当前，物联网已成为全球新一轮科技革命与产业变革的重要驱动力。随着物联网技术的飞速发展，其应用也越来越多。物联网应用都是以数据为基石，需要采集物联网设备的数据来感知周围环境，帮助企业节省时间、能源和金钱。美信科技与某铝业龙头携手开展了一场物联网数据采集的先进试验，以工业物联网解决方案打造高性能、成本可控、可复制的数据采集平台，有效解决制造企业在开启智能运营能力建设过程中面临挑战和难题，助力传统制造企业实现智能工厂升级。　　

某大型铝业公司是中国最大的铝合金生产基地之一，是铝和铝合金产品领域的国家和行业标准制定者，在行业中有着很高的地位。当前，铝电解企业智能制造面临的最大的问题不仅是OT（即操作技术Operation Technology ）本身的问题，也不仅仅是IT和OT的结合问题，更是先进繁杂的新应用和新技术与生产现状的矛盾。在数字化转型的过程中，需要更加关注对数据价值的挖掘以及对物联网、大数据、人工智能等新技术的应用，迎接智造转型过程中的一系列挑战和难题：

１.系统复杂度日益增加，管理设备日益增多；　　

2.人工巡检费时费力，效果不佳，故障发现不及时；　　

3.故障诊断耗时，处理不及时，影响生产效率；　　

4.故障定位后，人工报修流程耗时长，报修后故障解决时间长；　　

5.没有整体设备运营的系统化报表，缺乏运维整体分析，无法为领导决策提供数据支撑；　　6.需要高效的工业物联网运维管理系统，以节约人力、快速解决问题、提升效率；　　

7.实现了国产化操作系统、国产化数据库、国产化服务器、国产化虚拟设备等一系列IT设备的国产化升级，但缺乏有效的统一监控解决方案。　　

美信科技通过对工厂数据进行数据清洗、数据梳理，并将采集及聚合的数据提供给用户，使其结合业务需求实现更高层级的数据再利用，以盘活数据、发挥数据的更大效能。美信工业物联网平台，以数据定义、数据采集、数据实例、数据第三方接口等功能，提升制造效率、改善产品质量，降低产品成本和资源消耗，优化运营，从而实现整体收益的提升。

以物联网数据采集助力智能工厂打造（场景一）　　

早上8点，像往常一样，某大型铝业公司信息化管理部张总（化名）准时走进办公室。他打开电脑，在生产管控一体化系统上打开运维管理平台界面，浏览集团的整体设备运营报表。

系统自动报警，旗下某厂某铝电解槽出了问题。铝电解槽在生产过程中一直受困于功耗及安全隐患的制约。其中，破损槽是电解安全生产的重大隐患，一旦发生槽破损，轻则停槽检修，重则影响整个生产流程。对于电解铝企业而言，安全生产是不可逾越的红线，也直接影响到企业的经济效益。张总根据告警提示第一时间找到了故障设备，迅速安排人员处理。　　随后，张总点击了这个铝电解槽的编码，开始检查设备台账。视图报表显示，该设备一个月前也出过问题。为什么短时间内会重复出问题？张总在思考：“下一步，最好检查下同类设备在其他厂的运行状况，然后分析评估是检修技术的问题还是设备采购的问题。”基于这些数据生成的分析报告，如果问题比较明显，张总将下达检查任务，进行安全风险主动预防。

“通过设备数据采集和分析，我们在很大程度上提升了安全风险的预控能力，每月至少能够有效预防几十项安全风险。同时，极大提升全员安全风险意识。”张总表示。

（编者注：美信科技帮助电解铝企业快速提升生产数据采集的技术，降低大数据使用门槛，通过电解槽槽控系统数据库等技术，成倍提高电解槽数据统计分析能力，并可全面提升电解槽数据运维管理效率。电解铝企业运作产生数据种类是非常多的，这也要求系统的数据统计和展现功能有着较高的需求，帮助企业更好、更加精准分析出数据信息。美信工业物联网平台报表和视图功能灵活性非常高，将数据在报表功能中进行统计分析，并直接展示在系统的首页，让管理者登录系统后能看到想要看到数据，总体提升管理效率。） 

