CN104699044B - 一种印刷机机联网系统及设备维护方法和配方服务方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种印刷机机联网系统，包括多个印刷企业现场以太网，多个印刷企业现场以太网分别通过连接云或印刷企业自有云与制造商服务云连接，制造商服务云分别与制造商终端设备、制造商服务器、制造商技术服务中心浏览器连接；连接云为制造商服务云中的一部分。本发明的另一目的是提供一种利用印刷机机联网系统为印刷设备提供设备维护的方法。本发明的再一目的是提供一种利用印刷机机联网系统为印刷设备提供配方服务的方法。本发明的一种印刷机机联网系统，使得印刷机制造企业能够为印刷企业提供印刷设备的联机云端生产管理、健康分析和故障诊断、配方生成与优化服务，以此来提高印刷企业生产效率、产品质量、保证设备完好率及使用率。
Description
技术领域
本发明属于包装印刷设备的工业物联网和智能信息技术领域，涉及一种印刷机机联网系统，还涉及一种利用印刷机机联网系统为印刷设备提供设备维护的方法，以及利用印刷机机联网系统为印刷设备提供配方服务的方法。
背景技术
在印刷行业，以高速凹印机、柔印机为代表的高中档包装印刷设备，具有高成本、高附加值的特点，因而对生产质量、废品率、设备运行效率与维护等都有较高的要求，同时对设备操作人员的技术也要求很高。针对高中档包装印刷设备的这种高要求，设备使用厂家在使用时也只能依靠管理、维护以及操作人员的经验进行粗放的运作，因此就形成了速度上不去、开机率偏低、废品率居高不下的局面，同时还要面对人工成本的上升和有经验工人稀缺的状况。而对于设备制造企业来说，他们对于设备的监控、维护和使用指导等服务也很难有效和快速实施，成本高、效率低，严重影响了印刷机制造企业对印刷设备的保障，导致无法开展有效的技术增值服务。
另外，现有的高中档包装印刷设备自动化水平虽然已经较高，但是如何以自动化为基础，并通过信息和智能工具来为印刷企业提供设备管理、工艺以及运营维护方面的服务，帮助印刷企业提高产品质量、保证设备完好率和使用率，是印刷机制造企业需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种印刷机机联网系统，使得印刷机制造企业能够为印刷企业提供印刷设备的联机云端生产管理、健康分析和故障诊断、配方生成与优化服务，以此来提高印刷企业生产效率、产品质量、保证设备完好率及使用率。
本发明的另一目的是提供一种利用印刷机机联网系统为印刷设备提供设备维护的方法。
本发明的再一目的是提供一种利用印刷机机联网系统为印刷设备提供配方服务的方法。
本发明所采用的一种技术方案是，一种印刷机机联网系统，包括两个或两个以上的印刷企业现场以太网，两个或两个以上的印刷企业现场以太网分别通过连接云或印刷企业自有云与制造商服务云连接，制造商服务云分别与制造商终端设备、制造商服务器、制造商技术服务中心浏览器连接；连接云为制造商服务云中的一部分；
印刷企业现场以太网包括与交换机连接的PC机、多个PLC，PC机与连接云连接或与印刷企业自有云连接，多个PLC分别与每一台印刷设备连接；
PC机上安装有OPC客户端，OPC客户端分别与PC机上的OPC服务器、现场实时监控模块、配方数据接口模块、实时数据接口模块、数据管理Host模块、数据库连接，数据管理Host模块还分别与PC机上的数据库、历史数据接口模块连接，OPC服务器与多个PLC连接；
配方数据接口模块、实时数据接口模块和历史数据接口模块均与印刷企业自有云或连接云上的ServiceBus模块连接，ServiceBus模块还分别与设置于印刷企业自有云或连接云上的云设备维护模块、云配方/云工单/云机台/云存储模块连接；
ServiceBus模块还分别与设置于制造商服务云上的数据User接口模块、服务申请Provider接口模块连接；服务申请Provider接口模块分别与设备诊断响应模块、配方服务响应模块连接，配方服务响应模块分别与配方优化ML REST API、配方/绩效OLAP Report连接，配方/绩效OLAP Report与OLAP平台维护模块连接，配方优化ML REST API模块、配方/绩效OLAP Report模块同时与云配方/云工单/云机台/云存储模块连接；
云设备维护模块还分别与设置于制造商服务云上的健康分析ML REST API、故障诊断ML REST API连接，故障诊断ML REST API分别与ML平台维护模块、健康分析ML RESTAPI连接；ML平台维护模块分别与健康分析ML REST API、配方优化ML REST API连接；
