计量大数据服务智能制造创新升级

计量大数据服务智能制造创新升级

丘文昌1

1.广东省计量科学研究院广东广州510405

摘要：本文致力于提出通过计量大数据服务智能制造企业创新升级，研究探讨了计量大数据服务智能制造企业的背景意义，计量大数据服务智能制造企业的社会经济效益，计量大数据服务智能制造企业的技术方案。

关键词：计量大数据；智能制造；创新

一、背景及目的

制造业是国民经济的主体，制造业强则实体经济强。智能制造产业是以重大技术突破和重大发展需求为基础，对经济社会全局和长远发展具有重大引领带动作用，经过改革开放以来30多年的发展，广东已成为国内制造大省和全球重要制造基地。2014年全省规模以上工业增加值为2.93万亿元，其中先进制造业增加值为1.41万亿元。雄厚的电子信息产业基础和较为完善的工业体系为智能制造发展提供了良好的产业支撑和市场空间，与此同时，我省制造业发展仍面临严峻挑战，在创新能力、产品质量和品牌、产业结构、信息化水平等方面与世界先进水平仍存在较大差距。关键技术、核心部件对外依存度高，自主品牌企业尚未形成规模、缺乏核心竞争力。如何确保这些智能制造与测控产业制造设备和产品的技术参数、可靠性很有必要。省内智能制造与测控产业内的企业、科研机构、检测机构需要智能制造公共平台开展技术交流、产业信息与科技信息共享，通过大数据分析更好将计量标准嵌入产品设计、研发、制造过程，解决关键共性技术。因此，通过计量大数据的应用服务智能制造企业的创新升级，符合广东省智能制造产业发展趋势，迫在眉睫。

二、社会与经济效益

1.社会效益

计量大数据服务智能制造创新升级项目紧紧围绕我省智能制造与测控产业的需求，充分利用我省的计量技术，调动和整合计量技术机构、智能制造企业等社会资源，坚持以企业为主体，以计量技术机构提供技术服务为方向，以基标准平台作为支撑，将技术创新上、中、下游进行对接与耦合，促进我省的产业升级和发展。计量大数据服务智能制造创新升级项目通过整合计量资源和测量能力，并提供网络化支撑，方便测量用户了解、选择适当的量值溯源途径，并提供及时权威的检定、校准和测试等量值溯源服务。

2.经济效益

计量大数据服务智能制造创新升级项目定位于智能制造与测控产业，主要通过调动广东省计量技术力量，充分利用计量行业优势，主动为全省智能制造和测控产业提供计量技术服务，计量公共信息的社会共享，面大量广，能较好地满足我省智能制造企业对计量技术的需求。项目帮助企业提升费用实投率、人员管控、销售和服务管控效率，让企业实现扁平化管理，提升经营效率，将产生巨大的间接经济效益。

三、技术方案

1.制定数据共享标准

计量大数据服务智能制造创新升级项目，结合广东地区、智能制造产业与测控产业的计量需求，制定产业计量信息资源标准整个标准体系中的基础和核心建设内容。它为计量系统业务实现提供统一的数据支撑，从而使得不同业务部门、不同级别的计量机构对业务中的基本数据达成一致理解。

产业计量网络标准、安全标准和管理标准，网络是的基础设施，要想实现互联互通，必须要有网络建设标准的规范和统一；安全技术和安全管理都是项目建设中不容忽视的重要内容；全面、科学的管理是产业计量大数据智能收集与规范化处理技术研究建设和运转必不可少的前提条件。因此，应用支撑平台标准、网络标准、安全标准、管理标准分别为项目各类应用系统提供网络基础设施、安全和管理方面的技术支持。

2.产业计量大数据自动智能收集

采用数据智能收集的主要包括以下的方式：①基于计量大数据基础平台（智能控制系统制造产业计量测试平台、广东计量技术公共服务平台）的数据采集，包括仪器在线自动检测、仪器远程校准、能输数据监控等方面等采集海量数据资源；②基于爬虫或者类爬虫技术，采集网络公开信息，通过清洗技术。图2为产业计量大数据智能收集框架。

