基于IoT数据分析快速构建产线数字孪生

基于IoT数据分析快速构建产线数字孪生

实验内容

华为云IoT数据分析服务基于物联网资产模型，整合IoT数据集成、清洗、存储、分析、可视化，为IoT数据开发者提供一站式服务，降低开发门槛，缩短开发周期，快速实现IoT数据价值变现。

本实验将指导您使用IoTA服务资产模型能力快速构建SMT数字工厂孪生体，并计算得出数字化产线和设备的OEE指标。实验主要包括如下几个部分：

创建SMT产线资产

创建SMT产线下的设备资产

通过设备模拟器上报设备属性数据

通过应用查看设备OEE/关键指标/告警数据

关闭数据上报/回退已创建资产

实验操作步骤

实验准备

创建产品和设备并上报设备数据

进入设备接入控制台，点击快速体验

点击向导式极速体验

自定义产品名称，创建产品。

选择C#语言，下载设备演示包，双击其中的exe文件运行

即可看到开始数据上报。

创建数据源

进入IoT数据分析控制台，页面预览如下图所示。

左侧导航栏选择数据源，进入数据源点击“添加数据源”

创建IoTDA实时数据源，将设备接入上报的设备数据进行在线分析

数据源名称：填写名称如IoT接入数据源

实例：共享实例

产品：勾选刚刚创建的hello

点击确定后提示添加数据源成功

创建数据管道

点击左侧导航栏选择数据管道，点击“创建数据管道”

输入管道信息创建管道作业，点击“确定”进入作业编辑页面。

作业名称：SMT产线设备数据接入

描述：SMT产线设备数据接入作业

选择数据源：IoTDA

进入管道作业编辑页面，系统默认为作业配置了“IoT设备接入数据源“，“产品过滤”，“数据存储输出”

3个算子，如下图所示

点击“hello存储输出”，右侧配置存储组名称中选择默认的”资产模型存储“，在”数据存储名称“中点击添加，输入存储名称”hello1“点击右侧图标，保存配置。

添加”数据计算算子“，右键点击算子图标，弹出菜单中选择”数据计算“算子，如下图所示

算子配置如下图所示:

算子名称：转换时间格式

变量名称：event_time_s

取值：body.services[0].event_time

属性名称：event_time

表达式：TimeFunction.stringToLong(event_time_s)

再添加”数据计算算子“，右键点击算子图标，弹出菜单中选择”数据计算“算子，如下图所示

算子的配置如下图所示：

算子名称：增加output和quality属性

变量：

变量名称：event_time

取值：event_time

变量名称：quality_result

取值：body.services[?(@.service_id==‘profile2’)].properties.result

计算配置：

属性名称：body.services[?(@.service_id==‘profile2’)].properties.is_plan_work_period

表达式：TimeFunction.shiftCheck(event_time, “07:00:00”,

“12:00:00”) || TimeFunction.shiftCheck(event_time,

“13:30:00”, “18:00:00”) ||

TimeFunction.shiftCheck(event_time, “19:00:00”,

“23:59:00”)

属性名称：body.services[?(@.service_id==‘profile2’)].properties.quality

表达式：quality_result>=1 && quality_result <= 9 ?1:0

属性名称：body.services[?(@.service_id==‘profile2’)].properties.output

表达式：1

再添加“数据过滤”算子，右键点击算子图标，弹出菜单中选择”数据计算“算子，如下图所示

算子配置如下图所示:

算子名称：过滤掉非工作时间段的数据

条件关系： AND

过滤条件

属性：body.services[?(@.service_id==‘profile2’)].properties.is_plan_work_period

计算符号：EQUAL

数值：true

在hello存储输出中添加三个属性

属性配置如下

属性名称：isPlanWorkPeriod

属性类型：String

源属性：body.services[?(@.service_id==‘profile2’)].properties.is_plan_work_period

属性名称：Output

属性类型：INTEGER

源属性：body.services[?(@.service_id==‘profile2’)].properties.output

属性名称：Quality

属性类型：INTEGER

源属性：body.services[?(@.service_id==‘profile2’)].properties.quality

增加计划工作状态属性，

右键点击IoTDA数据源算子弹出“添加产品过滤”算子图标

产品过滤算子的参数可参考上面的hello1分支进行相同配置

增加超时插补算子，右键点击增加“超时插补”算子

算子配置及解释说明如下：

分区键：header.device_id

即使用消息头中的设备ID字段，用于给每个设备插补设备的计划工作状态。

插补时间类型：ABOLUTELY，

绝对类型，即每个周期都会固定插入设备的计划工作状态属性。

插补周期： * * * * * ?

