工業設備數據采集是任何行業數據透明，智慧工廠、數據透明工廠的基礎，現在已經進入大數據時代，無論是我們息息相關的購物，出行甚至在工業領域也開啟了大數據物聯網，因此，我們隊數據控制正確，分析準確，就可以很好地預測控制市場，對企業成長至關重要。制造行業企業在生產產品時，為了確保生產過程的穩定性、性，需要在生產過程中實時收集和監控相關數據，達到設備運轉的透明化監控。接下來我們詳細的講一下工業設備數據采集的重要性。

1.工業設備數據采集的意義

我們知道現代制造業將生產性、產品質量穩定性、產品成本把控性等作為考驗企業制造能力和水平的主要指標，但是隨著企業規模的不斷擴大、技術創新的不斷深度和市場競爭的不斷加劇，具有多源異質性、形態多樣性、復雜多變等特征的工廠車間制造流程信息數據急速龐大，傳統的企業的人員管理系統不能準確的適應生產過程的多變、信息數據泛濫的車間制造流程，尤其是包含生產設備和工位人員的車間設備層。

工業設備數據采集系統的進化使命是管理車間數據，目前制造企業的經營信息系統都以自身的復雜性為基礎，設備制造現場作為重要的數據信息來源，存在著大量的雜亂、重復、不完整、異構的信息，為了克服它們之間存在的信息交互差距，對工廠制造過程生產設備數據采集和分析集成要求更高，因此需要提高工廠制造過程的集成性和企業信息系統的交互性。所以，生產設備數據采集和集成是目前企業實施智能化改造的重要需求，必須在制造過程中準確數據采集和有效集成各種各樣的數據信息，以便在制造過程中及時準確地了解工廠動態信息，從而為提高生產效率和提高制造資源利用率提供支持。

2.工業設備數據采集的合適方式

車間工業設備制造流程中的數據采集和集成的目的是以合理的方法將準確的數據信息傳遞精準給需要的系統或員工，以便他們做出正確的操作或任務。所以，可以根據特定要求選擇的數據收集方法。數據信息的采集的核心是包含物理相關接口(連接方式)和數據相關接口(數據的邏輯運算OEE)的接口，數據收集和合并過程是將具有源數據模式的源數據映射(或轉換)到具有目標數據模式的目標數據，然后以不同形式在其他系統(或人員)中顯示分析和處理的信息的過程。

設備數據采集系統在數據信息實現過程中，設備數據采集的理想方法是通過數字生產設備或系統的接口直接集成數據信息。對于無法直接獲取的數據信息，可以使用附加傳感器收集。其他數據信息可以通過人機交互，根據生產過程的情況，在生產過程中由人適當處理，人工收集。

目前設備數據采集系統在中國應用于各行各業，如汽車行業，注塑行業，電子器具行業等，這些行業有個明顯的特征就是都屬于離散型行業，他們更執著于基礎數據，只有從基礎做起，利用完整的設備和人員數據，對數據進行分析，簡化工作流程，降低成本，終來抵抗客戶的特殊需求和同行業對手的競爭。

工業數據采集現狀及方式

一、工業數據采集技術的意義

制造業是我國國民經濟的支柱產業，也是推動工業化的原動力，現代制造業已經并且正在深刻地改變著人們的生產方式、生活方式甚至社會文化。全球經濟一體化的趨勢愈演愈烈，國際競爭不斷加劇，制造業的發展必須不斷提高在質量保障、品種多樣化、快速設計制造、快速檢測響應以及快速重組等方面的要求。于是，“以信息化帶動工業化，以工業化促進信息化”被提到了前所未有的高度、深度和廣度。

二、工業數據采集的方案

工業數據采集的結構是按照美國AMR(Advanced Manufacturing Research)所提出的，即ERP(Enterprise Resources Planning,企業資源規劃)/MES(Manufacturing Execution System,制造執行系統)/PCS(Process Control System,過程控制系統)三層結構

其中MES是一個常駐工廠層的信息系統，介于企業領導層的計劃系統與生產過程的直接工業控制系統之間，它以當前視角向操作人員、管理人員提供生產過程的全部資源(人、設備、材料、工具和客戶要求)的數據和信息，其著重點是將信息技術運用于改善制造過程。

而作為MES中低層的數據采集功能，可以實現對生產現場各種數據的收集、整理工作，是進行物料跟蹤、生產計劃、產品歷史記錄維護以及其它生產管理的基礎。它可以為企業中其他例如ERP等管理信息系統提供實時數據。另一方面，MES也要從其它管理系統中獲取相關的數據以保證MES自身正常運行。因此要滿足MES快速、實時的要求，作為各種功能模塊運行基礎的數據就顯得十分重要。一個迅速而可靠的數據采集系統是整個MES能夠正常穩定工作的有力保證。