3.数据抽取与清洗规范化处理

面向计量大数据的数据清洗技术主要将数据划分为结构化数据、非结构化数据，分别采用ETL工具和分布式并行处理框架来实现，总体架构如图3所示。

将结构化的计量数据存储在传统的关系型数据库中，关系型数据库在处理事务、及时响应、保证数据的一致性方面有天然的优势。

4.多源异构数据融合

计量数据库中已经存储了大量的数据，包括结构化的和非结构化的，但是分布在不同的系统，形成了难以维护管理的“蜘蛛网”，需要建立统一的数据管理和访问平台，便于统一维护和管理，提供“一站式”的数据访问服务。采用基于服务的数据整合平台可以在源系统较小改动的情况，有效整合数据，实现各数据源的逻辑整合。采用基于服务的逻辑数据整合，整合思路为：不强求物理上的集中，而是保持企业数据的分布现状，将各个系统的数据通过接口包装成服务，注册到服务总线，通过服务总线提供统一的数据服务，从而实现数据在逻辑上的整合。

四、应用效果

面向制造企业的科技创新与优质服务主要包括通过大数据平台为智能制造企业提供优质的计量测试服务、提供优质的科研服务、提供最新资讯、提供高效的计量内部管理服务等方面内容。

1.通过大数据平台为智能制造企业提供优质的计量测试服务

智能制造企业对计量检测的需求是多样化的，复杂的几何量测量是智能制造的核心关键，几何量测量仪器结合智能制造中工业机器人，形成智能制造的全方位感知系统，才能促进制造过程中的智能化，为真正形成智能制造打下坚实基础。智能制造的生产活动需要的检定/校准、测试、检测等活动与制造过程日益深度融合，计量将从保障计量器具等检测手段的准备向保证制造过程参数测量的准确可靠进行拓展，计量服务将更加全面的融入到生产制造流程中。随着传感技术的发展，计量器具的输出值将越来越多由模拟量输出转变为数字输出，数字化的测量手段不仅减少了人为主观因素带来的制造和测量偏差，而且大大提高了制造和测量的工作效率，为智能制造提供技术支撑。

2.通过大数据平台为智能制造企业提供优质的科研服务

计量大数据服务智能制造创新升级项目是面向智能制造、智能控制系统制造产业发展的重大需求，通过有效整合、集成、优化全产业链上的计量技术机构、高等院校、科研院所、科技中介服务机构以及骨干企业等优势单位计量测试技术资源以及科研技术，依托互联网信息化技术实现智能制造、智能控制系统制造产业的科技创新。通过平台庞大的数据收集系统，进行大数据分析，归纳提炼产业发展技术瓶颈及关键技术问题，从战略层面研究规划智能控制系统制造产业发展对计量提出的需求与解决方案，深入产业集聚区集中、就近解决企业的技术问题。

3.通过大数据平台为智能制造企业提供最新资讯

计量大数据服务智能制造创新升级项目可以根据智能制造企业的相关特点，通过知识库运营系统，包括知识采编录入、知识检索、知识推送等功能。知识库需要有明确的分类机制，并制定知识库运营及考核机制，保证知识库运行利用，自动根据产业计量平台中的海量用户行为数据、检测数据自动、智能提取与分析出企业现状咨询，并通过移动互联、互联网+等不同渠道为智能制造企业提供信息。

五、结束语

通过大数据分析更好将计量标准嵌入产品设计、研发、制造过程，解决关键共性技术，把现有良好智能制造与测控产业更快发展壮大，提升自主创新能力，形成核心竞争力，推进产业集聚，做大做强骨干企业，形成一批核心竞争力强、主导产品优势突出、具有总承包和总成套能力的先进装备制造龙头企业。对促进我省智能制造产业升级发展起到重要作用。