（场景二）

信息化管理部专业工程师王凯（化名）的电脑自动显示出他的工作流程——第一项任务是8点半给所属某厂的铝电解槽作一次检查。王凯拿手持设备扫设备二维码后，液晶屏上显示出更具体的任务：测试温度、测试震动、观测设备的腐蚀和泄漏情况，并提示此处操作应注意高空抛物的风险。逐一落实各项检查后，仪器显示：温度异常。　　

于是，王凯在手持终端输入发现的问题。 随后，信息被即时推送给维修人员小李（化名）。接下来，小李在美信物联网管理平台上分析设备的这一故障。大数据会告诉他，设备到底出现了什么问题，接下来该怎么办。（编者注：电解铝生产现场环境复杂，高温、强磁、振动、多尘、腐蚀等恶劣环境较为常见，导致生产现场数据采集困难，数据链条不完整。进行传统的人工定期测温不仅工作量大，而且测量不及时、测温出现差错等，这些因素都造成不能及时准确地发现槽破损点，从而带来重大漏槽风险。运用物联网数据采集技术，针对告警问题、告警详情，形成告警事件；通过告警事件对工厂流程以及设备进行有效处理，对工厂的内、外部供应链进行系统、高效的整合和管理，将大大提高电解铝厂的运营效率和竞争力。）　　

在智能工厂的建设中，美信科技将物联数据采集技术应用于智能工厂转型升级，通过工业物联网实现对人员（权限管理）、机器（监控设备）、物（数据采集）、生产环境（监测和能耗）的互联互通链接和智能管理，有效降低生产成本、节能降耗、优化工艺流程，是由制造向智造的必然选择。　　

美信科技以物联网数据采集助力打造智能工厂，或可为制造企业智造转型提供可资借鉴的样本。

美信工业物联网解决方案

平台定位

多渠道数据采集平台（互通）:打通和融合内外部多样化、海量的多元数据；搭建监控大数据洞察分析体系，支持智能运营应用创新。

综合监控运维管理平台（服务）：利用差异化场景，满足不同类型客户的个性化监控需求;支持面向跨业态、跨内外部，支持数字化应用创新。

多管控模式监控平台（灵活）：根据不同管控需求，支持多种部署模式；搭建多层架构，实现敏捷管理，提升数字化能力建设水平。

平台价值　　

业务引领：对基础设施进行巡查、监测、预警、分析、评价、服务的全周期管理，解决业务综合管理难问题。

技术驱动：通过提供监控基础技术能力平台，支持高效搭建基础设施监控和运维管理的能力。

降本增效：通过灵活的部署模式和高性能的数据采集分析能力，整体降低资金成本。

总体架构设计 

 数据赋能物联未来 软件定义智能工厂

以数据项定义不同场景下的数据信息

（图上数据为模拟演示）

深度结合工业物联网，美信科技以软件定义智能工厂，做到人机互联、机物互联、机器与机器互联，将基础数据、现场数据以及管理数据，呈现在管理人员面前，看到这些数据就如同在工厂亲自办公。美信科技在物联数据采集、自研数据库等方面所展现出来的优异技术能力，格外受到客户的青睐。

以基于各种类型数据库和PLC的方式，进行数据采集

根据状态数据，进行表达式判断生成枚举数据，对基础数据、管理数据进行常规数学运算；根据时间范围、设备范围，计算平均值、最大值、最小值；设计实现复杂数学计算所需的算子，满足实际业务系统中需要实现的高级数学运算，以使采集的数据更好地适应客户环境。 

