，由于完全依据订单进行生产，并且几乎没有两辆完全一样的订购汽车，因此自动化的物流跟踪是顺利生产的前提条件。对于每道生产工序，必须要对汽车进行明确的识别，以避免诸如错误安装了空调、调漆颜色不对等问题。在装配流水线上应用RFID技术以尽可能大量地生产用户定制的汽车，用户可以从上万种内部和外部选项中选定自己所需要的颜色、引擎型号等，这样汽车装配流水线上就得装配上百种样式的汽车。在装配流水线上配有RFID系统，使用可重复使用的电子标签，该标签上可带有详细的汽车所需的所有信息，在每个工作点都有RFID读写器，这样可以保证汽车在各个流水线位置处能毫不出错的完成装配任务。

实时、准确的生产数据采集并实现是MES制造执行系统得以成功的重要基础，企业MES制造执行系统软件建设中应该充分考虑其数据采集的特点，在采集过程中，根据完整性、实时性原则、多种采集技术综合应用、人机结合原则、易于集成应用原则，运用多种数据采集方式，并利用计算机、数据网络语通信设备、各种技术标准和实时历史数据库软件的有机组合来实现生产数据的集成应用。

效率MES解决方案在自动化的基础上，显著提高工厂的智能化水平，降低人为因素的影响，便捷、“傻瓜式”的操作将大大降低人力成本。

来源：深圳效率科技efficient.hk

企业简介

青岛丰光精密机械股份有限公司是一家以精密机械加工、压铸制造为核心技术并致力于为高端装备制造、高速列车/轨道交通、汽车、工业智能化等行业提供核心零部件的中外合资企业。2011年取得了高新技术企业称号，2014年1月24日公司在全国股份转让系统成功挂牌。

作为一家精密零部件制造企业，企业充分意识到信息化对于企业管理的提升和促进作用。通过U8+产品和专业信息化实施服务团队，让企业打破了原有的流程壁垒，改变了原有的工作方式；管理范围和管理内容都有了非常大的改善，条码技术的应用、车间管理透明化让企业开始走向智能制造之路。

总体业务流程

销售接单后，计划部门编排滚动计划，LRP运算出生产计划、采购计划、委外计划。

“自制”属性的物料，按照制造部门和产品组合分开下达，便于后续执行、区分和统计。

“采购”属性的物料，下达请购，通知采购进行采购的后续流程；“委外”属性的物料，下达委外请购，此处的委外指产品委外，计划下达后，即可通知采购执行委外流程。

根据生产订单号，制作工序流转卡，经过每道工序进行条码扫描开工、报工、完工。

成品完成后，扫描条码入库，实现单台管理，实时盘库。

软件自动进行生产成本归集，自动进行成本核算。

提前安排发货计划，扫描发货，验证发货准确。

关键应用场景

基础数据管理

基础业务数据是企业信息化的根基，根据丰光精密机械业务特点，将所有存货（原材料、半成品、产成品、工具、模具、低值易耗等）进行多级分类；并针对存货属性（内销、自制、采购、委外、生产耗用等）、计划属性（固定提前期、供应倍数、最低供应量、销售跟单、安全库存、批号）等进行分析。

丰光精密机械属于精加工型企业，工艺路线设置的规范性与准确性，直接影响到车间现场信息化应用效果，为此针对企业的工艺特点，对产品+工序+设备的组合（宽放系数、机加工时间、人工安装时间、权重、单机人数）维护对应的参数。

库存管理条码应用

企业互联从条码应用开始，条码技术在丰光精密机械业务中的应用，开启了企业智能制造的第一步，条码标签与识读设备的软硬件结合，让数据采集在企业中更加便捷、高效，同步提升了其供应链上的准确性和效率。

通过条码技术的应用，从材料入库和产品生产下线时开始进行赋码、打码、贴码，整个供应链上端到下端的业务通过扫码方式进行连接，并保持物流与数据流的同步。箱码的使用，让产成品一次扫码，批量出库。集准确与便捷于一体，集软件与硬件于一体，集信息流与物流为一体，是条码技术带给丰光精密机械最显著的价值。

车间现场管理与车间条码应用

丰光精密机械的产品属于多工序连续加工。对于车间现场的组织管理，除了要做到生产订单级的管控外，还需要对工序、机台设备以及班组人员做到细化管理。但是由于车间现场数据的产生需要到完工之后集中录入，场地约束与时间的滞后性导致企业数据收集的不方便与不及时。

