CN117290413A - 一种基于SaaS的工厂数实融合平台和集成方法 - Google Patents

一种基于SaaS的工厂数实融合平台和集成方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及数字化制造领域，尤其是涉及一种基于SaaS的工厂数实融合平台和集成方法，其平台包括工厂数据采集模块；工厂数据预处理模块，用于对所述原始数据进行清洗、转换和聚合，得到第一工厂数据集；工厂数据存储模块，用于根据所述第一工厂数据集的数据量和数据性质，存储所述第一工厂数据集至对应类型的工厂数据库；工厂数据分层模块，用于得到第二工厂数据集；工厂数据可视化模块，用于在多个终端中对所述第二工厂数据集进行可视化展示；工厂实时通信模块，用于建立所述多个终端之间和所述多个终端与工厂数据库之间的实时通信；工厂数据资产化模块以及工厂应用部署模块。本申请具有整合实时工厂数据并高效传输，以实现动态可视化的效果。

Description

一种基于SaaS的工厂数实融合平台和集成方法
技术领域
本申请涉及数字化制造领域，尤其是涉及一种基于SaaS的工厂数实融合平台和集成方法。
背景技术
相关技术中，虚拟工厂或可视化工厂主要侧重于对生产过程进行可视化展示，但是无法实现对生产数据的深入挖掘和分析，从而影响生产效率和质量管理。另一方面，传统BI（商业智能）和大数据应用主要集中在报表形式的应用上。它们通常会收集、整理和分析大量的企业数据，以生成各种报表供决策者参考。然而，这些报表往往是静态的、缺乏交互性，无法为用户提供实时的、动态的信息反馈。因此，传统BI和大数据应用在制造行业的实际应用效果并不理想。
发明内容
本申请的目的是提供一种基于SaaS的工厂数实融合平台和集成方法，以解决上述相关技术中存在的问题。
第一方面，本申请提供的一种基于SaaS的工厂数实融合平台采用如下的技术方案：
一种基于SaaS的工厂数实融合平台，包括：
工厂数据采集模块，用于实时采集真实工厂的原始数据；
工厂数据预处理模块，用于对所述原始数据进行清洗、转换和聚合，得到第一工厂数据集；
工厂数据存储模块，用于根据所述第一工厂数据集的数据量和数据性质，存储所述第一工厂数据集至对应类型的工厂数据库；
工厂数据分层模块，用于根据业务需求和预设的逻辑关系，对所述第一工厂数据集进行分层，得到第二工厂数据集；
工厂数据可视化模块，用于在多个终端中对所述第二工厂数据集进行可视化展示；
工厂实时通信模块，用于建立所述多个终端之间和所述多个终端与工厂数据库之间的实时通信；
工厂数据资产化模块，用于建立统一的工厂数据目录和工厂元数据管理***；
工厂应用部署模块，用于通过容器化技术，将前后端应用部署至工厂云服务器。
通过采用上述技术方案，得到的原始数据为实时数据，实时数据经过后续处理、实时传输后，能够为使用者提供实时的信息反馈；
得到的第一工厂数据集中的数据为有效整合后的数据，能够消除数据孤岛，继而提升进行数据分析时的全面性和准确性；
通过对工厂数据库进行分类，有效地提高了数据的读取速度；
通过对第一工厂数据集进行分层，便于用户根据自身需要，快速查询不同层次的工厂数据；
因原始数据是实时采集的，在终端中呈现给用户的数据也是实时的，便于用户根据实时数据进行精准决策；
通过建立所述多个终端与工厂数据库之间的实时通信，便于使用者及时查看获取到的实时数据，通过建立所述多个终端之间的实时通信，能够实现多个使用者同时查看实时数据，提高团队协作效率；
由工厂数据目录和工厂元数据管理***，能够实现对工厂数据资产的全生命周期进行管理；
将前后端应用部署至工厂云服务器，能够为使用者提供灵活、可扩展且高可用的工厂数据可视化服务。
可选的，所述原始数据通过数据管道进行传输；所述工厂数据预处理模块在数据管道中整合ETL工具或使用流计算框架，以对所述原始数据进行清洗、转换和聚合。
通过采用上述技术方案，数据管道能够以持续流模式运行，而非周期性触发，支持数实融合平台从不断生成数据的真实工厂中读取记录，并将它们以低延迟移动到工厂数据库中，提高了工厂数据传输的及时性和可靠性；同时，在数据管道中整合ETL工具或使用流计算框架，便于将真实工厂的三维画面作为视频流进行实时传输。
