数据中台在数字化工厂的应用

数据中台在数字化工厂的应用

耿潇

海南金盘智能科技股份有限公司  海南省海口市  573117

摘要：本文主要从数据中台的技术内容已经先进性进行阐述，以及在应用过程中的起到的重要作用，在数字化工厂中达到的成效和意义。随着数字化转型的发展，各行业的数字化转型进程在最近几年也是突飞猛进，各企业都进行的如火如荼，数字化转型的基础是数据，而数据中台主要通过抓取，分析，过滤，清洗，加载等步骤把数据进行整合，统一给企业提供完整可用的数据，以便更好的发挥数据的价值。

 正文：在工业领域的数字化转型中，数字化工厂的建设成为提升生产效率、优化资源利用和实现智能化管理的关键。传统工厂面临着生产过程复杂、数据孤岛化、信息流不畅等挑战，而数字化工厂的建设需要依赖大量的实时数据和智能化的决策支持。数据中台作为一种创新的技术架构，为数字化工厂的数据管理与应用提供了重要支持。数据中台以数据为核心，通过集成、管理和分析大量的生产数据，提供实时监测、智能决策支持、资源优化与协同等功能，推动数字化工厂向智能化和高效化转型。

在数字化转型的背景下，数据成为核心资产，是数字化转型的基础，因此数据中台将成为建设的重要方向。而各行业对数据中台也有迫切的需求，特别在制造行业，数据中台在制造企业数字化转型中提供了关键支持。

数据中台的主要技术内容

数据中台的主要技术内容包括数据采集与实时监测技术、数据存储与管理技术、数据分析与智能决策支持技术以及资源优化与协同技术等。数据采集与实时监测技术通过传感器、物联网设备等手段实时采集生产设备和环境的各类数据，实现对生产过程的全面监测。数据存储与管理技术以数据仓库、数据湖等技术为基础，实现对海量数据的存储、处理和查询。数据分析与智能决策支持技术通过应用数据挖掘、机器学习和人工智能等方法，提取生产数据中的有价值信息，为决策者提供智能化的决策支持。资源优化与协同技术通过对生产资源的全面优化和协同管理，提高资源利用效率和生产协同能力。主要技术内容如下：

1数据中台企业系统集成标准协议

通过对数字化工厂产线设备，信息系统的交互进一步分析提炼，形成了企业 内标准数据体系，达到了相应能力，并推向数字化工厂相关企业。该集成协议包 含数据的报文头和报文体，其中报文头定义了同步异步传输标志以及报文序列号 标志。企业系统集成标准规定应用了通信字符作为键值对的开始和结束，兼容了 XML和JSON特殊字符的传递及解析。

3数据中台多元数据存储层技术

数据中台面向业务复杂,常规技术无法实现复杂的海量数据进行采集、存储 情况。一套存储规范技术，实现了数据存储层数据的高效存储，支持多 数据源、跨数据源的数据接入与融合,数据源一键式配置，动态解析快速生成数 据库执行脚本，实现数据毫秒级操作,适用于数据探索与挖掘分析场景。

4数据中台集成技术

基于私有协议研发一套集成技术，支持异构协议的交互，如TCP和HTTP协议 的交互，满足各系统传输要求。

5数据中台高效可逆加密数据传输技术

使用独立可逆的数据加密算法，实现系统间数据安全传输，可逆加密算法主 要根据传输的编码，进行分析，经过压缩，转变及运算形成加密数据。

6数据中台5G通信技术

通过心跳协议包实现了AGV设备通过5G通讯的云端接入，自动网络中断重连 及5G网卡变动无缝对接，实现应用跨越多层级网络传输，实现设备采集及控制。

7数据中台边缘计算技术

研制边缘网关，实现数据采集、数据处理、网络交互和协议转换等功能。搭 载轻量级嵌入式数据库，为边端提供算力，实现敏捷、智能和可靠的存储支持， 执行数据清洗、智能算法任务，如数字化工厂AGV行驶的最优路径，障碍物的避 让，以及一些电量报警信息的及时推送等边缘关键技术。

数据中台技术的先进性

数据中台作为数字化工厂的核心技术，具有显著的先进性。首先，数据中台通过实时采集和处理大数据，实现对生产过程的实时监测和快速反应能力，远远超过传统的离线数据分析方法。其次，数据中台采用数据集成与管理技术，解决了传统工厂中数据孤岛化和信息流不畅的问题，实现了生产数据的全面流动和共享。此外，数据中台借助数据分析与智能决策支持技术，能够从大量的数据中挖掘出有价值的信息，并为决策者提供智能化的决策支持。最后，数据中台通过资源优化与协同技术，实现对生产资源的优化配置和协同管理，提高资源利用效率和生产效率。这些先进的技术使得数字化工厂能够实现智能化管理和高效生产，提升竞争力和可持续发展能力。

