CN107590198A - 一种工业物联网的数据可视化管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种工业物联网的数据可视化管理方法，首先，数据集成模块采集分散在不同系统中相互独立的数据，并集中存储；其次，数据建模模块对数据进行建模，建立数据之间的关联关系，使得相互独立的数据转变为相互关联的数据；最后基于建立关联关系后的数据，视觉设计模块通过用户自定义配置创建可视化数据分析视图，并通过展示平台模块进行展示。本发明方法提高了工厂生产数据采集、数据集成汇总、数据统计分析的便捷性和时效性，协助企业管理决策。

Description

一种工业物联网的数据可视化管理方法

技术领域

本发明涉及数据分析与可视化技术领域，尤其涉及一种工业物联网的数据可视化管理方法。

背景技术

随着互联网和人工智能技术的不断发展，企业都建立了基础的信息化应用系统，经过长时间的积累存储了大量的业务数据，企业迫切需求对历史及实时业务数据进行统计分析与实时展示、智能挖掘以此来指导企业生产经营和管理决策。

随着数据分析统计与可视化技术的发展，企业基础信息化应用系统中集成了大量的可视化信息图表。一般情况下，企业查询一个产品的生产进度、质量状况、采购订单、销售配送等数据时，要分别登陆各自的专业系统取得各自的数据，然后将这些数据再进行人工汇总或输出单个可视化报表，才能得出该产品的分析结果。所以以往的这种方式存在以下这些缺点：

1.过程漫长且耗力、耗时；

2.报表太多，无法关注重点，选择灵活性差；

3.维度单一，无关联性，不能给管理者全面、可靠的分析结果；

4.不能及时响应企业实际生成过程中的异常；

5.无法将生产实时信息与历史分析数据有机结合；

以上几个缺点，导致分析结果出来时已经失去了数据分析与可视化的应用价值，无法给企业生产经营与管理提供有效的数据支撑，使企业蒙受经济损失。

发明内容

本发明为克服上述的不足之处，目的在于提供一种工业物联网的数据可视化管理方法，提高了工厂生产数据采集、数据集成汇总、数据统计分析的便捷性和时效性，协助企业管理决策。

本发明是通过以下技术方案达到上述目的：一种工业物联网的数据可视化管理方法，包括如下步骤：

(1)数据集成模块采集分散在不同系统中相互独立的数据，并集中存储；

(2)数据建模模块对数据进行建模，建立数据之间的关联关系，使得相互独立的数据转变为相互关联的数据；

(3)基于建立关联关系后的数据，视觉设计模块通过用户自定义配置创建可视化数据分析视图，并通过展示平台模块进行展示。

作为优选，所述的数据集成模块可自定义数据采集类型，负责把不同来源、格式、类型的数据在逻辑上或物理上有机地集成，用户可通过自定义数据来源、数据格式、数据类型、算法将分布在各系统中的数据进行集中存储。

作为优选，所述建立数据关联关系过程中，数据建模模块构建业务数据模型、2D与3D数据维度模型、数据关联类型，用户可通过自定义数据关联类型，模型种类、数据维度，可实现数据模型的自由组合关联关系。

作为优选，所述的视觉设计模块支持创建自定义、可配置的可视化数据分析视图，其中，数据分析视图类型包括2D平面图、3D效果图、柱状图、曲线图、饼图、拟合图、雷达图。

作为优选，所述在展示平台模块进行展示时，可自定义展示界面布局，支持视图的组合展示，用户可通过自由切换界面布局、展示模式，自由拖拽、添加、移除视图来定制个人预案，满足企业不同角色、不同业务场景下的可视化分析及动态展示的需求。

