大数据环境下制造业关键技术分析

随着制造业与物联网、云计算、互联网等信息技术的融合与发展,制造业已进入了大数据时代,在大数据环境下,制造技术将发生巨大的进步与改革。从大数据下的制造业数据特点出发,勾画了制造业的大数据技术架构,并重点分析了大数据下制造业的五大关键技术,即数据集成技术、数据存储技术、数据处理技术、数据分析技术以及数据展现技术,为制造业大数据的发展提供参考。     

雾计算中支持计算外包的访问控制方案

在雾计算中,基于密文策略属性加密（Ciphertext-Policy Attribute-Based Encryption,CP-ABE）技术被广泛用于解决数据的细粒度访问控制问题,然而其中的加解密计算给资源有限的物联网设备带来沉重的负担。提出一种改进的支持计算外包的多授权CP-ABE访问控制方案,将部分加解密计算从物联网设备外包给临近的雾节点,在实现数据细粒度访问控制的同时减少物联网设备的计算开销,适用于实际的物联网应用场景。从理论和实验两方面对所提方案的效率与功能进行分析,分析结果表明所提方案具有较高的系统效率和实用价值。     

基于FPGA的传感数据加速处理*

随着传感器网络技术的快速发展,实时处理海量的高速的传感数据为现有数据处理技术提出许多挑战。利用非对称性多核系统加速特殊操作是当前计算机体系结构发展的一种趋势,是解决物联网应用实时响应的有效途径。本文提出一种基于FPGA加速处理传感数据中位数计算的方法,包括计算模型、符合FPGA设计限制的实现过程,把FPGA连接到系统的其他部分的适当的融合策略,实验表明与通用CPU相比,本文提出的基于FPGAs的加速数据处理策略在功耗和并行传感数据流评价方面具有明显的优势,可以广泛地应用于物联网中前端轻量级数据预处理节点的设计与实现。     

基于物联网的制造产业数字信息处理关键技术研究

物联网作为一种新型虚拟网络，通过运用多种接入技术实现车间内各种生产设备之间的互通互联，为制造业的信息化管理与智能化发展提供了技术支持。各种信息管理系统的应用解决了生产车间的数据管理问题，但制造过程中的数据采集和信息挖掘仍存在很多不足。基于此，分析制造过程中的网络感知、网络通信、数据挖掘等关键技术，研究数据采集与信息挖掘技术的逻辑架构和应用场景，并提出一种应用于制造行业的数据采集系统架构和数据挖掘的关联规则。     

制造大数据相关技术架构分析

针对大数据技术给制造业带来的机遇和挑战,通过分析制造大数据的研究现状和产生,给出了制造大数据的定义。依据制造大数据的处理流程构建其技术架构,并介绍了相应的关键技术。最后列举了几种典型的应用场景,指出了制造大数据面临的挑战并展望下一步发展方向。     

物联网数据聚合技术及其主要挑战

物联网数据聚合是解决物联网感知节点能量有限、计算能力有限、数据海量冗余、网络复杂异构、易于遭受攻击破坏等问题的必然选择。对ITU的物联网体系架构进行精简,构建与之适应的物联网数据聚合体系架构,以便为具体的物联网数据聚合应用系统设计提供指导。围绕该体系架构,分析物联网数据聚合技术面临的三个主要挑战:物联网数据聚合的不确定性问题,大数据聚合问题,数据聚合安全问题。并分别对各自的现有技术进行了总结和评述。     

基于信息物理融合系统的智能制造架构研究

信息物理融合系统(Cyber Physical System,CPS)的特征和功能为离散制造的智能化生产和竞争力的提高提供了有效的思路和途径。本文在现有物联网的基础上,基于CPS概念并结合现有离散制造业的特点,构造离散型制造信息物理融合系统的基本架构,并对该架构和相应功能模块进行了分析。最后,从离散型制造CPS基础理论和系统模型、系统优化调度与自治机制、安全性、可靠性、系统的可验证性等几个方面阐述了离散型制造CPS所面临的挑战。     