三、工業數據采集的現狀

作為車間底層的數據采集系統，在企業實際生產過程中卻存在著許多困難，尤其是在離散企業中由于自動化程度較低，往往存在著以下特點：

生產過程不可視：主要體現在不能實時了解生產現場中在制品、人員、設備、物料等制造資源和加工任務狀態的動態變化。

生產過程復雜性：由于產品結構和加工工藝的復雜性，造成生產過程中各制造過程的關聯性強，生產環境復雜多變(臨時插單、材料短缺等)。

制造過程信息集成度低：制造過程中的各種信息不能有效進行集成，導致產能不能得到充分利用。

信息不能有效與上層管理系統進行集成：這種隔斷造成生產過程不透明，生產進度、在制品狀況、設備利用狀況等關鍵數據不能到達管理層，增加了過程管理和生產決策的復雜性。

制造過程信息的真實性差：現場數據信息過多依賴人機交互界面通過人工錄入，增加了出錯的機率。

制造過程信息的實時性低：作業任務隨市場需求的頻繁調整變化，不利于制造過程信息的實時采集，再加上制造過程信息交互的速度和效率低下，造成企業對市場變化的響應速度慢。

企業設計層和管理層到車間層特別是車間設備層的信息采集困難，一方面車間設備層的重要信息難于采集和上傳，無法達到對生產過程的監控。另一方面上層系統難以深入到車間和設備層，從而影響管理信息系統的準確運行，使動態信息成為脫離實際的無源之水難于及時下達，從而使整個企業信息化難以產生更大的效益。

上述特點反映了制造車間迫切需要對制造過程進行信息化的數據采集管理，從而建立一個完整的離散制造車間數據采集及其分析處理系統是實現離散車間信息化的基礎。數據采集及其分析處理系統的主要功能就是將車間的各種離散數據完整實時的采集到車間數據庫中，并進行初步的分析處理，將車間生產的信息實時準確的反饋到車間的管理層，加強管理人員對車間生產現場的監控和管理，并為企業管理人員制定生產計劃提供依據。

四、工業數據采集的幾種方式

1、傳感器

傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。在生產車間中一般存在許多的傳感節點，24小時監控著整個生產過程，當發現異常時可迅速反饋至上位機，可以算得上是數據采集的感官接受系統，屬于數據采集的底層環節。

傳感器在采集數據的過程中主要特性是其輸入與輸出的關系。其靜態特性反映了傳感器在被測量各個值處于穩定狀態時的輸入和輸出關系，這意味著當輸入為常量，或變化極慢時，這一關系就稱為靜態特性。我們總是希望傳感器的輸入與輸出成的對照關系，好是線性關系。一般情況下，輸入與輸出不會符合所要求的線性關系，同時由于存在這遲滯、蠕變等因素的影響，使輸入輸出關系也不能實現。因此我們不能忽視工廠中的外界影響。其影響程度取決于傳感器本身，可通過傳感器本身的改善加以抑制，有時也可以加對外界條件加以限制。

2、條碼技術

條碼技術是實現POS系統、EDI、電子商務、供應鏈管理的技術基礎，是物流管理現代化的重要技術手段。條碼技術包括條碼的編碼技術、條碼標識符號的設計、快速識別技術和計算機管理技術，它是實現計算機管理和電子數據交換不可少的前端采集技術。

二維條碼是用某種特定的幾何圖案按一定規律在平面分布的黑白相間的圖形記錄數據符號信息的，在代碼編制上巧妙的運用計算機內部邏輯基礎的“0”“1”概念，使用若干個與二進制相對應的幾何形體來表示文字數值信息，通過圖像輸入設備或光電掃描設備自動識讀以實現信息自動處理。二維條碼具有條碼技術的一些共性：每個碼制有其特定的字符集，每個字符占有一定的寬度，具有一定的校驗功能等。同時還對不同行的信息具有自動識別功能與處理圖形旋轉變化等特定。

3、RFID技術

RFID（Radio Frequency Identification，射頻識別）技術是一種非接觸式的自動識別技術，通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關的數據信息。利用射頻方式進行非接觸雙向通信，達到識別目的并交換數據。RFID技術可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽，操作快捷方便。在工作時，RFID讀寫器通過天線發送出一定頻率的脈沖信號，當RFID標簽進入磁場時，憑借感應電流所獲得的能量發送出存儲在芯片中的產品信息（Passive Tag，無源標簽或被動標簽），或者主動發送某一頻率的信號（Active Tag，有源標簽或主動標簽）；閱讀器對接收的信號進行解調和解碼然后送到后臺主系統進行相關處理；主系統根據邏輯運算判斷該卡的合法性，針對不同的設定做出相應的處理和控制，發出指令信號控制執行機構動作。

4、其他采集工具

受限與生產環節的復雜性與環境的苛刻，在除了RFID、條碼和傳感器的采集模式之外，還包含著利用人機交互的形式直接讀取數據、利用現場設備如PLC和儀器儀表直接采集數據的模式。在高溫高壓高輻射的生產環節中，企業亦可以使用打鐳射數字標號，然后手工抄取記錄的形式監控產品的生產狀況。