车间条码技术的应用为企业数据实时采集提供便利，根据生产订单生成的工序流转卡，采用PDA移动报工方式，各班组作业者使用终端设备上岗开工后开始加工作业，每个工序加工完成后，扫描工序流转卡中的工序二维码，扫描人员条码、机器设备条码并输入对应的合格数量，完成数据实时采集。

应用价值

提供多层次的计划及平衡系统，细化生产计划，构成完整灵活的LRP解决方案：需求规划实现对采购计划进行编制，并提供计划调整建议，可以针对销售订单编制物料的需求计划。

优化生产管理，提供集成的混合模式制造解决方案，实现有效的生产过程控制：通过生产订单管理实现生产领退料严格管理及生产订单的审核、下达、关闭和生产统计；通过车间管理实现工艺路线管理、车间执行汇报、车间统计和车间工时记录。

与财务、供应链全面集成，实现精细化的成本管理：解决跨部门生产产品的成本费用归集；帮助企业实现按单进行成品成本核算，实现更加精细的成本管理。

全面的企业运营监控管理：从销售、采购、生产、库存、财务、成本等各个环节，深入全面监控企业运营状况，帮助管理者集中精力迅速找出潜在问题并予以解决，同时又能在复杂的经济形势下识别并充分利用新的商机。

全面内控管理：企业的运营过程涉及到多种不同的流程，通过ERP在众多的内部控制点进行了控制，深入到每个业务链条的各个环节。通过规范业务流程和严格操作控制，有效预防风险事件的发生；保证信息采集渠道的畅通和监控的实时性、及时性，辅助各级管理者、决策者全面透视企业内部、掌握企业全局。

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工业数据采集过程，包含多类工业设备接入、多种工业通信网络协议解析、多源工业数据格式转换、实时工业数据存储与预处理等多个环节，为实现多源设备、异构系统、运营环境、人等要素信息的实时高效采集，需要大量 IT、OT 与 CT 核心关键技术支撑。

本报告所列工业数据采集关键技术主要源于工业数据采集各相关方共同关切和发展急需的方面。工业数据采集主要涉及工业通信网络、协议转换、物体标识及解析、边缘计算、工业人工智能等关键技术。

(一) 工业通信网络

工业数据采集常用工业通信网络技术主要有工业现场总线、工业以太网、工业光纤网络、TSN、NB-IoT、4G/5G 等，总体上可16分为有线和无线通信网络技术。

有线通信网络技术主要包括现场总线、工业以太网、工业光纤网络、TSN 等，现阶段工业现场设备数据采集主要采用有线通信网络技术，以保证信息实时采集和上传，对生产过程实时监控的需求。

无线通信网络技术正逐步向工业数据采集领域渗透，已成为有线网络的重要补充。主要包括短距离通信技术 RFID、Zigbee、WIFI 等，用于车间内的传感数据读取、物品及资产管理、AGV 等无线设备的网络连接；专用工业无线通信技术 WIA-PA/FA、WirelessHART、ISA100.11a 等；以及蜂窝无线通信技术 4G/5G、NB-IoT 等，用于工厂外智能产品、大型远距离移动设备、手持终端等的网络连接。

1. 现场总线：

现场总线主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题，是连接智能现场设备和自动化系统的全数字、双向、多站的通信系统。现场总线目前仍没有统一标准，很多公司都推出其各自的现场总线技术，但彼此的开放性和互操作性还难以统一，目前应用较多的有 Profibus、CAN、LonWorks、HART、Modbus 等。

现场总线在工业界使用时间较长，技术成熟稳定。现场总线仍然是目前工业环境应用最为广泛的工业网络，现场总线的简单17性、可靠性高的优点受到许多用户的喜爱。随着中国产业升级的进一步深化，现场总线作为智能制造和工业互联网的基础，预计从 2018 年开始新增节点数会逐步回升。

2. 工业以太网：

工业以太网是指在工业环境的自动化控制及过程控制中应用以太网的相关组件及技术。工业以太网采用 TCP/IP 协议，和IEEE 802.3 标准兼容，但在应用层会加入各自特有的协议。工业以太网实现了以太网 TCP/IP 协议与工业现场总线的融合，是在标准以太网协议基础上修改或增加一些特定的功能而形成的。工业以太网在发展过程中形成了多种协议标准，包括 Profinet、EthernetIP、Modbus/TCP、EtherCAT 等，这些协议背后皆有各自支持厂商，难以形成统一标准。