可选的，所述多个终端之间、所述多个终端与工厂数据库之间均使用WebRTC进行数据传输。
通过采用上述技术方案，由WebRTC代替现有技术中常用的WebGL，使用者无需额外插件，传输性能也不受浏览器和硬件性能限制，适用性强，支持DTLS和SRTP等加密协议，安全性高，能够保障工厂数据在传输过程中的安全以及跨平台兼容性，可实现在不同设备和操作***的浏览器上运行，也可以无需浏览器，将WebRTC集成到应用程序或嵌入式设备中。
可选的，所述工厂实时通信模块包括信令服务器和捕获子模块，通过所述信令服务器建立所述多个终端之间的WebRTC连接以及建立所述多个终端与工厂数据库之间的WebRTC连接，所述多个终端使用<video>标签展示接收到的第二工厂数据集；
所述捕获子模块用于捕获来自所述多个终端的输入事件，并通过WebRTCDataChannel转发所述输入事件至所述工厂数据库。
通过采用上述技术方案，由信令服务器和终端的<video>标签，能够实现高质量传输，尤其是工厂数据中的三维场景，能够在终端被高质量呈现；而通过捕获子模块，能够实现终端与工厂数据中的三维场景之间的实时交互。
可选的，所述工厂数据库的种类包括关系型工厂数据库、非关系型工厂数据库或时序工厂数据库，所述第二工厂数据集包括实时数据集、历史数据集和维度数据集。
通过采用上述技术方案，用户能够根据实际生产情况，选择合适类型的数据库，以及，根据需要方便地查询不同层次的数据。
可选的，所述工厂数据可视化模块为响应式设计，通过H5技术构建所述工厂数据可视化模块的前端应用并集成多种可视化组件。
通过采用上述技术方案，由响应式设计能够实现平台适配不同种类的终端设备，而由H5技术对多种可视化组件进行集成，能够使展示的工厂数据更加直观、动态。
可选的，所述工厂数据可视化模块还包括数据分析子模块和自动生成子模块，所述数据分析子模块用于根据第二工厂数据集进行数据挖掘和预测分析，得到第三工厂数据集，所述自动生成子模块用于根据所述第三工厂数据集，生成对应的仪表板、地图和/或图表。
通过采用上述技术方案，能够自动发现工厂数据中的各种数据的关联性和变化趋势，以对生产情况进行预测，为用户提供更高质量的决策支持，并采用仪表板、地图和/或图表等直观的可视化方式呈现给用户。
第二方面，本申请提供的工厂数实融合平台的集成方法采用如下的技术方案：
一种工厂数实融合平台的集成方法，应用于第一方面中的任一一种基于SaaS的工厂数实融合平台，包括：
采集真实工厂的原始数据；
对所述原始数据进行清洗、转换和聚合，得到第一工厂数据集；
根据所述第一工厂数据集的数据量和数据性质，存储所述第一工厂数据集至对应类型的工厂数据库；
根据业务需求和预设的逻辑关系，对所述第一工厂数据集进行分层，得到第二工厂数据集；
在多个终端中对所述第二工厂数据集进行可视化展示；
建立所述多个终端之间和所述多个终端与工厂数据库之间的实时通信；
建立统一的工厂数据目录和工厂元数据管理***；
通过容器化技术，将前后端应用部署至工厂云服务器。
通过采用上述技术方案，能够将真实工厂中的实时数据，集成至对应的工厂SaaS云平台，以实现更智能、更实时的数据分析和可视化工具，提高生产效率和优化质量管理。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
对工厂中的实时数据进行有效整合和挖掘，并以动态可交互的形式展示给使用者，实现了对工厂数据资产进行有效的组织和应用；
得到的原始数据为实时数据，实时数据经过后续处理、实时传输后，能够为使用者提供实时的信息反馈；
得到的第一工厂数据集中的数据为有效整合后的数据，能够消除数据孤岛，继而提升进行数据分析时的全面性和准确性；
通过对工厂数据库进行分类，有效地提高了数据的读取速度；
通过对第一工厂数据集进行分层，便于用户根据自身需要，快速查询不同层次的工厂数据；
通过建立所述多个终端与工厂数据库之间的实时通信，便于使用者及时查看获取到的实时数据，通过建立所述多个终端之间的实时通信，能够实现多个使用者同时查看实时数据，提高团队协作效率；
