工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與數(shù)據(jù)挖掘云服務(wù)技術(shù)的分析

李 驏

（馬鞍山賽力文機(jī)械有限公司，安徽 馬鞍山 243000）

近些年以來，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建范圍正在快速拓展，各個行業(yè)領(lǐng)域的工業(yè)企業(yè)普遍采用了數(shù)據(jù)挖掘自動化與智能化的技術(shù)措施。工業(yè)生產(chǎn)涉及的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)種類比較繁多，物聯(lián)網(wǎng)只有具備了更高層次的數(shù)據(jù)信息整合處理能力，才能有效應(yīng)對當(dāng)前背景下的工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)踐需求。因此，數(shù)據(jù)挖掘和云服務(wù)處理技術(shù)的結(jié)合，并借助可穿戴電子產(chǎn)品與傳統(tǒng)工業(yè)系統(tǒng)的融合，使得傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)智能化轉(zhuǎn)型，合理節(jié)約工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)踐資源。

1 云服務(wù)的概念

云服務(wù)的基本含義就是建立在互聯(lián)網(wǎng)平臺的支撐基礎(chǔ)上，提供網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)信息分析以及資源共享服務(wù)。云服務(wù)產(chǎn)生的基礎(chǔ)前提就在于網(wǎng)絡(luò)交互模式，重點(diǎn)針對虛擬的網(wǎng)絡(luò)空間資源進(jìn)行最優(yōu)化的開發(fā)配置和利用。從現(xiàn)狀來看，云服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)包含云空間、云主機(jī)、云測試、云開發(fā)以及綜合產(chǎn)品。網(wǎng)絡(luò)虛擬空間中的數(shù)據(jù)資源能夠獲得統(tǒng)一化的調(diào)度管理，并通過構(gòu)建多層次的網(wǎng)絡(luò)連接模式來確保分享現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)空間資源[1]。云服務(wù)的開展實(shí)施基礎(chǔ)應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)在虛擬化的網(wǎng)絡(luò)資源池，結(jié)合現(xiàn)有用戶服務(wù)的基本需求，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展性的云計(jì)算服務(wù)，合理分配現(xiàn)存的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)服務(wù)資源。

數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的本質(zhì)在于依靠算法自動搜索的方法來采集各個領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)資源，確保達(dá)到深入挖掘網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息的目標(biāo)，重點(diǎn)針對有價值的數(shù)據(jù)資料部分來實(shí)施綜合性的挖掘工作。為了達(dá)到數(shù)據(jù)挖掘的最優(yōu)實(shí)踐效果，那么關(guān)鍵就是要合理運(yùn)用現(xiàn)有的在線分析、自動統(tǒng)計(jì)、專家系統(tǒng)、機(jī)器學(xué)習(xí)、情報(bào)檢索、自動識別模式等專業(yè)技術(shù)方法。近些年以來，云服務(wù)以及數(shù)據(jù)挖掘的自動化技術(shù)手段已經(jīng)獲得了普遍的創(chuàng)新優(yōu)化，客觀上展現(xiàn)出云服務(wù)平臺在實(shí)踐運(yùn)行效益上的優(yōu)越性。

2 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)概述與現(xiàn)狀

2.1 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的含義

在目前現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)體系框架中，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)屬于不可或缺的關(guān)鍵組成部分[2]。近些年以來，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的演變發(fā)展速度正在明顯加快，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的原有覆蓋領(lǐng)域也在不斷拓展。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是工業(yè)領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，其的含義就是將具有感知、監(jiān)控能力的各類傳感器和控制器以及通信技術(shù)、智能分析等技術(shù)不斷融入工業(yè)生產(chǎn)過程的各個環(huán)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)制造效率的提高，產(chǎn)品質(zhì)量的改善以及資源調(diào)控的優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)工業(yè)提升到智能化的新階段。在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)下，無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)當(dāng)能夠接入各種不同類型的工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)備，確保經(jīng)過采集得到較為完整的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

2.2 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)狀分析

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)誕生于2018 年，截至目前，已經(jīng)獲得了較為顯著的發(fā)展和改進(jìn)完善。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)覆蓋行業(yè)領(lǐng)域較為廣泛，可以達(dá)到實(shí)時性的工業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息資源的共享。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)將各個工業(yè)生產(chǎn)終端設(shè)備和生產(chǎn)環(huán)節(jié)緊密連接，自動化、智能化地捕捉工業(yè)生產(chǎn)中的異常數(shù)據(jù)信號，并將其反饋給企業(yè)相關(guān)負(fù)責(zé)人員，切實(shí)保障了工業(yè)生產(chǎn)全過程中的安全和高效。