工业以太网最大的优势在于：能够使企业的信息网络和控制网络实现统一；以太网容易实现网络集成，开发技术广泛，价格较低，容易获得众多厂商的支持。

工业以太网近几年快速发展，技术逐渐成熟，电磁兼容性、高低温等工业特性已能够满足工业数据采集需求，在工业数据采集领域得到了广泛应用，近年来工业以太网的市场占比逐步上升。

3. 工业光纤网络

随着无源光网络（PON）技术在电信、电力行业的广泛应用，工业光纤网络已成为工业数据采集领域的一种新型组网技术。工业光纤网络在工业互联网体系架构中处于车间级网络位置，工业18光纤网络由汇聚设备 OLT、无源分光器、PON 接入设备 ONU 组成，可以提供多种工业接口，实现工业设备数据、生产数据到企业 IT系统的可靠有效地传输。

工业光纤网络在工业场景下最常用的组网方式是基于 TypeD 保护方式的手拉手保护链型组网和星型组网，实现全光路保护，提高了车间通信网络的可靠性，为制造企业的通信可靠性提供了坚实的保障。

工业光纤网络具有以下优点：PON 通过无源器件组网，不受电磁干扰和雷电影响；采用自愈环形网络支持并联型，切换时间短、抵抗失效能力强；点到多点传输架构，终端并行接入，部署灵活；仅需单根光纤线传输，最远覆盖 30 公里范围；多业务承载，支持数据、视频、语音、时间同步等多种业务；高安全性，PON 网络设置 ONU 安全注册机制，下行数据传送天然加密，上行数据传送时分机制隔离。

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4. TSN

TSN 是 IEEE 提出的一个国际标准，TSN 是为了解决工业领域中的互操作性孕育而生的标准协议，厂商设备之间可以进行非常好的互联互通。TSN 是基于以太网标准的确定性实时通信机制，定义了极其准确、极易预测的网络时间，具备高数据量传输与优先权设定功能等优势。TSN 是其它工业以太网协议的基础，现有的工业以太网协议未来将会成为 TSN 网络之上的专属网络协议，因此这类协议依旧会存在，但彼此之间不会互相取代。

通过为以太网增添诸多功能特性，有效地解决了工业数据采集数据在以太网传输中的时序性、低延时和流量整形问题。同时又保持了 100%向后兼容传统以太网，TSN 确保了关键任务型时间敏感数据在网络上不会滞留，有助于跨许多行业打造一个互操作性的生态系统。通过使用标准的以太网组件，TSN 可无缝集成现有棕色地带应用和标准的 IT 网络来提高易用性。此外，TSN 继承了 HTTP 接口和 WEB 服务，实现了工业数据采集系统所需的远程监控、可视化和修复功能。

5. NB-IoT

NB-IoT 是由 3GPP 定义的基于蜂窝网络的窄带物联网技术,它支持海量连接、有深度覆盖能力、功耗低，适合于传感、计量、监控等工业数据采集应用，可满足这些应用对广覆盖、低功耗、低成本的需求，目前广泛商用的 2G/3G/4G 及其他无线技术都无法满足这些挑战。

NB-IoT 单小区可支持 5 万用户，NB-IoT 可以比现有无线技术提供 50~100 倍的接入数；NB-IoT 比 LTE 提升 20dB 增益，很好实现广域覆盖,就算在地下车库、地下室、地下管道等信号难以到达的地方也能覆盖到。

NB-IoT 引入超长 DRX 省电技术和 PSM 省电态模式，可让设备时时在线，通过减少不必要的信令和在 PSM 状态时不接受寻呼信息来达到省电目的，保障电池 5 年以上的使用寿命。

6. 5G（第五代移动通信网络）

近些年 WiFi、Zigbee 和 WirelessHART 等无线通信网络技术已经在制造车间使用，但这些无线技术存在局限性，不能满足智能制造对于数据采集的灵活、可移动、高带宽、低时延和高可靠等通信要求。

