基于工業互聯網技術的智能檢測系統設計

張銀利

（金航數碼科技有限責任公司 陜西省西安市 710082）

工業互聯網相較于民用互聯網以及軍用互聯網，其本身的定位和面向對象特殊，主要是實現對工業設備以及工業技術的全面化監管，對于智能檢測系統，需要根據其需要完成的任務進行適當的開發，所以可以說，工業互聯網技術下的智能檢測技術要根據其面向對象以及作用原則，對各類系統進行專業化的開發，不過整體框架方面具有一定的相似性。

1 工業互聯網技術特征

1.1 完整性特征

工業互聯網技術的使用中，必須要具備完整性，體現在兩個方面，一個是針對信息的取得、傳輸、處理、交互和存儲模塊的建設，其中任何一個模塊遺漏，都意味著該互聯網系統運行過程無法保持穩定，正是由于完整度不足，使得該系統出現了缺陷。另一個是針對運行路徑規劃方面的完整性，在工業互聯網系統的建設過程，常用的網絡運行框架如圖1 所示。

1.2 安全性特征

工業互聯網系統由于其特殊性，但凡出現安全問題，一方面很可能會導致整個工業互聯網系統停擺，無法根據已經設定的功能、運行要求以及工作方法取得專業化的控制結果，另一方面很可能會導致其中出現的一些關鍵性信息遺漏問題，尤其是對于一些重點企業，更需要全面防范出現安全缺陷[1]。比如針對某工業互聯網技術下的智能檢測技術，其運行原理是直接分析當前工業互聯網技術內是否存在隱蔽信道以及基于大數據的APT 攻擊，采取的安全檢測工作流程圖如圖2 所示。

1.3 管理性特征

工業互聯網系統所開發出的其他各類功能體系，必須要經過全面化的管理，才可以使得管理結果具有更高的完成度和科學性，因此對于工業互聯網來說，必須要具備管理性特征。所謂的管理性特征是指，一方面由所有工作人員通過了解智能檢測技術原理，按照該項工作的操作方法以及原則完成管理工作。另一方面該技術體系要具備可升級性，根據當前的工業系統發展運行要求和工作需求加入功能。

2 基于工業互聯網技術的智能檢測系統構成

2.1 信息收集系統

在信息收集系統的運行過程，起到的作用是直接從當前的工業互聯網體系之內直接獲得所有類型數據，而這類數據在后續的使用方法和使用原則上，則要借助專業工作協調機制得到數據。比如在具體的研究過程，本文以某類商品的智能檢查體系為對象，該系統的工作任務是針對商品的重量以及外形測量，之后研究該商品是否通過了驗收制度，所需要加入的傳感器包括壓力傳感器和光電傳感器，這類傳感器所取得的信號之后，按照如圖3 的模式轉變成電信號。

其中該傳感器的綜合精度為0.1%F·S，靈敏度參數為1.5±0.1mV/V，重復性的誤差正度參數為0.05%F·S，該系統要更好獲得高精準度的數據，可以把傳感器的微弱毫伏信號放大，從而可被PLC 控制系統接收。

2.2 信息傳遞系統

信息傳遞系統使用過程，可根據當前工業互聯網體系下已經開發出的各類技術，實現所有數據的高速傳遞，比如使用已經開發的5G 通信技術，可直接實現所有信號的高準確度、高速度以及大容量的傳輸，不過需要注意的是，需要根據新技術環境下的攻擊手段防范攻擊。

本文研究重點是針對信息傳遞過程中的隱蔽信道，因為在數據包的傳遞中，如果某個信道未遭受攻擊，或者并非所謂的隱蔽信道，那么其報文系統的數字和使用的所有字母會呈現出線性相關狀態，那么這就為發掘和查找隱蔽信道帶來了方法上的幫助[2]。

圖1：工業互聯網系統的運行框架

圖2：信息安全系統運行流程圖

圖3：傳感器系統的信號轉換方案

圖4：智能檢測系統層級圖

2.3 信息分析系統

在信息的分析系統中，可根據智能檢測技術的運行標準和運行對象進行分析，因為對于工業互聯網技術中的智能檢測系統來說，作為一個覆蓋大范圍功能的系統，在內容物數量上極大，針對不同的檢測項目所使用的標準不同、使用的方法不同以及所需要取得的數據不同，需要根據相對應的原則和方法取得不同的結果。比如在研究過程中，以針對某類商品重量檢查為核心的智能分析系統，一種是將重量信息和外觀信息直接封裝成一個數據單元，該數據單元可按照系統內所設置的模型進行處理，另一種是直接對重量參數和外觀參數進行對比，本文認為前項方法自然更具備科學性。在實際利用過程，要根據該商品的重量以及外觀參數進行處理，建設的數學分析模型如下：