由工厂数据目录和工厂元数据管理***，能够实现对工厂数据资产的全生命周期进行管理；
将前后端应用部署至工厂云服务器，能够为使用者提供灵活、可扩展且高可用的工厂数据可视化服务。
附图说明
图1是本申请中基于SaaS的工厂数实融合平台的实施例的结构框图；
图2是本申请中工厂数据SaaS平台的集成方法的流程示意图。
具体实施方式
以下结合图1-图2，对本申请作进一步详细说明。
本申请公开一种基于SaaS的工厂数实融合平台的实施例，参照图1，包括：
工厂数据采集模块，用于实时采集真实工厂的原始数据，本实施例中，所述原始数据通过数据管道进行传输，其中，可以通过真实工厂内的工业摄像机、传感器等采集设备进行实时采集；
采用本实施方式，得到的原始数据为实时数据，实时数据经过后续处理、实时传输后，能够为使用者提供实时的信息反馈，而数据管道能够以持续流模式运行，而非周期性触发，支持数实融合平台从不断生成数据的真实工厂中读取记录，并将它们以低延迟移动到工厂数据库中，提高了工厂数据传输的及时性和可靠性，当然，还可以采用数据统一网关技术实现数据的统一管理和访问。
工厂数据预处理模块，用于对所述原始数据进行清洗、转换和聚合，得到第一工厂数据集，本实施例中，所述工厂数据预处理模块在数据管道中整合ETL工具或使用流计算框架，以对所述原始数据进行清洗、转换和聚合；
采用本实施方式，得到的第一工厂数据集中的数据为有效整合后的数据，能够消除数据孤岛，继而提升进行数据分析时的全面性和准确性，同时，通过在数据管道中整合ETL工具或使用流计算框架，便于将真实工厂的三维画面作为视频流进行实时传输。
工厂数据存储模块，用于根据所述第一工厂数据集的数据量和数据性质，存储所述第一工厂数据集至对应类型的工厂数据库，本实施例中，工厂数据库的种类包括关系型工厂数据库、非关系型工厂数据库或时序工厂数据库；
采用本实施方式，通过对工厂数据库进行分类，有效地提高了数据的读取速度，并且，用户能够根据实际生产情况，选择合适类型的数据库。
工厂数据分层模块，用于根据业务需求和预设的逻辑关系，对所述第一工厂数据集进行分层，得到第二工厂数据集，本实施例中，所述第二工厂数据集包括实时数据集、历史数据集和维度数据集；
采用本实施方式，便于用户根据自身需要，快速查询不同层次的工厂数据。
工厂数据可视化模块，用于在多个终端中对所述第二工厂数据集进行可视化展示，本实施例中，所述工厂数据可视化模块为响应式设计，通过H5技术构建所述工厂数据可视化模块的前端应用并集成多种可视化组件，同时，所述工厂数据可视化模块还包括数据分析子模块和自动生成子模块，所述数据分析子模块用于根据第二工厂数据集进行数据挖掘和预测分析，得到第三工厂数据集，所述自动生成子模块用于根据所述第三工厂数据集，生成对应的仪表板、地图和/或图表；
采用本实施方式，因原始数据是实时采集的，在终端中呈现给用户的数据也是实时的，便于用户根据实时数据进行精准决策，并且由响应式设计能够实现平台适配不同种类的终端设备，而由H5技术对多种可视化组件进行集成，能够使展示的工厂数据更加直观、动态；另外，通过数据分析子模块和自动生成子模块，能够自动发现工厂数据中的各种数据的关联性和变化趋势，以对生产情况进行预测，为用户提供更高质量的决策支持，并采用仪表板、地图和/或图表等直观的可视化方式呈现给用户。
工厂实时通信模块，用于建立所述多个终端之间和所述多个终端与工厂数据库之间的实时通信，本实施例中，所述多个终端之间、所述多个终端与工厂数据库之间均使用WebRTC进行数据传输，并且，所述工厂实时通信模块包括信令服务器和捕获子模块，通过所述信令服务器建立所述多个终端之间的WebRTC连接以及建立所述多个终端与工厂数据库之间的WebRTC连接，所述多个终端使用<video>标签展示接收到的第二工厂数据集，所述捕获子模块用于捕获来自所述多个终端的输入事件，并通过WebRTC DataChannel转发所述输入事件至所述工厂数据库；
采用本实施方式，通过建立所述多个终端与工厂数据库之间的实时通信，便于使用者及时查看获取到的实时数据，通过建立所述多个终端之间的实时通信，能够实现多个使用者同时查看实时数据，提高团队协作效率；