作为优选，所述在步骤(3)中，视觉设计模块还可创建可视化数据分析报表或者可视化数据动画。

本发明的有益效果在于：(1)本发明可自定义数据采集类型、自定义数据模型、自定义数据视图类型、自定义关联关系及自定义展示的布，在工业物联网数据分析、决策过程中，本发明能快速、准确集成来自第三方数据、工厂自有生产管理系统的数据、客户端发送的数据，更灵活、人性化的组织分析生产经营的业务数据，并能以视图、报表、动画的方式直观呈现效果；(2)本发明可帮助生产管理者及时发现“生产计划”与“实际产出”间的差异，快速定位执行过程中引发差异的原因，自动生成管理决策计划，准确、快速的指导工厂生产，并进行提升改进。

附图说明

图1是本发明的架构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：

实施例：如图1所示，一种工业物联网的数据可视化管理方法，主要基于数据集成模块、数据建模模块、视图设计模块及展示平台模块实现，包括如下步骤：

(1)数据集成模块将各种分散在不同系统中相互独立的数据进行采集并集中存储；数据集成模块负责把不同来源、格式、类型的数据在逻辑上或物理上有机地集成，从而为工厂提供全面的数据共享。所述数据集成模块具有自定义数据采集功能，能接受来自第三方的数据。用户通过自定义数据来源、数据格式、数据类型、算法等，高效、快速的将分布在各系统中的数据进行集中存储。

(2)数据建模模块对存储的相互独立的数据进行数据建模，建立关联关系，从而使各系统中相互独立的数据变为相互关联的数据；所述数据建模模块负责构建业务数据模型、2D与3D数据维度模型、数据关联类型，用户通过自定义数据关联类型，模型种类、数据维度等，可实现数据模型的自由组合关联关系。

(3)该建立关联关系后的数据在视图设计模块中通过用户自定义配置创建可视化数据分析图形或者报表，然后通过展示平台模块进行展示。

视图设计模块负责创建自定义、可配置的数据分析视图，可具有自定义工厂2D平面图、3D效果图、柱状图、曲线图、饼图、拟合图、雷达图等功能。同样，视图设计模块也可以自定义创建数据分析报表或者动画来展示。展示平台模块实现数据可视化分析视图、监控设备采集视图等的组合展示；而且能完成数据分析视图的自由组合，用户可以自由切换界面布局、展示模式，自由拖拽、添加、移除视图来定制个人预案，满足企业不同角色、不同业务场景下的可视化分析及动态展示的需求。

将本发明应用到某物联网工厂生产指挥调度系统中，如下所示：

该生产调度指挥系统采用数据集成模块将生产进度模块、质量管理模块、订单模块、能耗监测模块、工厂设备布局图、视频监控、生产异常管理模块等进行数据集中存储，通过自定义和管理各类数据单元的集成属性和规则，在保持原有信息化系统及设备的情况下，采用第三方数据采集、客户端采集、移动终端采集等多种采集方式实现数据采集，为上层数据建模、数据分析及图形展示提供数据。在数据建模模块中按照不同业务、不同位置以及相关关联关系规则形成该工厂生产指挥调度业务模型，包括异常响应模型、设备运行分析模型、库存周转分析模型、能耗分析模型、物流监控模型、质量监控模型等，同时利用建立的关联关系规则实现厂区、车间、设备三个层级之间的数据切换。使用视图设计模块自定义组件配置，生成工厂采购、设备加工、物料库存、销售发货、能源消耗、质量检测、视频监控、人员关键绩效指标等各种类型的可视化数据视图。通过展示平台模块，按照生产调度及管理人员实际需要，将数据视图进行自定义组合布局，以图形化、多维度的方式直观呈现，满足不同角色、不同业务场景下生产调度、会议分析的数据需求。最终为公司安全生产和科学调度提供有力的数据支持。

例如：在本系统的设备运行分析模型中，通过工厂平面布局图绘制出3D效果视图，集成工厂重点设备生产运行数据，分析显示各设备的生产工艺流程图、设备上下游物料的使用量及各设备的生产进度、产量、合格率、设备利用率等。