其中，Gi這代表著稱重重量，ρi為該商品不同等級下的密度，Vi為該商品的體積，那么要通過重量傳感器獲得相關參數，依托于光電傳感器，通過對拍攝結果的分析，該商品的體積可以計算，當然如果是對于不規則的形狀，可以將其按照規則形狀的物品處理，比如某類堅果類似于球體，則可看做是球體，而另一類堅果類似于橢球體，在將其按照橢球體處理，通過測量最大直徑和最小直徑的方法核算體積，之后核算該被拍攝堅果的密度，與不同品級的堅果密度數值對比。

2.4 安全管理系統

管理系統的建設中，需要根據面向的安全管理工作對象科學設定，因為針對工業互聯網體系下的智能監控系統，面向的管理工作對象不同以及所需要完成的安全管理工作項目不同，因此自然需要針對安全管理系統進行科學性的建設。如在某工業互聯網系統的運行過程中，針對信息安全管理系統，其面向對象是當前設備運行過程中是否存在安全隱患，那么針對其中的主要安全管理風險要素包括環境要素、人員操作要素以及工業設備的本身風險要素。

3 基于工業互聯網技術的智能檢測系統設計

3.1 整體框架設計

基于工業互聯網技術的智能檢測系統，在具體設計過程中針對整體框架的設計中，最終可以取得如圖4 所示的設計方案。

針對數據的采集系統，要設置依托于不同功能要求和不同的設計方案要求的傳感器，比如在本文的研究過程中，就設置了重量傳感器和光電傳感器，之后對數據進行封裝處理，直接以數據包形式在其中加入關鍵信息，并使用5G 通信技術傳遞。工業云平臺作用是解封數據包，并對這類數據進行分析，對于所謂的機器學習，可以根據某批次材料的問題出現幾率確定今后的重點檢查項目。如針對某批次的堅果檢查，發現主要的問題在于色澤方面，而并非密度以及重量方面的問題，那么在今后的檢查過程，需要著重強化對光電傳感器的資源投入，讓該系統可處于連續穩定的運行狀態。在得到了所有信息之后，直接把已經取得的分析結果通過人機交互模式傳遞給工作人員，讓其分析某批次商品，甚至于整個互聯網系統是否出現了極其嚴重的質量問題或者安全風險[3]。

3.2 運行流程設計

運行流傳的設計中，首先是針對基礎性數據的獲得，當然該過程要根據整個工業互聯網系統所完成的工作任務、取得的工作表現以及各類工業設施的運行參數整合，其次是實現針對所有數據的高效傳遞，在當前的工作中，5G 通信技術已經開始在互聯網系統內充分發揮其重要作用，那么就需要針對整個流程的運行過程和設計過程，充分研究各類信息的處理規范，對于遠距離的數據傳遞，還需要確保各類信息的傳遞精準度。最后是實現各類信息的傳遞和存儲，傳遞過程中通過人機交互界面，直接展示針對某類管理對象和管理方法能否真正發揮其應有作用，針對存儲過程直接借助數據庫完成任務。

3.3 功能模塊加入

功能模塊加入工作中，要分析工業互聯網技術的使用過程中，是否需要根據該系統的工作要求和運行方法，對所有功能進行適當修正，當此時針對主要功能模塊的加入方法和交流，需要根據現有工作方案構造。在功能模塊的分析過程，要根據該系統的側重點和運行要點在其中進行適當的配置。比如如果某系統著重于所有設備運行安全性的檢查，那么主要的功能模塊就是安全檢測系統以及相關的傳感器，如果某系統側重于商品質量的檢查，那么針對重量傳感器、光電傳感器、傳送帶速度傳感器等就成為了裝配重點。

3.4 信息處理設計

信息處理設計過程要根據已經構的技術方案進行配置，比如針對上文中提及的某類型商品重量傳感器體系，就需要實現針對重量信息和光電信息的封裝，之后按照數據單元封裝之后的體系對這類信息進行后期處理，所以可以說，在所有信息的處理過程，主要是根據該系統的運行方案和協調機制取得相關的參數，并且對這類參數的后期工作表現進行適當化的協調。

4 結論

綜上所述，基于工業互聯網技術的智能檢測系統設計過程中，主要的設計對象包括管理方法、管理機制以及其他的各類功能模塊。各類功能模塊的構造過程中，都需要實現針對信息交互系統的設計、信息處理信號的設計、功能模塊的科學投入等多項工作，從而使得該系統可處于安全運行狀態。