IIoT/OT中的TIG堆栈
作者：Jessica Wachtel / 产品
2023年4月19日
许多工业操作员发现自己正处于又一次工业革命之中。通过人工智能（AI）和机器学习（ML）的集成来获得更深入的洞察力，这标志着第四次浪潮（或工业4.0）。数据不再是仅仅占据服务器空间的记录。它是活生生的，并创造价值。实时洞察力与历史记录协同工作，描绘出一台机器及其/或其组件的整个生命周期。当然，除非数据历史学家将数据困住，防止它在系统集成之间自由流动，将其与企业最新技术切断联系，并使用过于特定的软件将其封闭起来，使得顶尖人才没有兴趣发展专业知识。
数据历史学家是之前工业转型时期遗留的软件系统，当时机械和模拟机械向数字转型，机器人进入工厂。曾经被视为技术的前沿，数据历史学家现在从现代工厂中宝贵的生活资源中抽取数据，将这些数据转变为古老系统中的陈旧记录。
对传统数据历史学家的不满并不是新闻，也不是解决方案。这只是另一个需要解决的问题。
通过预测性维护节省资金
当涉及到维护昂贵的工业设备时，常见的流程不足以应对。通常，这涉及到尽可能频繁和偶尔地安排定期维护，以保持机器的正常运行，同时又不耗尽维护预算。另一种情况是，由于故障而安排紧急维护。但如果有办法使用数据来预测机器何时需要维护，并在对生产影响最小的时候安排维修呢？
预测性维护方法利用历史和实时数据以及机器学习和高级分析工具，可以识别模式并预测机器行为。例如，历史数据提供了理解机器寿命所需的所有细节。结合实时分析，只有在设备显示出磨损迹象并接近寿命终结时才安排维护。
传统数据历史学家缺乏使预测性维护成为可能的能力。
进入TIG堆栈：Telegraf、InfluxDB、Grafana
TIG堆栈是传统数据历史学家的开源替代品。《a href="https://influxdb.org.cn/time-series-platform/telegraf/">Telegraf解决数据收集挑战，《a href="https://influxdb.org.cn/products/influxdb-cloud/">InfluxDB存储和管理时间序列数据，《a href="https://influxdb.org.cn/grafana/">Grafana使数据可视化成为可能。让我们更深入地了解堆栈的每一部分。
Telegraf：数据收集
Telegraf轻量级，用Go编写，没有外部依赖，并且具有最小的内存占用。您可以在最小的设备上安装它，并且它可以处理工业数据的规模和数量。
Telegraf的架构基于插件。有300多个插件可用于几乎每一种服务和协议。混合和匹配您应用程序和IIoT规格所需的插件。由于Telegraf是开源的，如果某个插件不存在，您总是可以创建一个，以获得更定制的体验。
Telegraf有四种类型的插件
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输入：数据从Telegraf连接的输入插件开始，Telegraf可以连接到任何数据源，包括MQTT、Kafka、ModBus、OPC-UA、SNMP、GNMI等。
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处理器：处理器可以转换、装饰或过滤原始指标。处理器可以作为数据清理器使用。
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聚合器：聚合器对数据应用所需的操作（例如，平均值、最小值或最大值）。
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输出：这些插件将数据从Telegraf推送到目标源。
InfluxDB：大规模数据存储和查询
如果您在传输过程中不清理数据，InfluxDB可以清理和聚合数据，还有更多。与数据历史记录器相比，InfluxDB的优点不仅限于存储和查询。InfluxDB提供高级实时分析，可以利用大数据集进行AI/ML集成，并有助于预测性维护程序的部署。
InfluxDB Cloud，由IOx提供支持，是一个专为时间序列数据设计的数据库。该数据库基于Rust构建，在Apache Arrow之上，这是一个列式数据库，它将计算和存储分离，以提供更大的灵活性。它使用Apache Arrow Flight SQL在客户端、服务器和其他系统及工具之间传输数据。许多数据科学家、数据仓库和大数据工程师正在采用Arrow生态系统，简化了与InfluxDB的集成。
InfluxDB Cloud支持原生的SQL查询，包括SQL查询、解析器和执行引擎。InfluxDB可以处理无限定性的数据，并且用户可以在任何维度上对他们的数据进行切片和切块。
Grafana：实时数据可视化和警报
TIG堆栈的最后一部分带我们回到了工厂地面。Grafana仪表板允许您查询和可视化数据，以实时提供价值。当与历史数据和预测性维护过程结合使用时，Grafana可以显示事物当前状态与预期状态之间的差异。实时警报有助于将注意力集中在需要的地方。最好的是，Grafana可以无缝集成到InfluxDB中。
有几种设置仪表板的方法来满足特定用例的需求：现成的仪表板、自定义UI Grafana仪表板和自定义编码仪表板。还有一个Flight SQL插件，允许用户构建在BI工具中常见的报告和仪表板。Grafana可以在多页或单页玻璃设置上显示仪表板。您可以为所有利益相关者配置自定义仪表板，无论是为边缘工厂操作员提供机器信息，还是为总部商务分析师提供单页玻璃视图，或者任何其他人。
开始使用TIG堆栈
TIG堆栈适应您的业务需求，而不是您的业务适应旧数据历史记录器的限制。自定义插件、高级实时分析和自定义共享仪表板只是几个功能，可以启用预测性维护和实现业务目标。
要开始，今天创建一个免费的InfluxDB Cloud账户。