基于云—雾计算的智能电网监控研究

为了提高电力系统服务质量，在研究了物联网、电压分布监测和功率损耗等技术基础上，设计了一种基于云—雾计算的智能电网监控系统。系统中雾计算节点能够对从输电线路、配电变电站和消费者收集的物联网数据进行预处理，并将处理后的数据发送到云或直接发送到服务应用程序，从而满足智能电网通信所需的数据速率、延迟和可靠性要求。通过仿真实验，从初始化、执行和终止的总时间来看，基于云—雾的方法比基于云的方法快2.5倍，且雾计算层可以极大地减少发送到云的信息量。     

基于工业大数据的压缩机全寿命周期管理系统开发

在国家清洁能源发展战略实施推动下,工业用天然气压缩机得到迅猛发展,为应对压缩机行业发展需求,结合相关新兴技术和制造企业的管理流程,研发了基于工业大数据的压缩机全寿命周期管理系统。介绍系统架构,并阐述关键技术实现,最后列举系统测试实例。系统已在企业规模应用并持续创造效益,可作为其他装备物联网系统参考。     

基于可信执行环境的物联网边缘流处理安全技术综述

万物互联时代,物联网中感知设备持续产生大量的敏感数据。实时且安全的数据流处理是面向物联网关键应用中需要解决的一个挑战。在近年兴起的边缘计算模式下,借助靠近终端的设备执行计算密集型任务与存储大量的终端设备数据,物联网中数据流处理的安全性和实时性可以得到有效的提升。然而,在基于边缘的物联网流处理架构下,数据被暴露在边缘设备易受攻击的软件堆栈中,从而给边缘带来了新的安全威胁。为此,文章对基于可信执行环境的物联网边缘流处理安全技术进行研究。从边缘出发,介绍边缘安全流处理相关背景并探讨边缘安全流处理的具体解决方案,接着分析主流方案的实验结果,最后展望未来研究方向。     

基于物联网的汽车智能制造控制与质量管理

随着物联网信息技术的发展,传统汽车制造业也在向自动化、智能化和物联化发展,基于物联网的需求日益迫切,给出基于物联网的智能制造控制和质量管理方案,从汽车工业的基础信息化到智能化的角度出发,提出利用时下最新的物联网和云计算技术,带动汽车制造业产能提升和质量提升,为汽车制造业提供智能控制、精细控制、质量监测和大数据汇集的解决方案。     

基于BFDP技术的飞行数据处理系统

在分析国内外现有空管系统中飞行数据处理子系统特点和不足的基础上,提出一种基于BFDP技术的飞行数据处理子系统架构的设计方法。系统模型采用飞行数据处理服务、系统升降级技术和数据同步技术等,实现了基于BFDP的飞行数据处理系统功能。应用结果证明:该架构提高了系统运行的稳定性和可靠性。     

物联网数据网络架构的设计与思考

近年来，基于大数据信息的物联网技术发展得如火如荼，为工业制造、电商物流和车辆制造等产业的进步和发展提供了巨大推动力。本文在对面向5G的物联网数据网络进行研究的基础上，分析了物联网数据网络架构的设计物联网数据网络特征能力，旨在为实际应用打下坚实的理论基础。     

物联网环境下数据转发模型研究

随着5G移动通信技术、软件定义网络、命名数据网、移动边缘计算或雾计算等新兴技术或方法的出现及深入研究,物联网应用得到进一步升华。在这种应用场景多样化、服务质量高要求、参与对象普及化的环境下,隶属物联网子范畴的传统无线传感器网络数据转发模型已经不能完全适应这种时代需求,更加适合物联网应用的数据转发模型成为物联网连续性服务保障的基础性问题及研究热点。本文首先对物联网架构及其应用环境下的数据转发关键问题进行了分析;其次,对目前有代表性的物联网数据转发相关研究成果进行分类总结;然后,选取不同物联网场景下典型的数据转发模型及其使用的数学方法进行评述、分析和对比;最后,指出目前研究中存在的问题及相应解决方案,并对未来的发展方向进行了展望。研究表明,5G等新兴技术的出现为物联网环境下数据转发模型研究带来了新的机遇和挑战,今后的工作重点是对物联网环境下数据转发的节能模型和方法进行攻关,为实际应用提供坚实的理论基础。     

