基于大數(shù)據(jù)的智慧工廠制造優(yōu)化技術(shù)研究

陸興飛

摘 要：在大數(shù)據(jù)時(shí)代，積極利用大數(shù)據(jù)技術(shù)能推動(dòng)智慧工廠制造優(yōu)化技術(shù)的不斷進(jìn)步。所以本文主要介紹了智慧工廠的內(nèi)涵，并研究了基于大數(shù)據(jù)的智慧工廠制造優(yōu)化技術(shù)，通過對頻繁序列模式挖掘技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，提出了一種不需要建立比較復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型，并能支持結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的一種設(shè)備故障知識推送方法，讓故障能夠?qū)崿F(xiàn)智能診斷，在一定程度上將設(shè)備運(yùn)行的轉(zhuǎn)率有效提高，具有較大的應(yīng)用可行性和應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù) 智慧工廠 制造優(yōu)化技術(shù)

在現(xiàn)代社會(huì)中生產(chǎn)要素成本不斷提高，我國的制造業(yè)已經(jīng)發(fā)生了非常大的轉(zhuǎn)變，現(xiàn)代的制造業(yè)的附加值和技術(shù)含量更高，所以在生產(chǎn)制造和裝備制造業(yè)中，需要積極將智能化和信息化技術(shù)引入，并不斷融合更加先進(jìn)的工藝技術(shù)，讓生產(chǎn)管理能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型。智慧工廠與傳統(tǒng)以MES為基礎(chǔ)的智能工廠模式不同，其智慧升華了工廠制造執(zhí)行方面，并發(fā)現(xiàn)了其中存在的規(guī)律，能夠提供一定的只能服務(wù)進(jìn)行協(xié)調(diào)。在智慧工廠業(yè)務(wù)需求不斷擴(kuò)展和細(xì)分的過程中，傳統(tǒng)模式的應(yīng)用已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化發(fā)展的需求，所以如何在工業(yè)大數(shù)據(jù)中將知識挖掘出來對生產(chǎn)優(yōu)化進(jìn)行指導(dǎo)是目前研究的重點(diǎn)。通過將智慧工廠存在的技術(shù)體系和大數(shù)據(jù)存在的關(guān)鍵技術(shù)有效融合，構(gòu)建了一個(gè)更加先進(jìn)的工業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)分析平臺對海量原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，主動(dòng)預(yù)測生產(chǎn)制造和裝備制造中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)，不斷對工廠運(yùn)行進(jìn)行只能調(diào)控，從而讓智慧工廠的制造更加優(yōu)化。

一、智慧工廠的相關(guān)概述

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，未來制造行業(yè)的發(fā)展可能會(huì)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)之間的互聯(lián)，通過行業(yè)之間的大數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，從而對生產(chǎn)經(jīng)營各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行協(xié)調(diào)，讓行業(yè)生產(chǎn)的效率不斷提高，其次能實(shí)現(xiàn)工廠的建模，積極利用信息技術(shù)將生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行模擬，讓制造更加智能，也能讓生產(chǎn)組織得到優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的變革，不斷提高智能水平，進(jìn)一步創(chuàng)新出更多新的產(chǎn)品，讓產(chǎn)業(yè)格局更加優(yōu)化。這些內(nèi)容都是實(shí)現(xiàn)智能供智慧工廠發(fā)展的基本要素。

構(gòu)建智慧工廠首先需要建立工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，讓其能夠自動(dòng)采集生產(chǎn)的相關(guān)數(shù)據(jù)，并集成數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的目標(biāo)，也讓工廠自制造的過程能實(shí)現(xiàn)透明化，自動(dòng)采集和分析處理生產(chǎn)數(shù)據(jù)，從而實(shí)時(shí)監(jiān)控工廠生產(chǎn)過程，智能調(diào)度生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)工廠智能化的服務(wù)，讓整個(gè)工廠的智能化水平不斷提高，最后還要積極引入服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)，將云計(jì)算等各種服務(wù)平臺利用起來，讓工廠智能化服務(wù)資源能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬化，將智能工廠的功能不斷豐富，也能實(shí)現(xiàn)人與和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互動(dòng)互聯(lián)，讓客戶參與到生產(chǎn)中，最終讓商業(yè)新模式更加大規(guī)模化。