数据清洗、梳理、聚合及分享

平台可轻松实现多个业务系统之间的互连，实现各个系统之间信息和流程的共享和管理，优化多个业务系统的信息交互。可基于各种类型数据库和PLC采集的方式实现数据采集；可展示基于数据定义采集的数据实例；数据第三方接口可支持消息订阅，可通过kafka消息队列与第三方进行数据对接。　　

自主研发的“BigRiver”高性能物联网时序数据库

美信科技自研“BigRiver”高性能物联网时序数据库，专门针对分布式、大数据、监控指标体系复杂场景设计；采用动态分配计算资源模式；集key/value数据库、关系数据库、MQ于一体；方便移植，适用各类平台，支持国产化适配和快速部署。 

定向告警、告警优化

平台对各类设备提供准确预警和告警。告警通过短信、声音和界面颜色标识进行提示和发送；告警定向发送；告警策略设置避免网络不稳定等问题引起的误报；告警泛滥抑制避免过度报警；上下级告警依赖机制，上级设备告警，下级设备不再重复告警。 

历史数据分析，自动巡检，发现设备隐患

通过设备历史数据分析报告和图表，以及设备指标性能比较图表，发现性能异常的设备；通过告警数据分析，发现经常出现问题的设备或链路；定期自动执行设备巡检，并输出报告，及时发现异常指标。 　　全面提升监控效率 助力资源优化配置 　　为实现智能工厂的运用，推动智能工业的协同和标准化进程，美信科技以动态、灵活、可扩展的方式和面向服务的思想，整合现有各种分布式资源（设备、流程、数据等），优化资源配置，构建以监测业务为核心、统一的运维监测系统，实现对各类运维事件的全面采集、合理分析与及时处理，实现运行维护工作的智能化和高效率。

故障快速定位，对告警的管理对象和监测点进行实时过滤，实现快速故障定位和根源诊断。告警信息、网络拓扑、业务视图，都可直接故障定位；一键定位故障设备，并细化到具体指标；判断设备关联影响，定位问题根源。　　实现对数万设备的监控，并在云平台集中管理。专门针对运维监控大量数据写入需求设计的高性能数据库，结合以底层分布式架构分散监控负载，实现对数万设备的监控；监控数据存储和处理在TS端实现，只将状态数据和告警数据上传集中云端管理平台的独有方式，以最小的网络资源消耗实现在云平台上集中化管理所有设备。 　　提供多维度实时状态统计和历史数据分析图表，为领导决策提供数据依据。清晰展现产销流程，提高工厂生产过程的可控性，减少生产线上人工的干预，实时完整采集生产线数据。

全面提升资源链路监控效率，助力资源优化配置。提供设备资源链路使用情况的实时监控；提供网络配置文件的统一关联和监控；积累历史数据，提供多层面分析，发现IT资源瓶颈；多角度分析网络资源消耗，管理者可以判断哪些网络资源配置需要优化。 

通过对工厂生产系统设施进行巡查、监测、预警、分析、评价、服务的全周期管理，解决生产业务综合管理难问题。巡检频率可达分钟级至秒级，快速发现问题，快速发送告警；自动保障，无需人工干预，第一时间处理故障；一键即可快速定位所有故障点；自动响应，自动判断，无需过多经验即可判断故障；自动生成运维数据报表，无偏差，报表可视化程度高；自动测算，有效利用能源；通过风险阈值设置，提前发现风险。

随着数字化浪潮的推进，中国从制造大国向制造强国转变，作为工业物联网的基础，数据采集是重中之重，没有数据平台就是无源之水、无本之木。然而，目前的现状是很多边缘层数据却无法实现接入，不能进行大范围、深层次的数据采集，更无法构建工业物联网平台的数据基础。美信科技就将产品定位于构建工业物联网的边缘数据采集平台，要建立一个稳定、安全、完善的数据采集系统，形成统一的数据存储和数据库。未来，美信科技未来将把重点聚焦探索IT和OT融合的数据管理场景和应用，帮助制造企业构建精准的物联网解决方案 。