数据User接口模块分别与设备诊断响应模块、配方服务响应模块、ML平台维护模块和OLAP平台维护模块连接；
设备诊断响应模块、配方服务响应模块、配方优化ML REST API、配方/绩效OLAPReport、ML平台维护模块和OLAP平台维护模块均设置于制造商服务云上。
本发明一种技术方案的特点还在于，
印刷企业现场以太网还包括与交换机连接的摄像头，摄像头依次与AxtiveX视频控件模块、现场视频模块、视频数据Provider接口模块、MedioService/Blob模块、实时数据与回溯/视频监视模块连接，实时数据与回溯/视频监视模块还与ServiceBus模块连接，AxtiveX视频控件模块、现场视频模块、视频数据Provider接口模块均设置于PC机上，MedioService/Blob模块、实时数据与回溯/视频监视模块均设置于印刷企业自有云或连接云上。
印刷企业自有云或连接云还与印刷企业终端设备连接，印刷企业终端设备、制造商终端设备为能够使用浏览器的台式或移动设备；并通过公用互联网或无线Wifi连接到印刷企业自有云或连接到连接云当中。
本发明另一种技术方案是，一种利用印刷机机联网系统为印刷设备提供设备维护的方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，PC机上设置的OPC服务器通过与印刷企业设备现场的多个PLC1通讯，采集每一台印刷设备的实时运行数据，并将实时运行数据发送至OPC客户端；
步骤2，OPC客户端将每一台印刷设备的实时运行数据依次通过实时数据接口模块以及ServiceBus模块传输至印刷企业自有云上实时数据与回溯/视频监视模块中，同时OPC客户端将实时运行数据存储至数据库当中；
步骤3，印刷企业管理人员、印刷企业操作人员、设备制造商的服务工程师登录到印刷企业自有云或连接云中，通过实时数据与回溯/视频监视模块对印刷设备的运行状况进行实时监视；如果印刷企业管理人员、印刷企业操作人员、设备制造商的服务工程师未实时查看数据，则数据库会将实时运行数据通过数据管理Host模块，在后台将实时运行数据保存到历史数据库中，作为历史数据保存1-7天；在超过历史数据库的保存期之后，历史数据将会通过历史数据接口转移到云配方/云工单/云机台/云存储模块中保存1个月；
步骤4，印刷企业的设备维护人员登录到印刷企业自有云或连接云当中后，通过云设备维护模块，将云配方/云工单/云机台/云存储模块中该台设备的历史数据发送给健康分析REST API或故障诊断REST API；
步骤5，健康分析REST API或故障诊断REST API根据接收到的该台设备的历史数据，进行分析并将分析结果发送给设备维护模块供设备维护人员查看；如果此时设备维护人员针对给出的分析结果不能给出解决方案时，则通过服务申请Provider接口向制造商服务云发送分析请求报告并附相应的历史数据；
步骤6，制造商的设备分析人员通过设备诊断响应模块将接收到的分析请求报告及相应的历史数据发送给健康分析REST API或故障诊断REST API，健康分析REST API或故障诊断REST API根据接收到的分析请求报告及相应的历史数据进行分析，并将分析结果返回给设备分析人员，设备分析人员通过结合印刷企业自有云中的实时数据与回溯/视频监视模块中的该台设备的视频数据做出最终的分析结果并给出健康分析方案或故障诊断方案，进而将健康分析方案或故障诊断方案返回给设备维护人员，设备维护人员根据健康分析方案或故障诊断方案对该台印刷设备进行维护。
本发明另一种技术方案的特点还在于，
步骤2中OPC客户端在对实时运行数据进行传输时具体为：OPC客户端根据实时运行数据的变化快慢和印刷设备二值动作事件的数据类型将每一台印刷设备的实时运行数据分为三组，并分别对应三个数据通道，分别为快速数据通道、慢速数据通道和事件数据通道，其中，快速数据通道对应的快速检测参数的采样周期设置范围为500ms～1500ms；慢速数据通道对应的慢速检测参数采样周期设置范围为30s～60s；事件数据通道是记录设备运行时发生的二值动作；
步骤3中数据库在对实时运行数据进行保存时，是通过设置对应的三个实时数据暂存数据库来分别存储对应的快速检测参数、慢速检测参数和事件数据。
步骤5中健康分析REST API或故障诊断REST API在对历史数据进行分析时，是通过调用历史数据进行机器学习训练来获得健康分析模型或故障诊断模型，健康分析模型或故障诊断模型能够对新输入的数据做健康分析和故障诊断；
并且制造商服务云上的ML平台维护模块定时调用印刷企业自有云当中的历史数据来对健康分析模型或故障诊断模型进行更新和优化；