基于区块链的边缘计算IIoT架构研究

在智能制造系统中,工业物联网通过先进的管理技术将制造设备互连,实现了信息的实时传输、设备的范在化感知和数据的快速分析处理。但是由于制造设备的异构性、物联网网关（IoT网关）数据分析能力的有限性、制造设备的存储力低下,设备和数据的低安全性等缺陷严重阻碍了智能制造的发展。BEIIoT架构从制造企业的实际生产过程与应用角度出发,将区块链技术与边缘计算相结合,通过对服务器进行P2P组网以实现对设备去中心化管理;通过对边缘设备进行服务化封装,增强设备的安全性与实时分析能力,降低设备的异构性;使用DAG双链式数据存储结构,提高数据的冗余度与安全性,实现生产线数据的异步并发备份存储。BEIIoT架构为智能制造的实施提供了体系支持。     

基于态势感知的船舶网络安全监测预警技术研究

我国船舶制造业与发达国家相比仍处于智能化制造起步阶段,船舶制造企业网络安全意识薄弱,然而随着船舶制造智能化高速发展,船舶制造工控系统与物联网、互联网逐步融合,制造企业对网络安全的要求也越来越高。针对漏洞风险的安全通告和单位内部的安全告警缺少统一的监测预警机制,难以做到安全问题的提前感知和及时处理等。通过引入多源异构数据处理技术、多维交叉层次时序关联分析技术和基于人工智能的数据融合预测技术等态势感知关键技术,对网络整体安全状况进行评估,并提出PSO-RBF神经网络预测模型对安全态势进行预测,最后实验验证该模型的有效性和可行性,为信息安全管理者提供可靠的数据参考和决策支持。     

工程车辆GPS管理系统的设计与实现

随着管道抢维修体系的不断完善,抢维修装备也日益改善,因此开发一套基于物联网的工程车辆GPS管理系统十分有必要,该系统能提高抢维修机具管理效率,在抢维修作业中为指挥者提供数据依据。基于此,笔者分析了基于物联网技术的工程车辆GPS管理系统的需求来源,介绍了系统架构以及详细功能架构。该系统在油气管道运输企业的抢维修资源管理中具有广泛的应用推广价值。     

面向智能制造应用的机器视觉检测方法研究

智能制造是我国制造业的发展方向,将物联网、大数据等先进信息技术与制造业进行结合有利于智能制造的实现。本文提出了一种面向智能制造的机器视觉检测系统设计方案。基于机器视觉的生产线检测方法能有效完成对生产线生产产品的质量检测与数据统计,并实时完成数据上传,有利于提升企业的信息化建设。     

基于Spark的制造企业分析系统设计与实现

针对企业现有的信息化系统存在由于数据共享不及时、信息不对称和反馈滞后导致无法动态识别数据和实时响应的问题，给出了一种基于Spark的制造企业分析系统。文章详细阐述了大数据系统架构组成和整体架构中的数据来源、数据采集传输、数据处理、数据分析、数据存储以及数据应用所涉及的技术，以具体的制造企业为例，完成制造企业分析系统的环境搭建，并实现实时数据的数据可视化结果展示。以期通过设计系统为具有相同属性的企业实现数据全流程共享系统的设计提供指引和参考。     

物联网技术及其应用

物联网技术的快速发展和广阔应用领域已经引起各国政府的高度重视。首先介绍了物联网的发展历程,然后分析了物联网的体系架构和核心技术,最后给出了一个基于物联网技术的仓库智能监控系统框架。