5G 具有更高的速率、更宽的带宽，预计 5G 网速将比 4G 提高 10 倍左右，从行业应用看，5G 具有更高的可靠性，更低的时延，支持接入网络更多、密度更大，可以为关键任务型的服务提供保障能力。能满足工业数据采集的高带宽、低时延和高可靠性等网络通信需求，可保证工业信息实时采集和上传，从而实现对生产过程的实时监控。

从发展态势看，5G 目前还处于技术标准的研究阶段，5G 有望 2020 年正式商用。目前，有线连接在工业数据采集连接数量方面占主导地位。但预测显示，从 2022 年到 2026 年，5G 物联网连接的平均年复合增长率将达到 464%。

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制造业生产数据采集的作用与意义导读：制造业是我国国民经济的支柱产业，也是推动工业化的原动力，现代制造业已经并且正在深刻地改变着人们的生产方式、生活方式甚至社会文化。全球经济一体化的趋势愈演愈烈，国际竞争不断加剧，制造业的发展必须不断提高在质量保障、品种多样化、快速设计制造、快速检测响应以及快速重组等方面的要求。于是，“以信息化带动工业化，以工业化促进信息化”被提到了前所未有的高度、深度和广度。

制造业生产数据采集的作用与意义

众所周知，制造业的信息化主要包括设计数字化、生产数字化、装备数字化、管理数字化、企业数字化等。信息化的大趋势使世界各国争先恐后的把先进技术和信息化引进到传统工业和制造业。1990 年，美国 AMR(Advanced Manufacturing Research)所提出的制造行业的ERP(Enterprise Resources Planning,企业资源规划)/MES(Manufacturing Execution System,制造执行系统)/PCS(Process Control System,过程控制系统)三层结构,已经成功地在许多行业得到了应用,并被越来越多的企业所认可.

美国 AMR 研究公司对MES 的定义表述为：MES 是一个常驻工厂层的信息系统，介于企业领导层的计划系统与生产过程的直接工业控制系统之间，它以当前视角向操作人员、管理人员提供生产过程的全部资源(人、设备、材料、工具和客户要求)的数据和信息，其着重点是将信息技术运用于改善制造过程。

而作为MES中低层的数据采集功能，可以实现对生产现场各种数据的收集、整理工作，是进行物料跟踪、生产计划、产品历史记录维护以及其它生产管理的基础。它可以为企业中其他例如ERP等管理信息系统提供实时数据。另一方面，MES也要从其它管理系统中获取相关的数据以保证MES自身正常运行。因此要满足MES快速、实时的要求，作为各种功能模块运行基础的数据就显得十分重要。一个迅速而可靠的数据采集系统是整个MES能够正常稳定工作的有力保证。

制造企业面临的数据采集现状

作为车间底层的数据采集系统，在企业实际生产过程中却存在着许多困难，尤其是在离散企业中由于自动化程度较低，往往存在着以下特点：

生产过程不可视：主要体现在不能实时了解生产现场中在制品、人员、设备、物料等制造资源和加工任务状态的动态变化。

生产过程复杂性：由于产品结构和加工工艺的复杂性，造成生产过程中各制造过程的关联性强，生产环境复杂多变(临时插单、材料短缺等) 。

制造过程信息集成度低：制造过程中的各种信息不能有效进行集成，导致产能不能得到充分利用。

信息不能有效与上层管理系统进行集成：这种隔断造成生产过程不透明，生产进度、在制品状况、设备利用状况等关键数据不能到达管理层，增加了过程管理和生产决策的复杂性。

制造过程信息的真实性差：现场数据信息过多依赖人机交互界面通过人工录入，增加了出错的机率。

制造过程信息的实时性低：作业任务随市场需求的频繁调整变化，不利于制造过程信息的实时采集，再加上制造过程信息交互的速度和效率低下，造成企业对市场变化的响应速度慢。

企业设计层和管理层到车间层特别是车间设备层的信息采集困难，一方面车间设备层的重要信息难于采集和上传，无法达到对生产过程的监控。另一方面上层系统难以深入到车间和设备层，从而影响管理信息系统的准确运行，使动态信息成为脱离实际的无源之水难于及时下达，从而使整个企业信息化难以产生更大的效益。

上述特点反映了制造车间迫切需要对制造过程进行信息化的数据采集管理，从而建立一个完整高效的离散制造车间数据采集及其分析处理系统是实现离散车间信息化的基础。数据采集及其分析处理系统的主要功能就是将车间的各种离散数据完整实时的采集到车间数据库中，并进行初步的分析处理，将车间生产的信息实时准确的反馈到车间的管理层，加强管理人员对车间生产现场的监控和管理，并为企业管理人员制定生产计划提供依据。