并且，由WebRTC代替现有技术中常用的WebGL，使用者无需额外插件，传输性能也不受浏览器和硬件性能限制，适用性强，支持DTLS和SRTP等加密协议，安全性高，能够保障工厂数据在传输过程中的安全以及跨平台兼容性，可实现在不同设备和操作***的浏览器上运行，也可以无需浏览器，将WebRTC集成到应用程序或嵌入式设备中；
同时，由信令服务器和终端的<video>标签，能够实现高质量传输，尤其是工厂数据中的三维场景，能够在终端被高质量呈现；而通过捕获子模块，能够实现终端与工厂数据中的三维场景之间的实时交互。
工厂数据资产化模块，用于建立统一的工厂数据目录和工厂元数据管理***；
采用本实施方式，能够实现对工厂数据资产的全生命周期进行管理，通过工厂数据目录和工厂元数据管理***中的权限控制、版本管理等功能，实现了保证工厂数据的安全性、完整性和一致性。
工厂应用部署模块，用于通过容器化技术，将前后端应用部署至工厂云服务器；
采用本实施方式，能够为用户提供灵活、可扩展且高可用的数据可视化服务。
本申请实施例的实施原理为：
通过真实工厂内的工业摄像机、传感器等采集设备，实时采集采集真实工厂的原始数据，并使用数据管传输原始数据，以实现工厂数据的实时采集和实时传输，继而缩短时间延迟，提高决策效率；
在数据管道中整合ETL工具或使用流计算框架，对所述原始数据进行清洗、转换和聚合，得到第一工厂数据集，将来自不同***、设备和格式的数据进行有效整合，避免数据孤岛现象；
根据所述第一工厂数据集的数据量和数据性质，存储所述第一工厂数据集至对应关系型工厂数据库、非关系型工厂数据库或时序工厂数据库，有效地提高了数据的读取速度；
根据业务需求和预设的逻辑关系，对所述第一工厂数据集进行分层，得到包括实时数据集、历史数据集和维度数据集的第二工厂数据集，便于快速查询不同层次的工厂数据；
通过H5技术构建响应式工厂数据可视化模块的前端应用并集成多种可视化组件，并设置通过H5技术构建所述工厂数据可视化模块的前端应用并集成多种可视化组件对第二工厂数据集进行数据挖掘和预测分析，得到第三工厂数据集，由自动生成子模块用于根据所述第三工厂数据集，生成对应的仪表板、地图和/或图表，为用户提供更高质量的决策支持和更加直观的可视化感受；
通过信令服务器，建立所述多个终端之间和所述多个终端与工厂数据库之间的WebRTC实时通信，在多个终端使用<video>标签展示接收到的第二工厂数据集，同时捕获来自所述多个终端的输入事件，并通过WebRTC DataChannel转发所述输入事件至所述工厂数据库，最终实现多个终端与工厂数据库之间的实时通信，以及终端与工厂数据中的三维场景之间的实时交互；
建立统一的工厂数据目录和工厂元数据管理***，通过工厂数据目录和工厂元数据管理***中的权限控制、版本管理等功能，实现了保证工厂数据的安全性、完整性和一致性；
通过容器化技术，将前后端应用部署至工厂云服务器，用户提供灵活、可扩展且高可用的数据可视化服务。
因此，对比相关技术，本实施例包括以下有益技术效果：
通过数据管道和WebRTC通信，快速整合来自不同***、设备和格式的实时工厂数据，提高了工厂数据的实时性，而对这些实时性更高的工厂数据进行数据挖掘和数据分析，能够在庞杂的数据中获取工厂数据资产，通过WebRTC通信实时传输至对应的终端进行可视化，为用户提供更高质量的决策支持，并采用仪表板、地图和/或图表等直观的可视化方式动态呈现给用户，用户在任一一种终端上均可与工厂数据中的三维场景之间的实时交互，也能够实现多个使用者同时查看实时数据，提高团队协作效率，继而对制造数据资产进行有效的组织和应用。
本申请还公开一种工厂数据SaaS平台的集成方法的实施方式，参照图2，应用于上述的基于SaaS的工厂数实融合平台实施例，包括：
S101、工厂数据采集，具体为采集真实工厂的原始数据；
S102、工厂数据预处理，具体为对所述原始数据进行清洗、转换和聚合，得到第一工厂数据集；
S103、工厂数据存储，具体为根据所述第一工厂数据集的数据量和数据性质，存储所述第一工厂数据集至对应类型的工厂数据库；
S104、工厂数据分层，具体为根据业务需求和预设的逻辑关系，对所述第一工厂数据集进行分层，得到第二工厂数据集；