工業(yè)大數(shù)據(jù)明顯的技術(shù)特征就是變化增長的速度更快、種類更加多樣、來源更加廣泛。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通過自動化采集得到的數(shù)據(jù)信息規(guī)模非常龐大，只有進(jìn)行了科學(xué)的分類匯總和處理，才能有益于發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)資源的良好實(shí)踐價值。網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)技術(shù)可以細(xì)分為數(shù)據(jù)采集技術(shù)、存儲管理數(shù)據(jù)技術(shù)、分析與應(yīng)用數(shù)據(jù)技術(shù)等。數(shù)據(jù)采集是數(shù)據(jù)信息處理的前期基礎(chǔ)保障，必須得到充分的關(guān)注。數(shù)據(jù)存儲和管理的基本宗旨在于嚴(yán)格確保在邏輯以及物理的層面上保證網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的安全和完整性。數(shù)據(jù)挖掘的技術(shù)關(guān)鍵在于正確使用數(shù)據(jù)挖掘的工具和方法，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的全面分析并提煉具有重要價值的結(jié)果，是大數(shù)據(jù)分析中的核心組成部分。

3 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與數(shù)據(jù)挖掘云服務(wù)技術(shù)應(yīng)用面臨的問題

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)具有高效配置工業(yè)生產(chǎn)資源的重要實(shí)踐價值，優(yōu)化了工業(yè)生產(chǎn)中的信息處理以及數(shù)據(jù)分析流程。在當(dāng)前時期背景下，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)與自動化的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)充分融合，同時也表現(xiàn)出更優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行綜合效益。但數(shù)據(jù)挖掘的云服務(wù)技術(shù)平臺仍不完善，配套性的云服務(wù)平臺基礎(chǔ)設(shè)施體系也不完整[3]。云服務(wù)模式下的工業(yè)生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)比較容易面臨安全威脅，最終導(dǎo)致工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)不能充分實(shí)現(xiàn)預(yù)期效益指標(biāo)。

除此以外，云服務(wù)和數(shù)據(jù)挖掘的重要技術(shù)方法也沒有貫穿于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的各個運(yùn)行環(huán)節(jié)，云服務(wù)體系框架下的物聯(lián)網(wǎng)信息采集與信息處理存在脫節(jié)弊端。受到物質(zhì)資源條件、基礎(chǔ)設(shè)施以及人員業(yè)務(wù)素養(yǎng)等多層面的約束限制，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在運(yùn)行實(shí)踐中產(chǎn)生了技術(shù)局限性。

綜上所述，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)挖掘、云平臺服務(wù)的現(xiàn)有層次深度仍然需要持續(xù)性的優(yōu)化改進(jìn)。

4 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與數(shù)據(jù)挖掘云服務(wù)技術(shù)框架分析

從整體架構(gòu)上來看，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)可分為感知層、傳輸層、支撐層和應(yīng)用層。感知層主要包括傳感器、可編程邏輯的控制器等，用于收集、記錄、分析數(shù)據(jù)以及下發(fā)指令；傳輸層主要由移動網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、藍(lán)牙、超聲波、衛(wèi)星、Post-IP 等多種通信方式；支撐層可用于數(shù)據(jù)智能處理、分布式并行計(jì)算、云計(jì)算技術(shù)等；應(yīng)用層通過整合平臺支撐層數(shù)據(jù)和用戶配置控制指令，落地為垂直化的應(yīng)用軟件。

本章通過對各框架層的應(yīng)用分析，來闡釋工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與數(shù)據(jù)挖掘云服務(wù)技術(shù)的融合模式。在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，通過射頻識別、二維碼自動設(shè)備辨識、無線短距離通信的狀態(tài)監(jiān)控和實(shí)時定位數(shù)據(jù)等，數(shù)據(jù)采集傳感器應(yīng)當(dāng)布置在工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的各個關(guān)鍵部位，并在邏輯控制器的調(diào)控下實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確、完整的數(shù)據(jù)信息采集感知目的。數(shù)據(jù)傳輸層包含了多種不同類型工業(yè)生產(chǎn)全過程中實(shí)時的數(shù)據(jù)信息，決定了傳輸層的數(shù)據(jù)信息互通應(yīng)當(dāng)盡量減少延時，充分確保經(jīng)過轉(zhuǎn)化處理后的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)能夠達(dá)到最優(yōu)的安全完整程度。

4.1 數(shù)據(jù)感知層

在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的組成結(jié)構(gòu)中，感知層的主要功能為實(shí)時數(shù)據(jù)采集，或帶有邊緣計(jì)算的觸發(fā)式數(shù)據(jù)采集。在以上傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法下，可穿戴設(shè)備作為一種便攜、移動、智能化的數(shù)據(jù)收集、控制和展示終端，在傳感器的無線傳輸網(wǎng)絡(luò)支撐前提下，將智能化的電子穿戴設(shè)備融入工業(yè)傳感系統(tǒng)中，可以使得數(shù)據(jù)采集更具有針對性，也更方便快捷。例如手環(huán)、AR 眼睛等產(chǎn)品的融入，使得傳統(tǒng)的人機(jī)交互模式得到躍升。