通过鼠标单击或双击，实现设备、车间、厂区三层级别的布局图切换，同时周围图表跟随联动，显示该级别的相关生产数据。在设备布局图上，如果某设备出现故障，这会以红色闪烁显示以示警示，鼠标单击该设备，则显示该设备相关生产信息，同时在异常事件管理区域显示该设备的相关异常详细信息，同时能直观反映给生产管理者，快速定位异常原因及责任人，及时响应、解决问题，减少生产事故发生，保障顺利生产。

在视频监控分析模型中，设备生产发生故障时，在设备布局图上直观显示故障报警的同时，相应的负责监控的视频会自动弹出到展示平台模块相应区域；用户主动鼠标点击设备，相应的监控视频也会显示到展示平台模块相应区域。

同时本发明也应用于企业高层领导远程会议分析、客户参观等场景，给企业带来实质性效益，同时彰显企业技术实力。

综上所述，基于本发明可自定义数据采集类型、自定义数据模型、自定义数据视图类型、自定义关联关系及自定义展示的布局。在工业物联网数据分析、决策过程中，本发明能快速、准确集成来自第三方数据、工厂自有生产管理系统的数据、客户端发送的数据，更灵活、人性化的组织分析生产经营的业务数据，并能以报表、动画的方式直观呈现效果。通过简洁的交互，能快速定位工厂、车间、设备各个层级的位置，并利用本发明提供的数据建模模块建立关联关系，形成工厂物联网效果图与生产数据图表之间的联动。对工厂生产经营的关键业绩指标，如：设备加工进度、产品生产质量、设备生产效率、生产加工异常事件、仓库库存周转率等生产过程控制流程进行监控跟踪和比对；对订单进度、发货进度、物料超领情况、质量缺陷、设备运行状态和仓库库存量等指标进行实时动态监控和实时报警。本发明帮助生产管理者及时发现“生产计划”与“实际产出”间的差异，快速定位执行过程中引发差异的原因，自动生成管理决策计划，准确、快速的指导工厂生产，并进行提升改进。

以上的所述乃是本发明的具体实施例及所运用的技术原理，若依本发明的构想所作的改变，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，仍应属本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种工业物联网的数据可视化管理方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)数据集成模块采集分散在不同系统中相互独立的数据，并集中存储；

(2)数据建模模块对数据进行建模，建立数据之间的关联关系，使得相互独立的数据转变为相互关联的数据；

(3)基于建立关联关系后的数据，视觉设计模块通过用户自定义配置创建可视化数据分析视图，并通过展示平台模块进行展示。

2.根据权利要求1所述的一种工业物联网的数据可视化管理方法，其特征在于：所述的数据集成模块可自定义数据采集类型，负责把不同来源、格式、类型的数据在逻辑上或物理上有机地集成，用户可通过自定义数据来源、数据格式、数据类型、算法将分布在各系统中的数据进行集中存储。

3.根据权利要求1所述的一种工业物联网的数据可视化管理方法，其特征在于：所述建立数据关联关系过程中，数据建模模块构建业务数据模型、2D与3D数据维度模型、数据关联类型，用户可通过自定义数据关联类型，模型种类、数据维度，可实现数据模型的自由组合关联关系。

4.根据权利要求1所述的一种工业物联网的数据可视化管理方法，其特征在于：所述的视觉设计模块支持创建自定义、可配置的可视化数据分析视图，其中，数据分析视图类型包括2D平面图、3D效果图、柱状图、曲线图、饼图、拟合图、雷达图。

5.根据权利要求1所述的一种工业物联网的数据可视化管理方法，其特征在于：所述在展示平台模块进行展示时，可自定义展示界面布局，支持视图的组合展示，用户可通过自由切换界面布局、展示模式，自由拖拽、添加、移除视图来定制个人预案，满足企业不同角色、不同业务场景下的可视化分析及动态展示的需求。

6.根据权利要求1所述的一种工业物联网的数据可视化管理方法，其特征在于：所述在步骤(3)中，视觉设计模块还可创建可视化数据分析报表或者可视化数据动画。