政策解读丨要素市场化改革破冰,数据采集标准化可期 ——浅谈工业物联网数据采集标准的建立路径
4月9日,中共中央国务院发布《关于构建更加完善的要素市场化配置体制机制的意见》,在畅通土地、劳动力、资本、技术、数据五大要素方面提出诸多实质性举措,标志着要素市场化改革全面破冰,其巨大的影响将在今后很长一段时间内逐步体现。
其中,在“加快培育数据要素市场”一节中,提出了“发挥行业协会商会作用,推动人工智能、可穿戴设备、车联网、物联网等领域数据采集标准化。" 可见,工业物联网领域的数据采集标准也将随之逐渐明晰。
本文从工业现场数据采集的现状、路径和产业、企业标准建设建议等方面对这一标准的建立进行探讨,并提供了具备操作性的实现路径。
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凡此种种造就了工业现场数据采集三大最为紧迫的问题,可总结为“三不”:不能传(协议标准不统一、不开放)、不敢传(数据安全无法保障)、传不够(数据实时性传输保障)。
▲ 数据采集面临的三大问题
如何制定数据采集标准?
不能传 (协议协议不统一、不开放):
目前在工业现场数据采集领域,常见的工业通讯协议有Modbus、HART、PPI、Profibus、CAN等。与此同时,各大厂商还会开发出各类私有的工业协议,彼此之间互不兼容、不开放。同时大量中小型制造类企业,其设备老旧无法满足通讯要求。“不能传”已是数据采集的最大桎梏。
▲ 市面上各类工业通讯协议
针对此困境,笔者建议数据采集、协议转化映射、数据存储、数据展现、策略控制等部分要从逻辑上分开,形成矩阵式结构,在矩阵的横向和纵向制定标准,我们可以从四个层面去考量:
▲ 数据采集标准建设“矩阵”示意图
◆ 产业生态层:在物联网方案商、平台商和应用商与工业设备进行对接的环节中,制定协议转化映射标准。我们知道,从数据到平台层或应用层,目前大多数方案采用了MQTT协议。而由设备层到数据采集层的实现路径继承了设备/协议多源异构的特点,这样势必会使平台应用或MES等信息系统进行数据调用时耗费更多成本,且进一步固化了“管理信息化时代”遗留下来的信息孤岛格局。所以将多源异构数据映射/转化为具备通用标准的数据语言,是重中之重。
▲ 数据采集“映射”示意图
不敢传 (数据安全无法保障) :
涉及到企业竞争核心的现场生产数据往往是异常敏感的存在,企业对于数据安全总是存有一份担忧。所以在数据采集、远程保护、数据传输、使用、交换等层面均需要制定相应标准。
▲ 工业物联网安全体系建设
传不够 (数据实时采集传输难实现) :
定义出高频、低频、事件、故障告警等数据类型,不同的数据类型应具备不同的采集周期、采集精度、延时程度等标准。例如:开关量、故障告警等事件类数据,只在状态发生变化时采集或上报;运行数据高密度采集并上报、核心数据实时采集并上报。
▲ 工业物联网安全体系建设
工业物联网底层方法论
2.《基于物联网的离散制造车间数据采集与处理系统研究》,武汉理工大学
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