可穿戴設(shè)備在消費(fèi)者中很受歡迎，主要是因?yàn)樗鼈儫o與倫比的便利性?？纱┐鳟a(chǎn)品與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的融合，也打通了頂層應(yīng)用層與基層感知層的鏈接。員工將受益于可穿戴設(shè)備帶來的移動性和互操作性，以及視覺增強(qiáng)的數(shù)據(jù)展示效果。

4.2 數(shù)據(jù)傳輸層

傳輸層的基本構(gòu)成要素包含互聯(lián)網(wǎng)（移動網(wǎng)絡(luò)）、衛(wèi)星通信裝置、IP 地址的定位網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)等，實(shí)現(xiàn)完整的數(shù)據(jù)信息流的傳輸與共享。傳輸無線電能的系統(tǒng)運(yùn)行過程不能缺少科學(xué)的系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)，無線傳能的各系統(tǒng)組成模塊必須要合理地分布設(shè)計(jì)。優(yōu)化結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)的關(guān)鍵實(shí)踐舉措應(yīng)當(dāng)包含機(jī)械結(jié)構(gòu)與電路結(jié)構(gòu)的兩項(xiàng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，確保能夠達(dá)到預(yù)設(shè)的系統(tǒng)電能安全傳輸目標(biāo)。

相對于平面?zhèn)鬏旊娏鞯木€圈結(jié)構(gòu)而言，立體式的諧振子不會占據(jù)過大的空間面積，具有便攜與輕巧的外觀造型優(yōu)勢，傳輸電能的系統(tǒng)運(yùn)行效率也獲得了明顯的優(yōu)化提高。

此外，經(jīng)驗(yàn)證諧振電感耦合的柔性天線接收裝置可以達(dá)到指定的波段頻率，包含自動接收器與發(fā)射機(jī)天線裝置的交流電源系統(tǒng)表現(xiàn)出更加平穩(wěn)可靠的電能傳輸效果，有效改善了電能傳輸中的頻繁波動狀況。

4.3 數(shù)據(jù)支撐和數(shù)據(jù)應(yīng)用層

數(shù)據(jù)應(yīng)用層重點(diǎn)應(yīng)當(dāng)包含專家系統(tǒng)、信息中心以及運(yùn)營平臺，通過實(shí)施自動化的信息資源匯總分析方法來達(dá)到數(shù)據(jù)準(zhǔn)確分析的結(jié)果。近些年以來，工業(yè)生產(chǎn)的企業(yè)技術(shù)人員已經(jīng)能夠靈活運(yùn)用分布式的并行計(jì)算、智能化處理、綜合設(shè)計(jì)驗(yàn)證、管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)挖掘以及海量存儲等關(guān)鍵性的支撐技術(shù)方法，通過合理選擇各種類型的不同算法來確保達(dá)到最優(yōu)化的數(shù)據(jù)層實(shí)踐運(yùn)用效益。

例如，分布式的并行計(jì)算方法可以保證同時處理多種不同類型的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)資料，有效防止了數(shù)據(jù)資源的丟失風(fēng)險產(chǎn)生。

5 數(shù)據(jù)挖掘云服務(wù)技術(shù)與數(shù)據(jù)安全

5.1 數(shù)據(jù)挖掘云服務(wù)技術(shù)

數(shù)據(jù)挖掘云服務(wù)技術(shù)的關(guān)鍵實(shí)施路徑就在于劃分?jǐn)?shù)據(jù)挖掘的各個系統(tǒng)組成部分，通過實(shí)施深度挖掘的專業(yè)技術(shù)方法來促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的信息數(shù)據(jù)共享。在此前提下，算法庫應(yīng)當(dāng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動化的算法調(diào)取目標(biāo)，運(yùn)用算法引擎來實(shí)現(xiàn)全方位的工業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)資源匯總采集。數(shù)據(jù)信息的實(shí)時傳輸處理能夠得到準(zhǔn)確的響應(yīng)，自動化的業(yè)務(wù)控制模塊具備數(shù)據(jù)挖掘以及數(shù)據(jù)分析的重要功能。云服務(wù)技術(shù)整合了工業(yè)生產(chǎn)的各個層面需求，搭建了完整程度較高的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)。

