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      2. 大數(shù)據(jù)在SCADA中的應(yīng)用

        發(fā)布時間:2024-03-01
        這些年來,由于信息爆發(fā)式的飛速增長,讓我們進入了真正的大數(shù)據(jù)時代,而大數(shù)據(jù)無疑是目前it行業(yè)中炙手可熱的詞匯,它是指需要處理的數(shù)據(jù)規(guī)模巨大,產(chǎn)生速度快,具有一定的實時性,數(shù)據(jù)格式具有多樣性,同時數(shù)據(jù)中具有重要的商業(yè)、社會或科學(xué)等方面的價值,但有效的信息密度相對較低,這樣的數(shù)據(jù)通過常規(guī)的方法已無法處理,必須借助于一種前所未有的方式,通過對海量數(shù)據(jù)進行分析,以獲得有巨大價值的產(chǎn)品和服務(wù),或深刻的洞察力,以及全新的商業(yè)模式。大數(shù)據(jù)的思維也許會給我們帶來新的思考。
        大數(shù)據(jù)的本質(zhì)是思維方法、商業(yè)、和管理領(lǐng)域前所未有的大變革。它包含了三個重要的思維轉(zhuǎn)變:
        a.要分析與某事物相關(guān)的所有數(shù)據(jù),而不是依靠分析少量的數(shù)據(jù)樣本
        b.要接受數(shù)據(jù)的紛繁復(fù)雜,而不再僅僅追求精確性
        c.追求事物的相關(guān)關(guān)系勝過追求因果關(guān)系
        目前,國內(nèi)大多數(shù)的工業(yè)應(yīng)用中的scada都會進行歷史數(shù)據(jù)歸檔,很多項目由于點數(shù)很多,其歷史數(shù)據(jù)量都不算小,但這些歷史數(shù)據(jù)大多只是用來產(chǎn)生班報、日報、月報、年報等生產(chǎn)報表,或者用來追溯事故原因、責(zé)任等基本功能。就單個監(jiān)控系統(tǒng)的歸檔數(shù)據(jù)量來看,因為一般它們通常都是單一的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫,這些數(shù)據(jù)大多都可以在單臺服務(wù)器上,用較短的時間被處理完,故還無法被看作真正的大數(shù)據(jù)的應(yīng)用。大多數(shù)需求是基于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析和處理方法來完成。比如:降能耗成本的能耗分析、降低次品率的質(zhì)量控制、降低停機和等待時間的智能設(shè)備維護、提高工藝工序效率的工藝參數(shù)比較等方面。
        在大數(shù)據(jù)的思維里,數(shù)據(jù)被看作是新的待挖掘的油田。需要通過新的視角分析看待這些“原油”,發(fā)現(xiàn)它所蘊藏的更大的潛在價值。而這些專業(yè)的數(shù)據(jù)處理手段,需要借助mapreduce\hadoop等it技術(shù)、模型和分布式架構(gòu)來支撐,同時,需要有對數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)間的關(guān)聯(lián)關(guān)系有很強的分析能力。下圖反映出了大數(shù)據(jù)在美國制造領(lǐng)域使用的難度大,價值潛力相對不高的現(xiàn)狀。故大數(shù)據(jù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用方向、方法、可行性和投入產(chǎn)出比等方面,是目前都需要我們考慮的幾個重要的問題。
        雖然工業(yè)領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)應(yīng)用較電子商務(wù)、金融等領(lǐng)域還有一定較大差距。但大數(shù)據(jù)思想還是非常值得我們?nèi)ソ梃b。
        對于scada,數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng),我們可以分兩部分來看大數(shù)據(jù)思想對于scada提出的新要求和新挑戰(zhàn)。
        從大數(shù)據(jù)的產(chǎn)生到使用的過程來看,可以簡單分為三個不同的階段:數(shù)據(jù)采集,大數(shù)據(jù)分析挖掘,(處理結(jié)果)數(shù)據(jù)展示。scada在第一階段和第二階段可以參與其中,發(fā)揮自身的優(yōu)勢,但真正的大數(shù)據(jù)挖掘并不是scada所關(guān)注的,而是應(yīng)該交由其他專業(yè)系統(tǒng)完成。
        大數(shù)據(jù)思想在數(shù)據(jù)采集方面對scada的要求和促進:
        a. 在大數(shù)據(jù)的應(yīng)用場景中,正確的決策首先需要全面、透明的了解工業(yè)過程的運行狀態(tài),就需要scada對更多種類的傳感器信息信息進行展示、記錄、存儲、調(diào)用。除了常用的電壓/電流,液位/壓力/流量/溫度,頻率/計數(shù),條碼、氣象,檢測儀表(振動、聲音、光線、粉塵)等測量外,還可以處理視頻/視覺、3d模型等復(fù)雜數(shù)據(jù),scada系統(tǒng)需要具有更加開放的系統(tǒng)架構(gòu),更加靈活的數(shù)據(jù)接入能力
        b. 支持各種通信介質(zhì)和協(xié)議
        c. 大量數(shù)據(jù)并發(fā)采集處理,必要的更快速的采集速度,更高性能、高容量的數(shù)據(jù)歸檔系統(tǒng)的支撐
        d. 采集數(shù)據(jù)的前端預(yù)處理,降低后續(xù)分析、使用的處理強度,提高處理速度
        大數(shù)據(jù)思想對監(jiān)控功能可能有以下要求和促進:
        a. 需要scada系統(tǒng)更加主動智能,可以實現(xiàn)更加復(fù)雜的計算,基于大量的數(shù)據(jù)采集感知情景,實現(xiàn)智能的連動控制
        b. 基于對大量各種數(shù)據(jù)進行相關(guān)性分析,能夠快速輔助相關(guān)人員作出正確決策
        c. 采用soa面向服務(wù)的架構(gòu)與其他it系統(tǒng)的接口(如bi、mes、移動智能終端、甚至門戶網(wǎng)站、社交媒體等等),可以將采集或分析結(jié)果在各層、各專業(yè)間共享,將數(shù)據(jù)投放到任何真正需要的地方,讓數(shù)據(jù)帶來更多的便利,充分發(fā)揮數(shù)據(jù)的價值
        d. 更友好的數(shù)據(jù)可視化手段,以更*度、視角的豐富的數(shù)據(jù)視圖、圖表,多種格式數(shù)據(jù)的聯(lián)合展示方式,虛擬現(xiàn)實、真強現(xiàn)實技術(shù)的使用和融入。
        pvss 作為 西門子的開放的scada系統(tǒng),可以很好應(yīng)對上述的這些挑戰(zhàn),從國內(nèi)目前的應(yīng)用案例來看,pvss比較適合大規(guī)模,超大規(guī)模的大地理域的數(shù)據(jù)采集應(yīng)用,也為各種高端復(fù)雜監(jiān)控應(yīng)用提供了高效、可靠的開發(fā)平臺。
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