داده‌های پراکنده تجهیزات، در داشبوردهایی خوانا برای تصمیم‌گیری عملیاتی

طراحی داشبوردهای مانیتورینگ صنعتی با ThingsBoard

طراحی داشبوردهای سفارشی ThingsBoard برای نمایش تله‌متری تجهیزات، اندازه‌گیری سنسورهای صنعتی، وضعیت دستگاه‌ها، روندهای عملیاتی و هشدارها.

اینترنت اشیاوضعیت پروژه: در حال توسعه
تصویرسازی انتزاعی از یک داشبورد مانیتورینگ صنعتی با نمودارها و نشانگرهای وضعیت

تعریف مسئله

در محیط‌های صنعتی، داده‌های سنسورها و تجهیزات اغلب در سامانه‌های جداگانه، صفحه‌نمایش‌های محلی یا حتی برگه‌های ثبت دستی پراکنده‌اند. کارشناس بهره‌برداری برای دیدن وضعیت کلی یک خط تولید یا یک سایت معدنی باید به چند منبع مختلف سر بزند.

در چنین شرایطی، روندهای تدریجی مانند افزایش آهسته دما یا لرزش دیر دیده می‌شوند و هشدارها یا بیش از حد زیادند یا اصلاً به فرد درست نمی‌رسند. داشبوردی که برای نقش و نیاز هر کاربر طراحی شده باشد، می‌تواند این شکاف را کم کند.

رویکرد فنی

این پروژه بر طراحی داشبوردهای سفارشی در ThingsBoard تمرکز دارد. داده‌های تله‌متری از طریق MQTT یا یکپارچه‌سازی‌های دیگر به پلتفرم می‌رسند، در قالب دستگاه‌ها و دارایی‌ها سازمان‌دهی می‌شوند و با زنجیره قواعد پردازش و برای هشدار ارزیابی می‌شوند.

داشبوردها در چند سطح طراحی می‌شوند: نمای کلی سایت برای مدیران، نمای خط یا ناحیه برای سرپرستان و نمای جزئی هر دستگاه برای کارشناسان فنی. در هر سطح، فقط شاخص‌هایی نمایش داده می‌شوند که برای تصمیم‌گیری در همان نقش لازم است. تصاویر این صفحه نمایشی مفهومی‌اند و یک سامانه در حال بهره‌برداری را نشان نمی‌دهند.

معماری

  1. ۱

    دستگاه‌ها و گیت‌وی‌ها

    سنسورها و تجهیزاتی که داده را مستقیم یا از طریق گیت‌وی ارسال می‌کنند.

  2. ۲

    لایه انتقال MQTT

    ارسال سبک و قابل اتکای تله‌متری و ویژگی‌های دستگاه به پلتفرم.

  3. ۳

    مدل داده ThingsBoard

    سازمان‌دهی دستگاه‌ها، دارایی‌ها و روابط آن‌ها مطابق ساختار سایت.

  4. ۴

    زنجیره قواعد و هشدارها

    پردازش داده، محاسبه مقادیر مشتق و ایجاد هشدار بر اساس آستانه‌ها.

  5. ۵

    داشبوردهای چندسطحی

    نمای سایت، خط و دستگاه با نمودارهای سری زمانی و نشانگر وضعیت.

قابلیت‌ها

  • نمایش تله‌متری زنده دستگاه‌ها
  • نمودارهای سری زمانی برای تحلیل روند
  • نشانگر وضعیت تجهیزات و آنلاین بودن دستگاه‌ها
  • هشدار بر اساس آستانه با سطح‌بندی شدت
  • نماهای جداگانه برای سایت، خط و دستگاه
  • ساختار سلسله‌مراتبی دارایی‌ها و دستگاه‌ها
  • دسترسی مبتنی بر نقش کاربران

تصمیم‌های طراحی داشبورد

یک داشبورد مانیتورینگ ThingsBoard زمانی مفید است که به پرسش مشخصی پاسخ دهد. به همین دلیل، طراحی از فهرست پرسش‌های هر نقش شروع می‌شود، نه از فهرست سنسورها: «کدام تجهیزات الان مشکل دارند؟»، «روند دمای این موتور در هفته گذشته چگونه بوده؟»، «کدام دستگاه‌ها داده ارسال نمی‌کنند؟». هر ویجت باید به یکی از این پرسش‌ها پاسخ دهد.

  • رنگ‌ها فقط برای نشان دادن وضعیت به کار می‌روند تا هشدار واقعی در میان عناصر تزئینی گم نشود.
  • نمودارهای سری زمانی بازه زمانی قابل تغییر دارند تا هم رخدادهای لحظه‌ای و هم روندهای بلندمدت قابل بررسی باشند.
  • از داشبوردهای قالب‌محور استفاده می‌شود تا یک طراحی برای همه دستگاه‌های هم‌نوع به کار رود.

جریان داده و نگهداشت

داده‌ها از طریق MQTT به ThingsBoard می‌رسند و زنجیره قواعد آن‌ها را اعتبارسنجی می‌کند، مقادیر مشتق مانند میانگین یا وضعیت محاسبه‌شده را می‌سازد و در صورت عبور از آستانه، هشدار ایجاد می‌کند. هشدارها سطح شدت دارند و می‌توانند تأیید و پیگیری شوند تا از انباشت هشدارهای بی‌پاسخ جلوگیری شود.

از نظر امنیت و نگهداشت، هر دستگاه اعتبارنامه اختصاصی دارد، ارتباط‌ها رمزنگاری می‌شوند و دسترسی کاربران بر اساس نقش و محدوده سایت تعریف می‌شود. نام‌گذاری یکدست دستگاه‌ها و کلیدهای تله‌متری، افزودن تجهیزات جدید را ساده‌تر می‌کند. از آنجا که بستر ارتباطی در هر سایت متفاوت است، مدل داده به شبکه خاصی وابسته نیست: چه دستگاه‌ها از طریق شبکه سیمی، شبکه سلولی یا LoRaWAN داده بفرستند، داشبوردها با همان ساختار تله‌متری کار می‌کنند.

امکان توسعه

این ساختار می‌تواند با گزارش‌های دوره‌ای، شاخص‌های عملکرد تجهیزات و اتصال به سامانه‌های نگهداری و تعمیرات گسترش یابد. همین رویکرد در پروژه‌های مانیتورینگ صنعتی و هوشمندسازی معادن نیز قابل استفاده است.

مقالات مرتبط

۵ دقیقه مطالعه

ThingsBoard برای مانیتورینگ صنعتی؛ از مدل داده تا داشبورد

ThingsBoard یک پلتفرم متن‌باز اینترنت اشیاست که برای مانیتورینگ صنعتی کاربرد گسترده دارد. این مقاله مدل داده، موتور قواعد، هشدارها، داشبوردها، استقرار و امنیت آن را به زبان فنی توضیح می‌دهد.

پروژه‌های دیگر

مشاهده همهٔ پروژه‌ها

به راهکاری مشابه نیاز دارید؟

بیایید بررسی کنیم این رویکرد چگونه با تجهیزات و نیازهای شما تطبیق پیدا می‌کند.