不管是工廠客戶還是OEM設備廠商客戶，在面臨業務數字化的宏圖愿景時，必然面臨的首要任務就是設備底層數據的采集以及設備數據的數字化管理，通俗來說，就是底層的設備實時數據是數字化工廠及設備遠程管理的基礎要素。

而隨著工業物聯網解決方案的大規模落地，如何快速實現工業設備數據的標準化采集及數字化管理，已然成為工廠及軟件系統集成商所面臨的的首要問題。

■ 設備數據采集的核心硬件設備——工業網關

在設備數據采集層，一般會遇到四種情況的數據采集：

1） 設備具備通訊接口直接與系統對接：對于生產設備信息化程度較高的數據采集來說，設備自有的通訊接口協議如串口、以太網等，可實現與上位機通訊并實時采集數據，在不添加中間設備參與的情況下，直接與局域網及系統平臺打通，實現實時通訊；

2） 工業網關直接采集設備數據：目前大多數的PLC／CNC設備均采取網關采集為主，因為這類設備不具備以太網通信接口模塊，也不支持二次增加以太網通信，因此通過工業網關與設備485／232接口連接，實現設備數據的采集及上報；

3） 通過IO模塊進行數據采集：對于傳統陳舊的物理設備來說，可通過IO模塊與設備聯網，采集設備的相關參數數據，再將參數數據轉換為網絡數據，通過網絡實時上傳至系統平臺；

4） 安裝傳感器實現數據采集：針對一些特別陳舊的設備來說，既沒有接口也沒有自動化采集條件，則可以利用外裝傳感器的方式，實現數據采集，再通過網關設備進行統一匯總上報至平臺系統。

圖示：南潮物聯Ruff IoT平臺設備接入界面

以PLC設備數據采集為例，不同的工廠所使用的設備型號及品牌也不同，如何利用網關設備實現便捷高效的標準化數據采集，是工廠客戶最為關心的重點。

首先從網關的跨協議兼容層來說，基于市面上目前主流的品牌型號及設備類型，一個高級版本的工業網關需要支持包括西門子、施耐德、羅克韋爾、三菱、brother、發那科、歐姆龍、松下、通用電氣、臺達等數十種品牌型號，其次對于一些電力光伏領域的客戶來說，網關還需要能支持逆變器、電表等多種類型品牌型號，最后在農業、地質災害領域，網關還會面對多種傳感器類型，也需要網關能實現數據的直接采集及上報。

圖示：南潮物聯Ruff IoT平臺設備標準化接入架構圖

其次，針對數據的采集頻率來說，對于一些連續型工廠來說，設備的實時數據處理頻率會達到毫秒級，在設備的數據采集層，則需要網關可以支持秒級到毫秒級的高頻采集，這對于網關的性能及穩定性要求都需要達到較高水平。

最后，當設備中大量的裸數據通過網關采集上報時，其中有一大部分數據需要做本地過濾及邊緣計算，以達到降低帶寬壓力和成本的目的，因此網關是否具備邊緣計算能力也十分重要。

當網關達到以上的要求時，基本上可實現不同工廠中的PLC／CNC設備數據的標準化采集要求。同時也有一些網關（比如Ruff 5110工業網關）可支持客戶的二次開發需求，滿足客戶低成本低門檻的實現物聯網應用的開發部署。

■ 設備數字化管理的核心需求：可視化及自定義看板

設備數據被標準化采集出來只是第一步，到了平臺層，數據將面臨如何可視化及分析管理的重要環節。

對于工廠客戶來說，設備數字化管理的核心訴求一般集中在兩個層面：可視化和自定義看板。

可視化意味著工廠內所有的設備通過聯網，將設備的實時狀態數據全部集成在平臺系統內，可供客戶實時查看及遠程監控管理。

圖示：南潮物聯Ruff IoT平臺設備實時數據可視化界面

而自定義看板則是針對不同類型的工廠所面臨的相同的需求，即根據自身的業務結構和需求，將核心的設備效率數據、生產統計數據、故障預警數據等，自定義展示在看板上，并且在實現方式上，更為靈活及低代碼實現。

圖示：南潮物聯Ruff IoT平臺自定義看板界面

以南潮物聯工業物聯網平臺Ruff IoT為例，其提供的設備數字化管理平臺主要聚焦在設備數據可視化管理及自定義看板兩塊：

如上圖，在設備數據可視化管理方面，平臺主要提供了設備遠程實時監控和運維保養管理兩個模塊的功能，包括設備實時監控、異常告警、歷史數據分析、運行情況分析、運維保養工單等；在自定義看板方面，則支持運維工作看板自定義、運維效率分析、看板自定義及客戶基于業務需求所要求的自定義報表及統計類看板。

■ 案例分享：泡沫塑料生產流程設備數字化改造

以泡沫塑料生產的工廠為例，在生產數字化的要求下，將會面臨生產設備的底層數據采集及數字化管理，如下圖所示：

圖示：工廠生產線的數字化生產流程

在泡沫塑料數字化生產的過程中，需要歷經蒸汽發泡、料倉存儲、蒸汽處理、PLC注塑機塑形、自動碼垛、自動傳送、AGV小車自動運輸等環節，那么在這樣的生產過程中，設備數據標準化采集就會涉及到多種類型設備，包括蒸汽發泡設備的電量參數聯網，從而獲得電量總消耗；空壓機電耗數據；PLC設備電耗數據等；

而在料倉設備的數據聯網采集方面，則可以獲取料倉使用及空置數量、存儲時長、庫存量以及溫濕度等數據。以上設備的數據聯網均屬于特地細分行業的設備數據采集及聯網，針對一些物理設備，還需要外加傳感器的方式實現部分數據的采集獲取。

在PLC注塑機環節的設備數據采集環節，相對就比較標準化了，PLC設備將會提供統一的接口，包括485／232等專用接口，通過工業網關設備實現數據的標準化采集，包括運行狀態參數、預警電壓電流、模具參數及生產統計等數據。而負責采集數據的網關將通過MQTT的上報協議，將數據上傳到指定的SaaS平臺，做設備及生產過程的數字化管理。

圖示：南潮物聯Ruff IoT平臺架構圖

當生產線的各個環節被統一聯網采集之后，數據將在平臺層實現可視化，從而使得客戶對工廠的設備和生產過程實現透明化管理，包括對產量、模具參數、實時生產統計等數據進行7＊24小時監控統計。

對于泡沫塑料生產的工廠來說，能耗管理是其重點關注的部分，因為在蒸汽發泡環節，會消耗大量的電能和水量，因此所有環節數字化管理之后，客戶可通過對耗電量設備的實時監控和對比，改善工廠的耗電量及蒸汽使用量，降低能耗成本。

當前，設備數據采集及數字化管理已經成為越來越多客戶的普遍需求，而過去由于采集工序復雜，成本較高，一直阻礙客戶工廠及設備的快速聯網數字化，隨著物聯網網關的不斷成熟和運用，類似于南潮物聯的工業物聯網平臺將會受到越來越多工廠和OEM設備廠商的青睞。