S105、工厂数据可视化，具体为在多个终端中对所述第二工厂数据集进行可视化展示；
S106、实时通信，具体为建立所述多个终端之间和所述多个终端与工厂数据库之间的实时通信；
S107、工厂数据资产化管理，具体为建立统一的工厂数据目录和工厂元数据管理***；
S108、应用部署，具体为通过容器化技术，将前后端应用部署至工厂云服务器。
通过采用上述技术方案，能够将真实工厂中的实时数据，集成至对应的工厂SaaS云平台，以实现更智能、更实时的数据分析和可视化工具，提高生产效率和优化质量管理。
本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于SaaS的工厂数实融合平台，其特征在于，包括：
工厂数据采集模块，用于实时采集真实工厂的原始数据；
工厂数据预处理模块，用于对所述原始数据进行清洗、转换和聚合，得到第一工厂数据集；
工厂数据存储模块，用于根据所述第一工厂数据集的数据量和数据性质，存储所述第一工厂数据集至对应类型的工厂数据库；
工厂数据分层模块，用于根据业务需求和预设的逻辑关系，对所述第一工厂数据集进行分层，得到第二工厂数据集；
工厂数据可视化模块，用于在多个终端中对所述第二工厂数据集进行可视化展示；
工厂实时通信模块，用于建立所述多个终端之间和所述多个终端与工厂数据库之间的实时通信；
工厂数据资产化模块，用于建立统一的工厂数据目录和工厂元数据管理***；
工厂应用部署模块，用于通过容器化技术，将前后端应用部署至工厂云服务器。
2.根据权利要求1所述的一种基于SaaS的工厂数实融合平台，其特征在于：
所述原始数据通过数据管道进行传输；所述工厂数据预处理模块在数据管道中整合ETL工具或使用流计算框架，以对所述原始数据进行清洗、转换和聚合。
3.根据权利要求2所述的一种基于SaaS的工厂数实融合平台，其特征在于：
所述多个终端之间、所述多个终端与工厂数据库之间均使用WebRTC进行数据传输。
4.根据权利要求3所述的一种基于SaaS的工厂数实融合平台，其特征在于：
所述工厂实时通信模块包括信令服务器和捕获子模块，通过所述信令服务器建立所述多个终端之间的WebRTC连接以及建立所述多个终端与工厂数据库之间的WebRTC连接，所述多个终端使用<video>标签展示接收到的第二工厂数据集；
所述捕获子模块用于捕获来自所述多个终端的输入事件，并通过WebRTC DataChannel转发所述输入事件至所述工厂数据库。
5.根据权利要求1所述的一种基于SaaS的工厂数实融合平台，其特征在于：
所述工厂数据库的种类包括关系型工厂数据库、非关系型工厂数据库或时序工厂数据库，所述第二工厂数据集包括实时数据集、历史数据集和维度数据集。
6.根据权利要求1所述的一种基于SaaS的工厂数实融合平台，其特征在于：
所述工厂数据可视化模块为响应式设计，通过H5技术构建所述工厂数据可视化模块的前端应用并集成多种可视化组件。
7.根据权利要求1所述的一种基于SaaS的工厂数实融合平台，其特征在于：
所述工厂数据可视化模块还包括数据分析子模块和自动生成子模块，所述数据分析子模块用于根据第二工厂数据集进行数据挖掘和预测分析，得到第三工厂数据集，所述自动生成子模块用于根据所述第三工厂数据集，生成对应的仪表板、地图和/或图表。
8.一种工厂数实融合平台的集成方法，应用于权利要求1-7中的任一一种基于SaaS的工厂数实融合平台，其特征在于，包括：
采集真实工厂的原始数据；
对所述原始数据进行清洗、转换和聚合，得到第一工厂数据集；
根据所述第一工厂数据集的数据量和数据性质，存储所述第一工厂数据集至对应类型的工厂数据库；
根据业务需求和预设的逻辑关系，对所述第一工厂数据集进行分层，得到第二工厂数据集；
在多个终端中对所述第二工厂数据集进行可视化展示；
建立所述多个终端之间和所述多个终端与工厂数据库之间的实时通信；
建立统一的工厂数据目录和工厂元数据管理***；
通过容器化技术，将前后端应用部署至工厂云服务器。
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