步骤6中的视频数据是通过Axtive视频控件对印刷企业设备现场的摄像头的视频流的抓取来获得，并实现Axtive控件在Web现场视频网页浏览端的播放，供现场印刷企业工作人员查看；另一方面可以通过Provider接口及MedioService/Blob模块上传Provider接口抓取的视频流或视频文件至云端的实时数据与回溯/视频监视模块中，供印刷企业设备维护人员或制造商技术工程师在进行远程健康分析或故障分析时使用。
本发明所采用的再一种技术方案是，一种利用印刷机机联网系统为印刷设备提供配方服务的方法，包括以下步骤：
步骤1，印刷企业工艺人员登录到印刷企业自有云中，在云配方/云工单/云机台/云存储模块中制作电子工单，电子工单中包括配方数据；如果印刷企业工艺人员自己无法获得符合需求的配方，则通过ServiceBus模块和服务申请Provider接口向配方服务响应模块发送配方服务申请；
步骤2，制造商的工艺人员在配方响应模块中制作新配方，并将新配方依次通过ServiceBus模块、配方数据接口模块、OPC客户端以及OPC服务器注入PLC当中；
步骤3，PLC根据下达的电子工单中的配方数据控制印刷设备运行。
本发明再一种技术方案的特点还在于，
步骤1和步骤2中印刷企业工艺人员或制造商工艺人员生成新配方具体按照以下步骤实施：
步骤A，印刷企业工艺人员或制造商工艺人员通过调用制造商服务云上的配方OLAP Report服务获得多维数据集，多维数据集是配方/绩效OLAP Report调用云配方/云工单/云机台/云存储模块中存储的配方数据所形成的报表组合；
步骤B，印刷企业工艺人员或制造商服务人员根据需求参考多维数据集中的配方数据，来生成新配方；如果印刷企业工艺人员或制造商服务人员在制作新配方时，对于其中的一个或两个参数不能确定，则可以通过调用配方优化ML服务来获得配方数据的局部预测功能，选取最优参数，进而生成新配方，配方优化ML服务是配方优化ML REST API模块使用云存储中的配方数据进行机器学习训练所得到的具有局部预测功能；
并且OLAP平台维护模块还可以通过数据User接口模块，调用印刷企业自有云当中存储的配方数据来对配方OLAP Report模块和配方优化ML REST API当中的数据进行更新；
步骤C，配方服务响应模块将生成的新配方通过数据User接口模块返回给印刷企业工艺人员。
在印刷设备现场与印刷企业自有云之间对配方数据提取和注入时，配方数据分为配方参数和色组参数进行提取和注入，配方参数是针对整台机器的参数；色组参数是针对机组的参数。
本发明的有益效果是通过云技术将印刷企业和制造商企业联系起来，在现有的印刷设备已具备自动化的基础上，通过信息和智能工具来为印刷企业提供联机作业管理、设备管理、工艺以及运营维护方面的服务，帮助印刷企业提高生产效率、提高产品质量、保证设备完好率和使用率。
附图说明
图1是本发明一种印刷机机联网系统的形态结构示意图；
图2是本发明一种印刷机机联网系统的功能结构示意图；
图3是本发明中多维数据集的结构示意图，其中①表示数据User接口模块分别与设备诊断响应模块、配方服务响应模块、ML平台维护模块间的连接关系。
图中，1.PLC，2.交换机，3.PC机，4.摄像头，5.印刷企业终端设备，6.印刷企业自有云，7.制造商服务云，8.制造商技术服务中心浏览器，9.制造商终端设备，10.制造商服务器，11.连接云。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种基于云平台的印刷机机联网系统，如图1所示，包括两个或两个以上印刷企业现场以太网，两个或两个以上印刷企业现场以太网分别通过连接云11与制造商服务云7连接或分别通过印刷企业自有云6与制造商服务云7连接，制造商服务云7分别与制造商终端设备9、制造商服务器10、制造商技术服务中心浏览器8连接，连接云11为制造商服务云7中的一部分，是针对不设置印刷企业自有云6的印刷企业，服务云通过其内置的连接云服务提供与印刷企业自有云6上的通讯、监控和数据存储等一样的功能；
其中，印刷企业自有云6是构建在公有云上，仅供印刷企业使用；
制造商服务云7是能够提供印刷设备制造商的后台管理和后台响应功能的公有云；
其中，印刷企业现场以太网包括与交换机2连接的PC机3、多个PLC1和摄像头4，PC机3与连接云11连接或与印刷企业自有云6连接，印刷企业现场以太网还包括印刷企业终端设备5，印刷企业终端设备5与连接云11连接或与印刷企业自有云6连接，多个PLC1分别与每一台印刷设备连接。
印刷企业终端设备5通过公用互联网或现场Wifi无线网与印刷企业自有云平台6连接；
制造商终端设备9通过公用互联网或现场Wifi无线网与制造商服务云7连接。
