自動化設備數據采集系統的開發與應用

潘 輝

（深圳市深杰皓科技有限公司，廣東深圳 518000）

數據采集是企業信息管理系統的關鍵構成，尤其是針對制造企業來說，需要對生產設備工作狀況、產量等數據進行動態掌握，以便為生產決策和生產管理提供依據。隨著企業基礎數據類型、數量越來越多，需要引進自動化設備數據采集系統，提高數據采集能力，保障數據采集精準性、時效性、完整性，強化數據分析效率，減少人工數據處理引起的失誤、效率低下等問題。隨著信息技術、電子技術的高速發展，自動化設備數據采集系統開發和應用步驟在各行各業得到廣泛重視和關注，對于提高生產管理質量發揮了重要作用。

1 自動化設備數據采集系統優勢

信息時代，信息技術高速發展，企業經營生產中形成的數據信息量越來越大，數據采集、分析和處理工作是開展企業生產管理的重要依據。同時數據采集是數據信息管理的關鍵性基礎環節，可以通過數據采集，幫助企業了解設備運行狀態、生產產量等，以便為生產決策的優化提供數據支持[1]。在信息技術、電子技術、網絡技術、智能技術的支持下，自動化設備數據采集系統逐漸開發和廣泛應用，改變了以往人工數據錄入的缺陷，減少了人工操作的失誤、數據滯后等問題，有效提升了企業數據管理和生產水平。由此可見，自動化設備數據采集系統在各行各業發展中發揮了重要作用，應用前景較為廣闊，特別是在光纖制造、航海行業等受到加大的青睞。因此，為了進一步提高企業生產管理水平，需要認識到自動化設備數據采集系統的重要性，了解其優勢特點，掌握基本操作流程，分析其開發應用步驟，以便在企業信息管理中充分發揮其功能作用。圖1是一種在分布式智能邊緣計算技術基礎上形成的自動化數據采集方法與流程。

圖1 自動化數據采集方法和流程

1.1 完整記錄數據信息

相對于以往人工采集模式，自動化設備數據采集系統可以對更大范圍內的數據進行全面性采集，而且數據采集量更大，可以對不同類型的數據進行同步采集，并能構保障數據的完整性和準確性。同時，該系統在進行數據采集工作時的效率較高，可以對海量數據進行綜合性統計和分析，這是以往人工統計模式中難以達到的。

1.2 保障數據采集時效性

現代化企業生產管理中，往往需要掌握一些實時數據，如生產環境的溫度、設備壓強等，并對其動態變化進行跟蹤觀察和記錄，及時反饋給管理人員，以便為生產方案的調節和優化提供依據。使用自動化設備數據采集系統，可以實現對各類數據的及時性采集，實現對相關數據的動態、實時監控，特別是針對那些容易瞬間變化的數據進行精準抓取和采集，避免出現數據誤差問題，保障理論數據與實際數據的一致性，這樣可以為生產方案的優化提供依據，保障產品質量。

1.3 強化數據調控能力

在以往的數據采集模式時，數據采集流程較為復雜，包含下達采集指令、數據匯總分析、逐級上報等環節，耗時較長，難以對企業生產狀況進行及時反映，導致企業管理層難以實時掌控企業運營情況，對其管理決策帶來很大難度，也導致生產問題難以及時傳達到領導層，致使生產調整指令的下達存在嚴重的滯后性，不利于企業生產效率和質量的提升[2]。因此，需要引進自動化設備數據采集系統，可以對各類海量數據進行同步采集、匯總和分析，及時上報給領導層，方便其實施掌控企業生產狀況，為生產調整和優化提供科學依據，最大程度上提高企業生產效益。

1.4 拓展數據覆蓋范圍

自動化設備數據采集系統運行過程中，可以對更大范圍的數據進行高精度采集和匯總，并保障數據信息的準確性和時效性，為企業管理決策提供更加及時、準確、全面的信息依據，為企業長遠發展提供科學依據。

1.5 提高數據處理能力

自動化設備數據采集系統可以對各類數據進行高效性、快捷化采集并匯總，并能夠發揮其自身的功能優勢，對采集回來的數據進行高效性分析和處理，保障數據處理結果的精準性，從而減少數據信息管理成本，為企業管理提供更加針對性和精準性的數據，滿足企業數據需求，同時深度挖掘數據內在的可利用價值，為企業生產決策的判斷和分析提供依據。

2 自動化設備數據采集系統特點

2.1 自動化程度高

在企業信息數據管理工作中，應用該系統可以保障計劃任務的自動化完成，同時對設備參數的變化進行自動監控，開展智能化分析，從而自動調整生產計劃和任務，并向工作人員及時反饋錯誤信息，并全面記錄和匯總，為信息核對提供保障，充分體現其自動化管理監控特點。

2.2 工作效率好

該系統運行過程中，可以對數據進行高效采集和分析，節省工作時間，減少人員工作量，避免人工失誤引起的返工問題。同時還可以保障系統各個電子部件之間的相互協調、合作，共同完成生產任務。一旦出現突發狀況，就會自動采取應急措施進行處理，既可以提高工作效率，也可以減少工作損失。

