物联网服务平台（IoT）框架要求

1物联网服务平台（IoT）框架要求本文件界定了企业信息化中起到支撑作用的物联网（以下简称IoT）平台的框架、规定了数据与协议支持的要求和主要功能模块。本文件适用于薄膜晶体管液晶显示器（TFT-LCD）和有机发光显示器（OLED）产业的工厂生产管理，可做为该类系统研发的功能参考和评估依据。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件。不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。T/CESA1102.1—2020企业信息化显示面板第1部分：制造执行系统（MES）构架要求3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1物联网internetofthings通过感知设备，按照预定协议，连接物、人、系统和信息资源，实现对物理和虚拟世界的信息进行处理，并做出反应的智能服务系统。[来源：GB/T33745-2019，2.1.1]3.2物联网服务平台internetofthing(IoT）serviceplatform通过各种协议架构进行各类数据的连接、存储、优化和调度，以实现对数据的呈现、展示和应用的服务平台。3.3软件定义softwaredefinition利用软件技术和工具帮助企业在产品研发过程中基于设备数字化模型对其进行优化、仿真和测试的行为，也称为“数字化双胞胎”。4IoT平台总体框架设计2IoT服务平台采用开放式标准来用服务的方式描述数据资产的架构，利用分布式数据库总线建设设备互联平台（设备服务总线提供了一种标准的途径来表示数据资产以及其间的交互方式。在这种方式下，零散的数据资产变成了“积木”，并且这些积木能够被其他系统重用。业务之间协同协作的重心由此变为了数据资产的组装，而不必关注细节的实现。IOT系统的总体框架示例见图1：图1IoT服务平台总体框架示例感知层——通过各类传感器及相关设备采集工程设备的重要管控参传输层——通过网关进行协议转换或者边缘计算将各类数据上抛到Io平台层——进行数据的存储、优化和调度及生成报表分析等操作实现应用层——通过应用程序实现对工厂生产运营各环5数据交换传输要求5.1数据采集和处理数据的采集和处理应符合以下要求：a)高吞吐量：平台应支持从1万数据点/秒-1亿数据点/秒的收发能力。b)高时序性：平台总线数据处理速度应支持单点毫秒级的采集率，如设备状态数据、控制参数、传感器时点数据等。c)海量数据：平台处理的数据集应能达到PB级，基于云端部署应支持EB级别。d)多维度数据：支持多类型、多数据源；支持多维度数据和复杂数据结构，既有结构化和半结构化的传感数据，也有非结构化数据。3e)准确性：数据经过设备总线采集、过滤、去噪、清洗和分类计算后，可提升数据的真实性、完整性、可靠性和数据质量。f)软件定义：软件定义已成为制造企业迈向工业4.0的最佳实践。采用能够支持软件定义的设备数据模型，在生产过程中基于设备连接和控制能力持续优化整个产品制造工艺和流程；在产品交付运行过程中基于设备连接和感知能力能够实时感知设备状态，预测设备故障使其以最佳工况持续稳定的运行。5.2通信协议要求服务总线应支持以下的各种通信协议：——RestfulAPI服务及数据传输协议；——Webservice、http数据传输协议；——MQTT协议,支持数据的断点续传和离线重传机制；——设备告警事件的发布订阅模式的数据传输协议；——Redis内存共享模式的数据传输协议；——Kafaka高性能大吞吐量的消息传输协议，支持数据的断点续传和离线重传机制；——其他必要的协议。6IoT系统能力要求6.1数据采集能力服务总线：数据满足毫秒级的采集频率，并且可通过配置方式对其上送频率进行调节和控制。平台支持总线架构：可兼容各种第三方网关或控制器，支持多种工业协议标准，可根据业务自由组合搭配，包含但不限于Modbus、OPC、MQTT以及主流PLC厂家的协议标准。平台支持图形化二次开发：满足数据转换和消息处理的扩展功能。数据库存储系统采用实时时序数据库。6.2运营可视化能力支持图形化二次开发平台，以实现运营信息可视化。IOT平台可实现图形化配置式数据流向开发。通过节点的拖曳与组合实现数据流向的灵活编排，还可对单个节点进行定制个性化开发与设置。可视化图标清晰展现整个数据流向。以满足设备数据转换和消息处理的扩展要求。IOT平台可将工业现场数据结合其业务属性进行丰富的可视化展示，如核心设备（CVD、PVD、曝光机等）的性能监控展示，关键材料（玻璃、光阻、液晶、发光材料等）的使用状况的展示及工厂能耗状况（如水、电、气）展示。根据人员的不同、角色的不同、关注点的不同，匹配核心展示要素，快速定位问题点、关键指标点。见图2。4图2运营可视化的示例6.3设备能力输出设备能力的体现在于数字KPI的体现，在传统的生产方式中，由于设备数据无法全面抓取使得设备能力无法精确计算，多以总体数据进行估算（如停线时间、线开动率、MTTR、MTBF等）。IOT平台把既有的设备资产和能力转变为结构化、信息化的表达和数字化的使用，构建基于海量数据的平台体系，支撑制造资源泛在连接、弹性供给以及高效配置。使得设备制造能力得以横向和纵向输出供其它业务方（MES、ERP、APS等）使用。如状态感知能力、规程执行能力、数据分析能力、故障发现能力、故障诊断能力、备件管理能力。7IoT主要功能模块7.1设备连接支持与主流品牌的逻辑编程控制器（PLC）的连接和集成，支持主流设备通讯接口类型，支持与物联网关的系统集成。7.2设备感知支持设备数据采集的实时规则计算，包括实时数据流计算、实时规则计算、规则触发的消息订阅和发布机制。7.3驱动管理IOT平台通过驱动模型管理不同层次，不同类型的数据源，便于灵活选择和重用。包括控制器、数据泵和设备的驱动。7.4设备管理IOT平台通过设备模型和组织模型管理每一台设备。从而实现设备、产线的快速虚拟化定义，实现机器设备（产线）数字双胞胎的快速定义。——设备注册：用户可以通过挂载设备驱动注册一个新设备，也可以通过挂载多个数据泵驱动注册新设备。——关联组织：用户可以自行定义组织模型，并将设备和组织关联起来。——采集状态：用户可以查看设备实时采集状态及数据项的值。57.5运维管理一般包括：——告警监控：基于规则产生的告警实时展示在界面上，重复的告警被过滤。——告警确认：管理员可以确认处于激和状态的告警。——推送：告警可以通过短信、邮件、MQTT的方式通知用户。——调优参数接口：后台开放调优参数接口并拥有权限设置功能，以可视化与配置式形式进行展现与调整。7.6数据存储IOT平台应用目标就是采集、优化和存储海量、复杂的数据，并提炼出高价值数据；同时基于用户提供的业务模式与知识，挖掘出有价值的新信息，从而帮助和促进企业的产品创新、提升经营水平和生产运作效率