兰 曼堡垒旦：蔓竺堂：蔓曼塑 Ｖ０Ｉ ４３ Ｎｏ．６．２０１５ ＳＨＡＮＧＨＡＩ ＴＥＸＴＩＬＥＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ上海纺织科技Ｉ 企业管理 ｌ７７ 基于大数据的棉纺织设备数据管理系统开发 郑 健 （河南工程学院管理工程学院，河南郑州４５１１９１） 摘要：以大数据时代棉纺织企业的数据管理为背景，介绍了当前常用的棉纺织没备数据采集方式，分析了棉纺织企业数据 管理的需求，建立了大数据时代棉纺织企业数据管理系统的基本架构。系统通过终端数据采集设备能够完成数据采 集功能并存人数据库，形成大数据，然后由系统对存放在数据库中的数据进行处理、分析，以便为企业管理和领导决 策提供支持。应用结果表明，使用系统以后，棉纺织企业的信息化水平得到了全面的提高，数据的精度、及时性得到 了大幅的提升，同时为企业节能减排提供了冗足的数据支持。 关键词：棉纺织；数据采集；大数据；节能减排 中图分类号：Ｆ４９ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００１—２０４４（２０１５）０６—００７７—０４ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｃｏｔｔｏｎ ｔｅｘｔｉｌｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｄａｔａ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｂｉｇ ｄａｔａ ＺＨＥＮＧ Ｊｉａｎ （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｎａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ４５１ １９１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｅ ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ ｏｆ ｄａｔａ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｔｈｅ ａｇｅ ｏｆ ｂｉｇ ｄａｔａ ｏｆ ｃｏｔｔｏｎ ｔｅｘｔｉｌｅ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ，ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｏｍｍｏｎｌｙ ｕｓｅｄ ｄａｔａ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｃｏｔｔｏｎ ｔｅｘｔｉｌｅ ｍａｃｈｉｎｅｓ ｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．ｔｈｅ ｄｅｍａｎｄ ｏｆ ｃｏｔｔｏｎ ｔｅｘｔｉｌｅ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ ｄａｔａ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ． ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｆｒａｍｅｗｏｒｋ ｏｆ ｔｈｅ ａｇｅ ｏｆ ｂｉｇ ｄａｔａ ｏｆ ｃｏｔｔｏｎ ｔｅｘｔｉｌｅ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ ｄａｔａ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ ｗａｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｔｈｅ ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｄａｔａｂａｓｅ ｂｙ ｔｅｒｍｉｎａｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｓｔｏｒａｇｅ ｔｏ ｌａｒｇｅ ｄａｔａ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｏ ｈｅｌｐ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｄｅｃｉｓｉｏｎ—ｍａｋｉｎｇ ｆｏｒ ｌｅａｄｅｒｓｈｉｐ．Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ａｆｔｅｒ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｎ ｃｏｔｔｏｎ ｔｅｘｔｉｌｅ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｆｕｌｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅｄ，ｔｈｅ ａｃｃｕｒａｃｙ ａｎｄ ｔｉｍｅｌｉｎｅｓｓ ｏｆ ｄａｔａ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｇｒｅａｔｌｙ ｅｎｈａｎｃｅｄ，ａｎｄ ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙ ｉｔ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｓｕｆｉｃｉｆｅｎｔ ｄａｔａ ｓｕｐｐｏｒｔ ｆｏｒ ｅｎｅｒｇｙ—ｓａｖｉｎｇ ａｎｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎ—ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｉｎ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｏｔｔｏｎ ｔｅｘｔｉｌｅ；ｅａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ；ｂｉｇ ｄａｔａ；ｅｎｅｒｇｙ—ｓａｖｉｎｇ ａｎｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎ—ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ２０１３年３月，世界著名信息服务公司ＩＢＭ在发表 的《分析：大数据在现实世界中的应用》中指 出：大数据具有“４Ｖ”特征，即规模化（Ｖｏｌｕｍｅ）、多样 化（Ｖａｒｉｅｔｙ）、高速率（Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）和真实性（Ｖｅｒａｃｉ！Ｙ）。 还有一些公司加上价值（Ｖａｌｕｅ）形成“５Ｖ”。但其核心 生产业，也是国际竞争优势明显的产业，在我国国民经 济发展中占有举足轻重的地位。自从改革开放以来， 经过３０多年来的快速发展，纺织工业已经发展成我国 产业体系中市场化程度最高、竞争最激烈、产业链最完 整的制造行业。在吸纳社会就业、增加农民收入、出口 是说大数据不仅是数据量大，而且随着全球信息化程 度的普及，数据形式的多样化、非结构化特征明显，导 致在数据的处理、分析、挖掘上都异常困难，但这些数 据中包含有大量对企业有用的信息，比如大量的办公 文档、文本、ＨＴＭＬ、ＸＭＬ、报表、图片、视频、音频和图 创汇、繁荣市场、促进区域经济发展等方面发挥了举足 轻重的作用。同时纺织工业也是一个资源依赖型产 业，对原材料和能源的依赖程度相当高，据工信部的统 计表明：纺织工业耗能约占全国工业总能耗的４．４％。 由此可见，纺织工业是制造工业中能源消耗比较大的 行业之一，在纺织企业中深人开展节能减排工作，对国 像等，对这些非结构化和半结构化问题进行处理正是 大数据处理的核心。棉纺织企业由于其产业链较长， 家、行业、企业和社会都有着重要的意义。这就要求我 们加强对产品、产量以及所消耗的能源进行精确的计 量，而现在大量的纺织企业由于技术投入不足，数据采 数据量庞大而且复杂，借助大数据的平台可以对企业 的设备数据、产品数据、环境数据、办公数据以及视频 数据进行分析，从而为企业的节能减排提供服务，进而 提高企业的效益。 集基本靠人工进行。人工数据采集一方面会影响数据 的时效性，另外一方面也会增加一定的人力成本。在 纺织行业是我国国民经济的传统支柱和重要的民 收稿日期：２０１４—１２—２２ 人力成本Ｅｔ益升高的情况下，行业的低利润率造成大 量的纺织企业举步维艰，故提高数据采集的效率是大 量纺织企业亟待解决的难题，尤其是占企业成本较大 比重的能源消耗数据的采集。 基金项目：河南省科技攻关课题（１３２１０２２１０４５８）；郑州市科技创新团 队项目（１３ｌＰＣＸＴＤ５９２） 作者简介：郑健（１９７２一），男，河南淮阳人，硕士，副教授，主要从事企业 信息化方面的教学与研究。 １ 大数据对棉纺织企业数据采集的影响 ｌ上海纺织科技ＳＨＡＮＧＨＡＩ ＴＥＸＴＩＬＥＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ 曼堡曼旦：蔓塑查：堕 塑 Ｖ０Ｉ．４３ Ｎｏ ６．２０１５ ７８ｌ 企业管理 １．１ 大数据时代国内棉纺织设备数据采集的现状 业，而是向资金密集型和技术密集型的方向发展。特 别是近几年云计算和大数据时代的到来，对企业基础 数据的要求更高，具体来讲有以下几个方面： （１）棉纺织企业需要实时了解企业设备运行状 态，了解有关设备的异常情况，使得企业可以细致周密 在大数据时代，资讯的发达使国内纺织企业可以 在第一时间获取很多家机构发布的流行趋势。考验企 业的是如何将资讯转化为产品，同时也要将自己的设 备、产品信息形成大数据，以便对产品的质量和品种进 行追踪和管理。国内棉纺企业由于历史原因，在２０世 地制定设备维修计划和生产计划，能够进行精细化的 管理。 纪９０年代中后期以后，发展出现了滞缓的现象，设备 的投入也锐减，使得棉纺织企业设备品牌不一、型号各 （２）对产品生产过程进行监控，了解产品在生产 异，具体来讲有以下一些特征。 １．１．１设备混杂，品牌多样 我国棉纺织企业大都建于２０世纪５０～６Ｏ年代， 在建国初期，为国民经济做出了不可泯灭的贡献，但自 ２０世纪８０年代进行改革开放以后，纺织企业进行了 市场化的改革，作为日用品和轻工业、市场化程度比较 高的纺织业成为了国有经济退出的领域。于是大量的 棉纺织企业进行了改制，再加上棉花的价格逐渐攀升， 使得棉纺织企业运营困难，鲜有充沛的资金进行设备 的更新，故大量的棉纺企业中设备混杂，既有２０世纪 ８０年代的设备，也有２１世纪更新的设备；既有进口的 德国、日本等国家的设备，也有国产的棉纺设备，呈混 杂运行使用的状态。 １．１．２人工采集，量大易错 我国的棉纺企业由于市场充分竞争，又完全和世 界接轨，大多企业都比较重视成本的核算，故有关成本 数据的采集也受到企业重视，但由于设备混杂，有些设 备具有较为先进的可编程控制器（ＰＬＣ），有些设备没 有，并且不同设备采用的ＰＬＣ也不一致。故大多企业 采用人工抄表方式进行数据采集，由于设备众多，数量 庞大，造成采集的数据精度较低，并且错误较多，影响 了企业成本核算的精度和企业管理的精细化。 １．１．３数据多样，格式不一 由于没有统一的数据标准，棉纺企业往往根据自 己的需要设计表格，然后采集相关的数据，在不同时期 采集的数据格式不统一，使得非格式化数据和半格式 化数据较多，使用传统的数据处理方式，缺乏纵向分析 和横向比较，使得数据的利用率大为降低，同时也丧失 了很多机会。 １．２ 国内棉纺织设备数据采集系统的需求分析 ２１世纪是企业竞争全球化的时代，棉纺织企业的 发展正在由高速、高产、高效向信息化、自动化、短流 程、多品种方向发展，也不再是简单的劳动密集型的企 过程中的基本情况，为产品的质量追溯提供数据基础。 （３）棉纺织企业需要了解企业能源消耗情况，国 家“十二五规划”对纺织企业单位能耗的降低提出了 具体而明确的要求，企业需要详细的能耗数据，以便为 企业节能减排提供数据支持。 （４）国内棉纺织企业大都实行计件工资，需要对 生产的产品数量进行精确的计量，只有精细的数据才 能进行计件核算和成本的详细计算。 ２基于大数据的棉纺织企业数据管理系统的 架构设计 棉纺织企业由于涉及的设备数量众多，产品链较 长，数据自动采集一直是众多棉纺企业的难题。随着 大数据技术的出现和发展，对棉纺企业来说，如何采集 设备的状态、产品的状态、环境以及能量消耗等生产性 数据，以利于企业利用大数据对其进行分析，以便为企 业的产品质量的追踪和增值提供必要的服务也是现在 棉纺企业急需解决的问题。 ２．１采集方式的选择 我们对棉纺企业数据采集方式进行了针对性的考 察，常见的数据采集方式有３种：第一种是ＰＬＣ采集， 较为新型的设备都配备有ＰＬＣ（可编程控制器）单元。 ＰＬＣ采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序， 执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面 向用户的指令，并通过数字或模拟式输入／输出控制各 种类型的机械或生产过程。使用ＰＬＣ连接设备上的 传感器，可以精确地监控设备的状态，甚至采用ＰＩＤ控 制单元、高速计数器、带速度补偿的模拟单元、Ａｓｃ码 转换单元等控制设备的运行。但有些较老的纺织设备 没有安装，加装ＰＬＣ费用也比较高。第二种方式是使 用软件直接读取传感器进行采集，由采集服务器对采 集的数据进行处理，然后存到后台数据库中，构建大数 据。第三种是采用数据采集卡／单片机的方式，有些较 老的设备没有ＰＬＣ，可以加装数据采集卡／单片机进行