Cron表达式，表示每秒钟都插补设备的计划工作状态。

等待时长 ： 0 表示不等待

增加“数据计算”算子，用于转换时间格式，配置方法与步骤5相同，

增加“数据计算”算子，用于增加增加PlanningWorkStatus属性

配置数据计算算子

算子名称：增加PlanningWorkStatus属性

变量：

变量名称：event_time

取值：event_time

计算配置：

属性名称：PlanningWorkStatus

表达式：TimeFunction.shiftCheck(event_time, “07:00:00”,

“12:00:00”) || TimeFunction.shiftCheck(event_time,

“13:30:00”, “18:00:00”) ||

TimeFunction.shiftCheck(event_time, “19:00:00”,

“23:59:00”)

增加数据输出算子，用于将设备计划工作状态数据输出到存储中

算子配置如下：

存储组：资产模型存储

数据存储名称：hello1

设备id来源：header.device_id

属性：

输出属性名称：PlanningWorkStatus

属性类型：String

源属性：PlanningWorkStatus

点击右上角保存，并启动作业。

启动成功后，约1分钟左右，作业状态为“运行中”表示作业正常运行。

创建SMT产线和设备资产模型

创建设备模型：印刷机模型，在IoTA

ConsoleIoT数据分析-总览 (huaweicloud.com)中左侧导航栏中选择“资产建模”，“模型”，点击上方“新建”

输入模型名称： smokedetector， 显示名称： “烟雾传感器”，点击“确定”保存。

为传感器增加属性，点击属性信息下方“快速添加”按钮，可从数据存储中快速导入印刷机属性字段，减少手工操作。

在数据存储中下拉选择“hello1”存储名称，勾选所有导入的属性，然后点击“确定”保存。

导入后效果如下

为传感器增加静态类型和分析任务类型的属性，通过界面“手动添加”方式，按照"设备公共性属性列表"的参数进行配置。

设备共性属性列表

为传感器模型增加分析任务，通过界面“添加分析任务”，按照"设备公共分析任务列表"的参数进行配置。

设备共性分析任务列表

创建完成后如下所示

创建产线模型，点击新建，弹出模型对话框，输入模型名称：“ProductLine”，显示名称：“产线”，点击“确定”。

创建SMT产线资产

创建SMT工厂资产，在左侧导航栏，选择“资产”，点击“新建资产”

输入资产名称：SMTFactoryDemo，显示名称：SMT数字工厂 模型：ProductLine

创建SMT产线资产

点击SMTFactoryDemo资产进入资产编辑页面，右键点击工厂资产，选择“添加子资产”

输入 资产名称：ProductLine01, 显示名称： SMT产线1， 模型：ProductLine，

设备ID：不填

点击“确定”创建完成。

创建完成如下图所示：

创建SMT产线下的设备资产

右键点击厂线资产节点，点击“添加子资产”

输入资产名称 “ProductLine01_LaserMarking01”

显示名称：“产线01_印刷机01”

选择模型：“smokedetector”

输入设备ID：XXXX （参见附录:如何从IoTDA上获取设备ID）

（获取设备ID如下图）

完成所设备资产创建后的效果图如下：

点击右上角的“发布”按钮发布资产

发布成功后进入监控界面，可以看到属性的实时数据更新

点击可以进入时序探索中查看详细的历史数据，更多属性数据可以自行体验查看

附录：如何在IoTDA上查询设备ID

访问设备接入IoTDA服务产品首页，链接如下：https://www.huaweicloud.com/product/iothub.html，单击“立即使用”。

进入设备接入控制台，选择左侧导航栏的“设备”>“所有设备”，在右侧选择需要查看设备对应的产品类型，比如“Mouter1”表示查看所有的贴片机设备。

镭雕机：HDCLaserMarking1

印刷机：Printing1

贴片机：Mounter1

锡膏检测仪：SPI1

AOI光学检测仪：AOI1

回流炉：RefluxFurnace1

选择需要查看的设备，比如选择“ProductLine02_Mounter01”，点击右侧“查看”，进入设备详情页面，如下图所示：

在设备详情页面中，可看到设备ID信息，点击设备ID右侧的复制图标即可完成设备ID的复制。

至此，本实验体验内容完成。请参考后续章节释放资源。

实验资源释放

关闭数据上报/删除创建的产线和设备资产

体验关闭设备模拟器上报数据。

关闭了最开始下载的exe命令提示符，然后过一段时间后会自动停止上报。

进入资产编辑工作台页面，选择上面体验过程中创建的产线资产“ProductLine01”，点击右键选择“删除”。

删除父资产时会自动删除父资产下的所有子资产，即删除产线时会自动删除整个产线和产线下所有设备。

注：删除资产是为了后续重复体验做好准备。

点击右上角的“发布”按钮使之生效。

确认资产是否已删除。

刷新页面，查看监控页签，确认资产模型已删除。

停止数据管道

在左侧导航栏，选择“数据管道”，点击管道进入界面

点击右上角“停止作业”

点击“确认”

停止管道作业成功后，作业处于就绪状态

至此，本次体验全部完成。

IoT 设备接入 IoTDA

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