科创中国

行业领域

高新技术改造传统产业

需求背景

在智能仪器仪表制造行业中，为了实现生产线的高效管理和生产过程的监控与分析，需要建立一个全面的仪器仪表制造信息管理系统。该系统的核心组成部分是制造执行系统（MES），它是一个面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统。

制造执行系统（MES）扮演着连接底层仪器仪表设备和上层管理层的关键角色。该系统提供了多个管理模块，包括制造数据管理、计划排产管理、生产调度管理、库存管理、质量管理、人力资源管理、采购管理、生产过程控制以及底层数据集成分析和上层数据集成分解等。

然而，在仪器仪表制造过程中，底层仪器仪表设备产生的生产过程数据需要被持续采集并传输到MES系统中，以支持生产监控与分析模块的运行。底层仪器仪表设备的数据来源多样，包括不同类型的仪器仪表设备，数据获取方式也各不相同。这些数据具有多源异构的特点，需要进行有效的集成和处理，以实现对生产过程的全面监控和分析。

因此，为了满足智能仪器仪表制造行业的需求，需要开发一个信息集成部分，将底层仪器仪表设备产生的生产过程数据有序地传输到制造执行系统（MES）中。这个信息集成部分需要具备高度的灵活性和适应性，能够处理不同类型、多源异构的数据，并确保数据的准确性和及时性。通过有效的数据集成，可以实现对生产过程的实时监控、质量控制和生产调度的优化，提高生产线的效率和整体运营管理水平。

需解决的主要技术难题

1.多源异构数据集成：底层仪器仪表设备的生产过程数据来自多个不同类型的设备，这些设备可能使用不同的数据格式和通信协议。解决这一难题需要开发适应各种数据源和通信协议的数据采集和集成方法，确保将数据准确地传输到制造执行系统（MES）中。

2.实时数据传输与处理：生产过程数据的实时性对于生产监控和分析模块至关重要。在大规模的生产线中，需要高效的数据传输和处理机制，以确保数据能够及时地从底层仪器仪表设备传输到MES系统，并在系统内进行实时处理和分析。

3.数据质量和一致性：由于底层仪器仪表设备的数据来源多样，存在数据质量和一致性的挑战。需要开发数据清洗和校验机制，对采集的数据进行质量检查和修正，以确保数据的准确性和一致性。

4.数据安全和隐私保护：生产过程数据包含敏感信息，如产品设计、工艺参数等。在数据传输和存储过程中，需要采取安全措施，保护数据的机密性和完整性，防止数据泄露和未授权访问。

5.扩展性和灵活性：制造行业中的生产线常常需要进行扩展和灵活调整，因此信息集成解决方案需要具备良好的扩展性和灵活性，能够适应不同规模和类型的生产线，以及未来的技术发展和业务需求变化。

期望实现的主要技术目标

1.数据采集与集成：实现可靠而高效的数据采集和集成机制，能够从多源、异构的底层仪器仪表设备中持续不断地采集生产过程数据，并将其整合到制造执行系统（MES）中。确保数据的准确性、完整性和及时性。

2.实时数据处理与传输：建立实时数据处理和传输机制，能够快速处理大量的生产过程数据，并以实时方式传输到MES系统中。确保生产监控与分析模块能够及时获得最新的数据，以支持实时的生产过程监控和分析。

3.数据质量与一致性保障：开发数据清洗、校验和纠错机制，提高数据质量和一致性。通过数据预处理和异常检测等技术手段，确保采集到的数据准确可靠，能够为生产监控与分析模块提供准确的基础数据。

4.数据安全与隐私保护：采取安全措施，保护生产过程数据的安全性和隐私性。确保数据传输和存储过程中的机密信息不受未经授权的访问和泄露，并符合相关的数据保护法规和标准。

5.可扩展性与灵活性：设计具有良好扩展性和灵活性的信息集成解决方案，能够适应不同规模和类型的智能仪器仪表组装生产线。在生产线扩展或调整时，能够快速适配新的仪器仪表设备和数据源，保持系统的稳定性和高效性。

需求解析

解析单位：“科创中国”工业物联网科技服务团（重庆邮电大学） 解析时间：2023-10-11

付蔚

重庆邮电大学

正高级

综合评价

对以上技术进行综合评价时，可以考虑以下性能指标： 可靠性：解决方案在数据采集、传输和处理过程中应具有高可靠性。确保数据的完整性和准确性，避免数据丢失或损坏。此外，系统应具备自动故障检测和容错机制，以确保系统的连续性和稳定性。 实效性：解决方案应能够实时获取、传输和处理生产过程数据。数据采集和传输模块应具备高效的数据处理能力和实时响应能力，以确保生产过程数据的及时性和实效性。同时，数据处理和分析模块应具备高效的算法和处理能力，使生产监控与分析模块能够及时提供准确的数据分析结果和反馈。 精度和准度：解决方案应确保数据的精度和准度。数据采集设备和传输通道应具备高精度的数据采集和传输能力，避免数据采集过程中的误差。数据处理和分析模块应具备精确的算法和模型，确保数据分析结果的准确性和可靠性。此外，数据质量管理模块应对数据进行质量检查和修正，提高数据的准确性和一致性。 综合评价时，需综合考虑以上性能指标，并根据具体的需求和实际情况进行权衡和选择。不同的解决方案可能在不同的性能指标上有所偏重，因此需要根据实际情况进行权衡和取舍，以满足制造企业的需求和期望。

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