二、以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的智慧工廠制造優(yōu)化技術(shù)研究

在現(xiàn)代社會(huì)中，將設(shè)備故障診斷的知識重用效率問題有效提高是非常重要的，因此，本文提出了一種以序列模式挖掘技術(shù)為基礎(chǔ)的既能夠支持非文本知識數(shù)據(jù)，又能不需要建立相對比較復(fù)雜的數(shù)據(jù)模型的設(shè)備故障診斷知識推送方法，該類方法主要是分析在檢測過程中大量故障診斷知識使用的數(shù)據(jù)頻率，將故障模型中比較頻繁的知識訓(xùn)練提取出來，然后與設(shè)備工程故障診斷知識使用行為等進(jìn)行結(jié)合，從而讓設(shè)備故障知識的推送有效實(shí)現(xiàn)，并能對設(shè)備的故障進(jìn)行智能診斷。頻繁的知識序列表示設(shè)備工程師分析設(shè)備故障時(shí)使用的共同知識項(xiàng)，是對知識需求進(jìn)行判斷的一個(gè)重要內(nèi)容。以序列模式挖掘技術(shù)為基礎(chǔ)的頻繁知識序列挖掘能夠找到與其更加符合的頻繁序列，其支持度的表示公式如下：

在上式中，count（s）表示子序列為s的序列數(shù)量；size（D）表示在數(shù)據(jù)庫中序列的總的數(shù)量。

在頻繁知識序列的挖掘技術(shù)中積極應(yīng)用GPS算法，可以將故障模型中所有的葉節(jié)點(diǎn)頻繁知識序列識別出來。在推送設(shè)備故障診斷的知識項(xiàng)時(shí)，需要對設(shè)備當(dāng)中故障所產(chǎn)生的工藝參數(shù)、振動(dòng)頻率等知識與相關(guān)的頻繁知識序列之間存在的相似度進(jìn)行充分考慮。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于故障知識序列一般較長，所以不能與頻繁知識序列實(shí)現(xiàn)完全匹配，所以因此本文以最近出現(xiàn)最高頻的原則為基礎(chǔ)，將故障診斷知識項(xiàng)集合進(jìn)行抽取，讓其能組成故障活動(dòng)的窗口。

假設(shè)設(shè)備工程師進(jìn)行診斷的設(shè)備故障是設(shè)備ti，則序列為cms=（b1，b2，…，bv）為設(shè)備在運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的知識序列，而最近故障或供電異常的知識項(xiàng)所組成的元素是bv；知識序列的故障活動(dòng)窗口為w=（bv-2，bv-1，bv）。在設(shè)備ti中出現(xiàn)的頻繁故障知識序列集合FMSi中選出與w相同頻繁知識序列中三個(gè)相同的元素，讓其組成相應(yīng)的集合，并將該集合中具有相同三元素序列的元素與下一個(gè)元素組成擁有四元素的序列，其推送系統(tǒng)主要如下：

通過以上研究可以知道，以序列模式挖掘技術(shù)為基礎(chǔ)的設(shè)備故障知識推送方法，能夠?qū)⒐收显\斷知識推送的支持率、設(shè)備故障診斷的知識推送的可實(shí)現(xiàn)性有效提高，從而讓生產(chǎn)能夠得到有效控制，進(jìn)一步優(yōu)化能源，讓生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量有效提升，也讓產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中使用的能耗降低。

三、結(jié)束語

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，在生產(chǎn)制造和裝備制造行業(yè)中不斷引入了計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，使行業(yè)發(fā)生了變革，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)透明化和制造智能化等方向的發(fā)展。以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)對智慧工廠制造優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行研究，提出了一種以序列模式挖掘技術(shù)為基礎(chǔ)的設(shè)備故障知識推送方法，這種方法能夠在一定程度上將生產(chǎn)制造行業(yè)的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量有效提升，讓，傳統(tǒng)的生產(chǎn)制造和裝備制造行業(yè)能實(shí)現(xiàn)真正的數(shù)字化、智能化、智慧化發(fā)展，不斷創(chuàng)造出更多的社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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