数据中台在数字化工厂应用的先进性主要体现在以下几个方面：

1数据集成与整合能力：这种整合能力消除了传统工厂中数据孤岛的问题，提高了数据的利用效率和价值。

2实时数据处理与分析：实时数据处理的能力使得工厂管理者能够实时监测生产状态和参数，及时发现并解决潜在问题，提高了生产效率和质量。

3智能决策支持：数据中台采用数据挖掘、机器学习等先进技术，从海量数据中提取有价值的信息和规律，使得决策更加科学、精准，提高了工厂的竞争力和灵活性。

4资源优化与协同：资源优化与协同能力使得工厂能够在复杂的生产环境中做出更加明智的决策，实现生产资源的最优配置。

5可拓展性和灵活性：能够适应不同规模和复杂度的工厂需求，并能够灵活应对新的数据类型和业务场景。这种灵活性使得数据中台能够适应未来工厂发展的需求，具有持续的应用价值。

数据中台在数字化工厂方面推广效益

数据中台的应用对数字化工厂带来了诸多推广效益。首先，数据中台实现了生产过程的实时监测与反应能力，能够及时发现生产异常和问题，减少停机时间和损失。其次，数据中台通过数据分析与智能决策支持，为决策者提供准确的决策支持，优化生产计划和资源配置，提高生产效率和质量控制。此外，数据中台还可以通过资源优化与协同，实现生产资源的合理利用和协同管理，降低成本和提高资源利用效率。这些推广效益的实现，不仅对单个数字化工厂具有重要意义，也对整个工业领域的发展和升级具有积极推动作用。例如：我司对数据中台应用到数字化工厂中，其应用显著提高制造系统对 信息处理的速度，能缩短信息传递路径，将生产制造信息数据及时传递到需要的 各个部门、各个环节、各个过程，大大提高了决策的速度与准确性;生产制造过 程中可以实现无缝平滑运行，有利于对多型号交叉生产状态下的计划监控、过程 协调;能将制造数据信息的统计时间大大缩短，使统计人员能够专心开展制造过 程的优化工作，有助于进一步提高产品制造过程的管理水平。可以提高公司对制 造过程的监控能力，生产制造体系能随企业内外部环境变化而快速调整;与企业 其他管理信息系统实现平稳连接，为市场开发、制造过程策划提供决策信息支撑。 最终达到面向生产、关注效益、突出质量、提升管理、强调服务、整合系统、控 制成本、快速实施的效果，保证企业生产顺利进行，同时实现物料的自动化、智 能化、信息化管理，提升生产管理的效率和企业的竞争力。

海口干变数字化工厂经过了一年多的运行，取得了很明显的成效，2021 年海口数字化工厂较原来传统工厂产能提升超 100%，产量提升约 95%,产出额提升约 86%,人均产出额提升约 67%,人均产量提升约 76%，库存周转次数提升超 110%。

数据中台在数字化工厂方面推动科技进步

数据中台的应用不仅仅对数字化工厂产生了显著影响，还对科技进步和工业革命产生了推动作用。首先，数据中台的应用加速了工业领域的智能化发展，促进了工业自动化、机器学习和人工智能等领域的融合创新。其次，数据中台推动了数据技术与工业领域的深度融合，促进了工业互联网和工业大数据的建设与应用。此外，数据中台的应用也推动了数字化工厂的建设和智能制造的发展，为实现工业4.0和智能制造的战略目标提供了重要支持。数据中台作为数字化工厂的关键技术和创新模式，不仅提升了工业生产效率和质量，还为工业领域的可持续发展和科技进步提供了强大动力。

本文对数据中台在数字化工厂中的应用进行了详细论述。通过分析立项背景、主要技术内容和创新点、技术的先进性、推广效益以及推动科技进步等方面，深入探讨了数据中台在数字化工厂中的重要作用和价值。然而，数据中台在实际应用中仍面临着一些挑战，如数据安全与隐私保护、技术架构与平台搭建、人才培养与组织管理等方面。因此，未来需要进一步研究和探索解决这些挑战的方法和策略，推动数据中台在数字化工厂中的更广泛应用和发展，为工业领域的数字化转型和科技进步做出更大贡献。

作者简介：

耿潇，1985年6月13日，男，河北唐山，硕士，中级职称，研究方向：数字化转型。