2.3 開放性優勢

企業經營生產中，需要結合企業需求的不同，安裝各類軟件來滿足企業的多樣化功能需求。同時還可以允許其他電子系統加入進來，對原有系統進行適當的增減，從而減少運行費用，提高運行效益。還可以實現軟件再升級，滿足新的功能需求，從而滿足不同服務對象的不同功能需求，保障系統對不同生產方式的適應性，提高其可持續使用。

3 自動化設備數據采集系統的開發與應用步驟

在現代化工業生產發展歷程中，自動化設備數據采集系統應用范圍越來越廣泛，對于提高數據采集效率和質量發揮了重要作用，發展前景較為廣闊。在實際應用開發中，需要結合行業的不同，對其相關功能進行針對性開發和利用，保障設計方案的針對性和有效性，最大程度上發揮系統的功能作用。其中，為了實現對數據的快速采集和智能化處理，需要體現以下功能：可以支持人員移動辦公，從而實現無紙化操作，減少人為操作，增加數據處理便捷性；可以對數據進行快速查詢和處理，快速生成單據，并在短時間內轉換流程，體現數據處理的時效性；可以實現自動報警和智能報錯，保障數據處理質量。圖2為某航空數字化車間的自動化設備數據采集系統框架圖。

圖2 自動化設備數據采集系統框架圖

在進行具體的開發與應用過程中，需要按照如下步驟進行，從而保障其功能性。

3.1 開展行業調查

行業不同，其所需要的系統功能、設計要點存在很大的差異性，而且也需要不同的計算機組裝方式進行應用，尤其是需要結合具體行業的實際需求，進行針對性的軟件編程，其運算方式與路徑也有所差異。基于此，在進行系統開發和應用中需要開展全面的行業調查工作，對行業特征深入了解，并對其功能需求展開全面分析，從而明確需要采集的數據類型、特點等，制定針對性和適宜性的開發設計方案，使其功能特征與行業特點相契合，實現自動化設備數據采集系統功能設計的有效性和可行性，真正發揮其在生產制造中的優勢作用。

3.2 軟件系統開發

在進行軟件系統開發時，需要結合功能需求的差異性，對軟件開展針對性編寫，從而保障其功能適宜性和有效性，滿足實際生產管理中的功能需求。在數據庫接入環節，需要嚴格按照系統設備的功能特點，對通信協議、控制程序進行配套性設置，從而實現兩者的契合性和協調性。在對程序兼容性進行設計時，要注意不能影響系統運行的安全性，更加不要破壞其整體性，選擇的接入方式、數據庫形式等要符合系統運行需求。還要結合實際情況，引進適宜的軟件，實現對不同文件的有效性控制，從而確保數據信息的完整性和真實性。在軟件開發應用時，需要樹立前瞻性意識，為今后軟件升級和再開發做好準備，并開通相應的接口，從而滿足今后軟件升級需求。圖3為自動化設備數據采集系統的運行流程圖。

圖3 自動化數據采集軟件流程圖

3.3 硬件系統開發

硬件系統是數據采集系統的重要基礎，包含檢測設備、傳輸設備、處理單元等構成，同時還需要具備相應功能的主機，實現數據采集作業，以便在對數據進行采集的過程中可以對其同步記錄，實現數據采集的自動化與智能化，全面做好數據匯總工作。在此基礎上，可以相應地添減硬件設施的數量，既可以保障數據采集系統的實用功能，也可以減少運行成本，提高企業的綜合效益。例如，在具體開發應用中，可以把工業設備接入到工業物聯網網關，實現設備聯網；這樣工業物聯網網關可以對設備數據開展全面采集，將其傳輸到云端、服務器等進行存儲和分析；終端用戶可以從云端設備上獲取相關數據，即用戶在手機端獲取工廠監控視頻信息、數據信息等，也可以在現場監測屏幕上實時顯示設備生產數據。

3.4 控制與檢測環節

在系統運行過程中，需要保障數據采集的自動化，同時需要結合系統硬件功能特點，開展針對性分析和運算，實現數據單據的自動生成，并對其同步自動記錄和匯總，把最終結論傳輸到數據庫的對應位置，這樣可以為后續數據校準工作的開展奠定良好的基礎，為數據及時檢測、分析和處理創建條件。

4 結語

綜上所述，自動化設備數據采集系統在企業生產管理中發揮著越來越重要的作用，需要展開全面的行業調查，了解企業功能需求特點，從而對系統功能進行針對性設計和開發。同時需要對系統軟硬件進行優化設計，強化控制和檢測功能，保障其對企業數據進行及時、高效、準確的處理和分析，為企業生產運營決策的科學性制定提供精準的數據依據，為企業可持續發展提供輔助功能。由此可見，自動化設備數據采集系統具有良好的發展前景，并逐漸向智能化、科學化方向發展，尤其在石油、配電、市政、化工、電力、機械制造等行業發展中發揮著重要作用。