用LOTA实时计算产线及设备OEE【玩转华为云】

龙哥手记 发表于 2022/06/18 19:35:01 2022/06/18
【摘要】 根据的数据对SMT产线和设备OEE来实时计算,用Console的资产监控页面可对设备状态、设备关键属性、设备数据异常告警等进行实时监控

本文的主要内容有:

  • 一 啥是LOT数据分析
  • 二 如何正确使用呢
  • 三 怎么去调API
  • 四 用模型实时计算产线和设备OEE

一 啥是LOT数据分析

1.1 定义是啥?

LOT数据分析服务是基于物联网的资产模型,通过它来整合物联网数据集成,清洗,存储,分析,可视化,为物联网数据开发者提供一站式服务,降低开发门槛,缩短开发周期,能够快速实现物联网数据变现的云平台;

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1.2 首先搞明白资产模型?

它是对物理世界进行数字化建模的技术,把物理对象以及物理资产准确的映射到数字空间里面去,形成可计算,可实时交互的数字对象,将极大提升业务系统与物理世界交互的效率,华为云物联网数据分析服务提供资产模型能力,帮助开发者快速定义各种复杂的资产模型,并基于该模型对物联网数据进行实时关联计算、高性能数据访问接口等;

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  • 首先是可视化资产模型开发环境

    所见即所得图形化建模引擎、来简化复杂资产开发难度、支持10层级建模

  • 然后是高性能模型计算引擎

    允许开发者在模型中定义各种实时计算任务,支持转换计算,聚合计算,流计算,满足各种复杂业务逻辑的开发

  • 最后是资产模板

    支持自定义行业资产模板、快速复制共享、共筑行业生态

    1.3 这种模型到底有啥优势

    物联网资产模型感知

    这个物联网数据分析服务是以物联网资产模型为中心的分析服务。不同于公有云上的通用型大数据相关产品,物联网数据分析服务与资产模型深度整合,在相关数据分析作业的定义中,开发者可以方便引用物联网的模型数据,这样能够大大提升数据分析的整体效率;

    另外是一站式开发体验

    大数据开发技术门槛较高,但是不用担心咱们已经给物联网数据分析服务整合了大数据分析领域的最佳实践,还给开发者打造一站式数据开发体验,并且跟华为云物联网相关服务(比如设备接入)来无缝对接,来降低开发者开发难度,提升开发效率才行;

    针对物联网时序数据优化

    针对物联网数据具备的显著时序特征,华为云数据分析服务在数据存储及数据分析上做了大量的优化。比如海量时间线能力,单实例支持10万线,数据存储压缩比20:1,以及多种时间维度的聚合计算能力;

    12.png

    1.4 应用场景有哪些

    物联网设备运营分析:

    • 业务挑战

      物联网设备运营是一个广泛应用的场景,企业有大量联网的智能设备,设备会持续产生数据。作为设备的运营方,企业需要具备多种维度的统计分析能力,真实掌握设备运营数据,比如设备增长趋势统计,设备激活趋势统计,设备活跃时间段分布,设备告警统计等等;

    • 华为云物联网数据分析服务已与物联网接入服务无缝集成,设备一旦通过接入服务接入华为云,并授权数据分析服务访问数据,即可获得常见设备运营分析相关的数据集,无需数据开发人员进行开发。因此通过物联网数据分析服务,可以使得物联网设备运营相关的数据开发周期从数周缩短至几分钟;

      • 二 如何正确使用呢

      2.1 开通服务

      如果你是首次进入IoT数据分析服务控制台后,将会自动开通IoT数据分析服务,如下面这样

      2.2 配置数据源

      IoT数据分析服务支持丰富的数据源类型,能选合适的数据源并进行配置:

      • IoTDA实时数据源:把华为云IoT设备接入服务(IoTDA)作为数据源,设备接入服务将转发设备上报的数据到IoT数据分析服务,之后您可以通过IoT数据分析服务分析设备上报数据;
      • DIS数据源:把华为云DIS服务作为数据源,您可以通过IoT数据实时推送到DIS服务,然后把IoT数据分析服务会从DIS中获取该数据即可;
      • DMS(Kafka)数据源: 把华为云DMS服务作为数据源,您可以通过把IoT数据实时推送到DMS服务,然后IoT数据分析服务会从DMS中获取该数据;
      • 离线数据源:您可以把它公有云服务的数据输出到OBS,然后把OBS作为数据分析服务的数据源,之后您可以通过离线分析服务分析OBS中的业务数据并通过报表呈现业务状况;
      • 还可以API数据源:IoT数据分析服务提供API接口,您可以通过调用API直接向IoT数据分析服务发送数据;

      2.3 添加LOTA实时数据源

      操作步骤

      1. 访问并登录“IoT数据分析”服务控制台,点击“立即使用”;
      2. 在左侧导航栏选择“数据源>IoTDA实时数据源”,点击页面中“立即授权”按钮进行确认授权。以便后续IoTA服务与IoTDA服务能够互相访问租户数据。



      3. 确认授权后,点击“添加数据源”,输入数据源名称、在实例下拉列表中选择1个您名下的IoTDA设备接入服务实例、并在产品栏选择您需要把该IoTDA实例下哪些产品的数据上报到数据分析服务中,然后点击“确定”;


      敲黑板:1个IoTDA设备接入服务实例它只能对应于1个IoTDA实时数据源,也就是不允许2个IoTDA实时数据源选择同一个IoTDA实例哈;

      2.4 然后是使用IoTDA数据源

      操作步骤如下这样

      1. 访问并登录“IoT数据分析”服务控制台,点击“立即使用”
      2. 在左侧导航栏选择“数据管理”,进入数据管道页面,在“管理列表”点击“创建数据管道”