华磊迅拓科技专业提供SCADA数据采集监控系统，OrBit-SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系统是"制造业物联网信息总线"的具体实现，它包含两个层次的含义：一是分步式的实时数据采集系统，即工业通讯与控制的PC上位机系统 ；另一个是生产现场的场景建模和显示系统。

产线管理系统工序

RFID智能产线工序，是指一个或一组作业工人在一个工作地对一个或若干个劳动对象进行物理和化学变化的过程。工序是制造过程的基本环节，也是品质检验的基本环节。现代企业往往是通过严格的工序控制来控制工艺品质。

在企业生产流程中，一旦有一道工序出错将会导致不可预估的损失。轻则，在某道工序会积压大量半制成品，无法继续。重则，产品直接报废，会导致企业各方面的损失。

而目前传统产线的数据采集方式，主要依靠条码识别、人工采集输入等方式，如：工序计划单、工序流程卡、工序交接单等。由于手工输入，数据若无法及时更新，存在严重滞后，会极大限制产能，降低生产效率;另一方面，数据准确性不可靠。

由于RFID标签ID唯一性以及数据自动采集特点，如果升级产线工序管理，使用RFID对工序进行管理，实现自动采集产线数据，将会全方位提高产线的工作效率和数据可靠性。

　使用RFID产线工序管理优势：

1、生产数据实时采集、避免人工录入数据量大出错多、效率低

2、实现生产数据管理、满足生产调度需求，提高生产效率

3、精确员工考核、让员工发挥更大的工作能力

4、通过对数据的收集和管理，对产线产品质量的稳定性和工艺参数进行监督

5、可以与产线PLC通信，获取实时数据，实现生产数据的分析、统计和查询

RFID产线工序管理具体实现

首先，为生产流水线上的每一个产品安装一张RFID标签，在RFID标签中写入产品信息(如批次、编号等)，并与产品进行绑定，为生产线每道工序位(需要管控的节点)安装RFID读写器。

其次、当贴有RFID标签的产品进入RFID工序时，工人每完成一次作业，工序位置上的RFID读写器读取产品上标签数据，数据收集后发送到系统，系统完成收集及统计工作，为企业提供一套完整的解决方案。也可以与企业自有的ERP、SCM、MCS等管理系统结合，衔接整个产线系统。如此，管理者可以从系统中了解到生产线上的产品经历了哪几道工序，实现准确掌握数据，了解产品生产进度及员工工作情况。捷通科技(http://jt-rfid)小编整理！

经过两周的整理总结，沉淀出来好多数据采集的经验与大家分享。

前嗅免费模板共享链接：http://forenose/help/collection/template/cases.html

1.如何进行数据采集？

①下载安装软件后，登录到软件上。

②准备好模板：在前嗅的官网上下载免费的模板或自己配置好的模板

③将下载的官网导入到软件中。

点击文件---点击导入采集文件（将采集文件导入，自己配置的模板请忽略这一步）

④在数据建表中建关联数据表

选中需要采集模板下的表单---点击创建关联数据表，所创表名不能为汉字，点击确定---在所创数据表前的方框打勾即可关联数据表。详情见下图。

此时在数据浏览中就存在了刚刚建的关联数据表。

⑤进行数据采集。

在需要进行数据采集的模板前打勾--点击允许采集--点击开始按钮即可进行数据采集。详情见下图。

⑥数据预览及导出

选中关联表---点击刷新按钮即可查看数据---点击导出按钮即可导出数据。详情见下图。

多种导出方式：

a.可以将采集到的数据全部导出。

b.可以将数据分割导出，设置特定数目后数据会分别储存放在文件夹中。

c.可以将每个字段所采集到的内容分别导出到不同文件夹，方便查看。

数据导出教程：

http://forenose/help/guildbook/crawler_new/5-2.html

2.所采集的网站弹验证码是怎么回事？

弹验证码分为四种情况：

①登录需要验证码：登录时只需要一个验证码，所以直接手动填写配置即可。

②多账号登录：每次账号登录都需要验证码，此时应该接第三方打码平台。

前嗅（forenose）是首个深度大数据专家。

提供数据采集-分析-处理-管理-营销-应用，自主知识产权的全套大数据产品 。

工业生产现场数据采集原则有两点：一是目的性，二是经济性；

目的性是指在做设备的数据采集之前，先要明确所要采集的数据是否具有可观的价值。工业现场其实已经有很多的数据采集系统了，SCADA、HMI什么的也都是应用很广泛了，但是，其中又有多少数据被充分的分析，挖掘其潜在的价值的呢？