從數(shù)據(jù)感知層到最頂層的數(shù)據(jù)應(yīng)用層，通過云服務(wù)技術(shù)，并結(jié)合手環(huán)、AR 眼睛等可穿戴電子設(shè)備，建立起一個高度友好的人機(jī)系統(tǒng)。例如，車間工作人員可通過佩戴的可穿戴設(shè)備了解各種所需的信息，可以便捷查閱各設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)或故障情況，甚至可針對性地定位到單個零部件的運(yùn)行狀態(tài)，也能實(shí)時了解生產(chǎn)進(jìn)度等信息。如果制造商提供定制產(chǎn)品或解決方案，則可穿戴設(shè)備可以為企業(yè)提供實(shí)時數(shù)據(jù)，以了解其客戶重視哪些定制偏好，然后這些企業(yè)可以利用這些信息來開發(fā)新的產(chǎn)品和服務(wù)，以滿足客戶偏好。從現(xiàn)場服務(wù)設(shè)備收集的數(shù)據(jù)可以告知企業(yè)其產(chǎn)品和服務(wù)最常出現(xiàn)哪些問題。然后可以利用這些數(shù)據(jù)來調(diào)整終端設(shè)備的功能和特性，以更好地滿足消費(fèi)者的需求，并最大程度地減少過度維護(hù)和修理。

5.2 數(shù)據(jù)安全管理

作為工業(yè)企業(yè)的管理技術(shù)人員，應(yīng)當(dāng)充分認(rèn)識到物聯(lián)網(wǎng)模式下的信息安全監(jiān)管作用。企業(yè)信息安全隱患表現(xiàn)為廣泛存在的趨勢，網(wǎng)絡(luò)安全維護(hù)的著眼點(diǎn)應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)在定期維護(hù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。企業(yè)技術(shù)人員對于信息安全思維應(yīng)當(dāng)進(jìn)行全面的培養(yǎng)，充分掌握正確的信息安全監(jiān)管防范途徑。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在定期獲得全面檢測的基礎(chǔ)上，網(wǎng)絡(luò)垃圾以及木馬病毒等有害因素就能得到準(zhǔn)確的判斷，有益于網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)管的整體水準(zhǔn)質(zhì)量獲得改進(jìn)。

現(xiàn)階段的工業(yè)企業(yè)人員必須要深刻認(rèn)識到物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全監(jiān)管防范的價值意義，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)的常見安全風(fēng)險因素來給出解決路徑。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的個人隱私信息需要設(shè)置嚴(yán)格的安全加密管理措施。破壞網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管體系的不法分子需要得到嚴(yán)厲的懲戒，依靠法律監(jiān)管的重要實(shí)施思路來促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)整體環(huán)境得到凈化，改善網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息的溝通共享環(huán)境。

6 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的未來發(fā)展之路分析

具備人機(jī)交互特性的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)目前正在被普遍適用于工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)，同時也表現(xiàn)為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的良好實(shí)踐運(yùn)用成效。數(shù)據(jù)挖掘云服務(wù)以及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)有組成部分應(yīng)當(dāng)包含數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)接入、傳感交互、業(yè)務(wù)控制的四個關(guān)鍵部分，各個部分都應(yīng)發(fā)揮出預(yù)期的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸共享效果。在未來的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)型發(fā)展視角下，數(shù)據(jù)挖掘與物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)手段還會達(dá)到更加緊密的相互融合效果。

現(xiàn)階段的工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模具有快速擴(kuò)大的發(fā)展特征趨勢，客觀上決定了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)行保障技術(shù)亟待獲得合理的優(yōu)化。工業(yè)生產(chǎn)的全過程將會導(dǎo)致產(chǎn)生龐大與復(fù)雜的數(shù)據(jù)資源，數(shù)據(jù)挖掘的重要工具方法應(yīng)當(dāng)?shù)玫焦I(yè)企業(yè)人員的準(zhǔn)確把握。物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的總體轉(zhuǎn)型思路就是創(chuàng)建高效化的企業(yè)資源配置模式，防止產(chǎn)生工業(yè)生產(chǎn)中的資源盲目使用浪費(fèi)情況。

7 結(jié)語

經(jīng)過分析可見，傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)要實(shí)現(xiàn)智能化、信息化的全面轉(zhuǎn)型目標(biāo)，需要借助工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與數(shù)據(jù)挖掘云服務(wù)技術(shù)等關(guān)鍵性的核心技術(shù)作為支撐，并結(jié)合便攜式可穿戴設(shè)備提升人機(jī)交互和數(shù)據(jù)可視化?，F(xiàn)階段的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程已經(jīng)表現(xiàn)為深入推進(jìn)的趨勢，從而決定了工業(yè)企業(yè)應(yīng)當(dāng)致力于現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)手段，并深入到工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)各體系框架層的不斷實(shí)踐與創(chuàng)新。

但同樣的，傳統(tǒng)工業(yè)系統(tǒng)向信息化的轉(zhuǎn)型，也會埋下網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行癱瘓、網(wǎng)絡(luò)遭受黑客病毒侵襲、企業(yè)信息數(shù)據(jù)丟失等各種安全隱患，企業(yè)技術(shù)人員需要做到嚴(yán)格防范與控制現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息安全傳輸風(fēng)險。