      3. 弹出“创建数据管道”对话框,您可自行填写“作业名称”(注意:同一用户所创建的作业名称不可重复)、“描述”,并选择数据源(若列表为空,请跳转到“创建数据源”链接创建数据源,详见数据源章节),如下图所示

      使用IoTDA数据源的时候,系统会自动读取该数据源的相关信息及相关的产品信息,然后生成作业执行流程,如下图这样

      上图所示示例中,我们所选的IoTDA数据源包含两种设备:烟感设备与水表,系统自动生成了两个处理分支,分别用于处理这两种设备上报的数据

      这两个分支各自以一个“产品过滤”算子作为起始点,分别过滤出这两种设备的数据,以便于各续处理流程仅处理某一种产品的数据,如下图这样

       

      系统还自动根据这两种设备的产品信息(该产品信息以安全的方式从IoTDA获取),生成了默认的输出配置

      请用户自行选择存储组,并填写存储名称,补齐配置内容即可保存,如下图这样

      • 三 怎么去调API

      调用接口有两种认证方式:用Token认证来完成通用请求

      敲黑板:Token的有效期为24小时,需要使用一个Token鉴权时,可以先缓存起来,避免频繁调用;

      咱们这个再熟悉不过,Token在计算机系统中代表令牌(临时)的意思,拥有Token就代表拥有某种权限啦。Token认证就是在调用API的时候将Token加到请求消息头,从而通过身份认证,就能获得操作API的权限;

      构造请求中来调用获取用户Token接口为例来说明如何调用API,这样获取Token后,再调用其他接口时,您需要在请求消息头中添加“X-Auth-Token”,其值即为Token。例如Token值为“ABCDEFJ....”,则调用接口时将“X-Auth-Token: ABCDEFJ....”加到请求消息头即可,如下这样

      POST https://iam.cn-north-1.myhuaweicloud.com/v3/auth/projects
      Content-Type: application/json 
      X-Auth-Token: ABCDEFJ....

      还有AK/SK认证也行

      说明:AK/SK签名认证方式仅支持消息体大小12M以内,12M以上的请求请使用Token认证;

      AK/SK认证就是使用AK/SK对请求进行签名,在请求时将签名信息添加到消息头,从而通过身份认证;

      • AK(Access Key ID):访问密钥ID。与私有访问密钥关联的唯一标识符;访问密钥ID和私有访问密钥一起使用,对请求进行加密签名。
      • SK(Secret Access Key):与访问密钥ID结合使用的密钥,对请求进行加密签名,可标识发送方,并防止请求被修改;

      状态码

      请求发送以后,您会收到响应,包含状态码、响应消息头和消息体

      状态码是一组从1xx到5xx的数字代码,状态码表示了请求响应的状态

      响应消息头

      对应请求消息头,响应同样也有消息头,如“Content-type”等

      响应消息体

      响应消息体通常以结构化格式返回,与响应消息头中Content-type对应,传递除响应消息头之外的内容

      { 
        "groups" : [ {
          "data_store_count" : 0,
          "created_time" : "string",
          "cold_data_usage" : 0,
          "modified_time" : "string",
          "group_id" : "string",
          "name" : "string",
          "description" : "string",
          "type" : "string",
          "warm_data_usage" : 0,
          "warm_data_retention_policy" : "string",
          "cold_data_retention_policy" : "string"
        } ]
      }

      当接口调用出错时,会返回错误码及错误信息说明,错误响应的Body体格式如下所示

      {   
          "error_msg": "The format of message is error", 
          "error_code": "IoTA.99000010" 
      }

      其中,error_code表示错误码,error_msg表示错误描述信息;


      • 四 用模型实时计算产线和设备OEE

      在完成SMT产线和设备模型及资产构建并发布后运行,那么系统自动根据模型结合资产数据计算引擎,根据设备上报的数据对SMT产线和设备OEE进行实时计算,通过Console的资产监控页面可对设备状态、设备关键属性、设备数据异常告警等进行实时监控;

      4.1 操作步骤

      1. 从IoTA导航栏里面,点击“资产建模型”,然后再点击“资产”,选已创建的“SMTFactoryDemo”进入资产界面,就像下面这样

      2. 选择进入资产监控页面

      3. 然后选某一设备资产,比如选择“印刷机”设备,它能实时查看当前设备上报的所有测量类型属性数据,同时也能查看所有计算任务类型属性的实时结果数据;


        4.选择产线资产,比如“SMT产线1”,可以实时查看到当前产线的OEE相关的指标计算结果

        4.2 查看历史数据

      4. 查看某个设备资产的历史数据,比如查看印刷机的历史数据,点击选择印刷机资产,点击属性值右边的图标,即可查看当前设备资产的历史数据时序分析图,比如查看资产属性的平均值曲线;


      5. 通过点击右上角的,可查看资产时序历史原始数据

        4.3 操作步骤

      1. 点击 http://123.60.210.97:8088/ 打开终端贴片产线应用
        说明:
        • 当前应用每分种自动刷新一次最新数据
        • 左侧为产线OEE最新数据
        • 点击某个设备可查看设备的当前最新关键属性值,设备当前周期的OEE值
        • 右侧会关联显示当前选中设备的历史OEE相关数据,历史设备关键属性数据
        • 左侧下方显示对设备异常数量的统计。可点击某个设备查看此设备的关键属性值,及此设备的OEE指标,同时可查看产线或设备的历史数据,如下图所示:
      2. 查看设备数据异常告警事件,点击设备中的黄色感叹号图标,会显示设备属性的异常数据信息,如下图所示
        敲黑板如果有某台设备有异常属性值上报,咱们系统会根据模型中配置的计算任务自动实时判断数据是否存在异常,如果判断有异常则会在设备上自动显示一个黄色的感叹号图标;
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