大部分情况是，采集了数据后并不知道怎么去利用。国内大部分的工业现场还处在解决生产过程可见性的阶段，能够先把数据采集上来是当务之急，至少能够实时地了解到现场都发生了什么。在智能制造背景下，要将目光放长远，在做数据采集之前，尽可能地多去思考一下什么样的数据对我们的业务改进帮助最大，这样也许会让我们在数据采集方面的投资回报率更好看一些。

经济性是指投资的回报效益。对于工业现场的数据采集，很多人第一个想法就是装传感器。不管什么样的项目，我们首先需要考虑的是投资回报率的问题，装传感器的方式可能是投资最大的一种。因此，做设备层的数据采集，一定要结合我们的数采目标，充分利用设备的现有条件(比如，设备已经具备的上位机系统、已经具备的通讯协议等)用最经济高效的方式来做数采技术路线的设计。

工业数据采集设备分类：有上位机系统的设备(设备自带的监控系统)、基于非TCP/IP通讯协议的设备、基于TCP/IP通讯协议的设备、不具备通讯接口的设备。

自动化系统设备数据采集系统采集方法主要是通过Web系统、生产线工作站系统、OPC服务器等配置对生产线上的各个设备的生产数据进行监控。同时将有效数据采集仓储在数据库中。这对整个生产系统进行生产线、工序参数、工作流程、设备参数、设备类型、OPC服务、通讯协议的全方位设置、管理。

如需增加设备，只要在中心管理系统增加相应的设备类型，配置好相关的采集参数即可，可有效节约成本；生产过程中通过缓存交互数据，不直接和数据库交互，极大的提高了数据采集的性能；通过心跳检测程序，实时反馈生产设备的异常，保证生产数据完整性。

一种自动化生产线设备数据采集方法，可以是如下步骤：

1.根据自动化生产线上各种设备的不同协议类型，将支持OPC相关协议的设备与OPC连接；将支持TCP开放协议的设备与生产线工作站系统中的网口交换机连接；将支持COM开放协议的设备与生产线工作站系统中的串口交换机连接；

2.通过Web系统配置生产线的全局属性；

3.生产线工作站系统启动时从Web系统中同步本生产线所有相关配置，并存入缓存；

4.生产线工作站初始化时，根据设备在Web系统的协议类型，连接每个设备，并启用OPC监听、TCP监听或COM监听。对于“基于TCP/IP通讯协议”，比较常用的有OPC Classic、Siemens S7、Modbus-TCP等通用协议，也有设备厂商自行定义的私有协议。这些协议的特点是都是基于TCP/IP协议簇，只是应用层协议不同。采用这些协议的设备一般都会有RJ45的接口，也就是以太网口，都可以直接通过以太网接入到车间网络中。对这些设备的数据采集，我们需要做的就是对上述协议的解析。对于OPC等通用协议，已经有很多成熟的SCADA产品可以利用，近些年，也有很多开源框架、商业化的组件可以应用，比如Eclipse neoSCADA，Kepware等等，都能够在完成上述协议的解析的同时，将其转换为一些IT领域常用的接口(RESTful API)，方便其他信息系统的对接。

5、将监听到的每个设备数据写入工作站数据库。

设备数据分析，可以通过多种查询工具可以快速查询生产实时数据、相关历史数据。给管理人员重要决策提供有效数据基础。可以对数据进行横向比较，可以对历史数据进行分析。通过系统统计分析没太机器的运转率，故障时间累计以及车间设备总体利用率。系统可以提供柱状图、饼图、报表等分析工具，展现现场设备运转统计分析数据。自动统计每天限的产量数据，可以按照不同的班组、时间段等多种条件进行综合查询。

同时对于设备的故障管理也可以进行相关数据记录，比如不同的设备及其台号，故障类型、时间段等多种条件进行历史查询赛选。这样可以进行历史数据查询，更好的帮助技术人员进行设备故障原因分分析，提高问题解决效率。