如图2所示，PC机3上安装有OPC客户端，OPC客户端分别与PC机3上的OPC服务器，现场实时监控模块、配方数据接口模块、实时数据接口模块、数据管理Host模块、数据库连接，数据管理Host模块还分别与PC机3上的数据库、历史数据接口模块、印刷企业现有的ERP软件的数据接口模块连接，其中，OPC服务器与PLC1连接；
另外，印刷企业设备现场安装的摄像头4依次与AxtiveX视频控件模块、现场视频模块、视频Provider接口模块连接；摄像头4为固定或移动的，并通过网线或现场Wifi与交换机2连接，其被设置在机器运行的关键操作部位或经常发生故障的部位，向现场监控屏幕或印刷企业自有云6上的监控屏幕或连接云11上的监控屏幕提供影像数据。
视频Provider接口模块与设置于印刷企业自有云平台6上或设置于连接云11上的MedioService/Blob模块连接；配方数据接口模块、实时数据接口模块、历史数据接口模块均与设置于印刷企业自有云平台6上或设置于连接云11上的ServiceBus模块连接；其中，视频Provider接口模块当中还设置有视频采集模块，使得印刷企业的设备维护人员或制造商的设备分析人员通过印刷企业自有云6或连接云11上的实时数据与回溯/视频监视模块与PC机3上的视频Provider接口通讯，通过远程控制视频Provider接口内的视频采集模块，对现场摄像头的视频流进行采集。
印刷企业自有云平台6上的ServiceBus模块分别与设置于印刷企业自有云6上的实时数据与回溯/视频监视模块、云配方/云工单/云机台/云存储模块、云设备维护模块连接，实时数据与回溯/视频监视模块与印刷企业自有云6上的MedioService/Blob模块连接；
印刷企业自有云平台6上的ServiceBus模块还与设置于制造商服务云7上的服务申请Provider接口模块、数据User接口模块连接，其中，服务申请Provider接口模块分别与设备诊断响应模块和配方服务响应模块连接，配方服务响应模块分别和配方优化ML RESTAPI、配方/绩效OLAP Report连接；配方/绩效OLAP Report依次与OLAP平台维护模块、数据User接口模块连接，数据User接口模块分别与设备诊断响应模块、配方服务响应模块、ML平台维护模块和OLAP平台维护模块连接；配方优化ML REST API和配方/绩效OLAP Report同时与配方/云工单/云机台/云存储模块连接；
制造商服务云7上的ML平台维护模块分别与制造商服务云7上的配方优化ML RESTAPI、健康分析ML REST API和故障诊断ML REST API连接，健康分析ML REST API和故障诊断ML REST API同时与印刷企业自有云6上的云设备维护模块连接。
其中，服务申请Provider接口模块、数据User接口模块、配方数据接口模块、实时数据接口模块和历史数据接口模块与ServiceBus模块之间通讯的接口格式均为WCF格式，实现印刷企业现场以太网、印刷企业自有云6和制造商服务云7之间基于ServiceBus模块的数据连接和控制连接功能。
本发明一种印刷机机联网系统的工作原理如下：
印刷设备在运行时，PC机3通过其上安装的OPC服务器与多个PLC1通讯，采集印刷设备各个子系统的运行数据，并通过OPC客户端存储至数据库当中，也可将印刷设备配方注入PLC1当中，供印刷设备使用。同时，PC机3通过WCF接口与印刷企业自有云6或连接云11中的ServiceBus模块或MedioService/Blob模块连接，形成以实时数据、历史数据和视频数据为基础，实现PC机3和印刷企业自有云平台6或连接云11之间的基于以太网跨防火墙的数据通讯。
印刷企业自有云6或连接云11上运行云端化的印刷企业设备现场联机管理软件，其中包括作业管理、机台管理、配方管理和运行监控功能，通过云网站模式，实现互联网下跨厂域、移动化的生产作业和监控管理。
另外，通过自有云11上的设备商服务云的使用接口模块，印刷企业的操作人员可以通过使用相应功能，实现对印刷设备做健康分析和故障诊断，并对生产配方做评估和预测分析。进一步，则可以通过服务申请Provider接口模块，直接向制造商服务云7提交故障分析请求和新配方服务请求，制造商服务云7则通过后台的专业服务提供设备故障分析和维修建议服务，或提供最佳配方建议服务。
其中，制造商服务云7的工作流程包括两个核心：
其一是基于设备实时运行数据的设备运行状态分析和故障诊断平台，平台提供一组REST API的数据分析接口，通过Request调用实现对特定设备运行或故障数据的分析，并获得对于设备及子系统状态的评价或对故障的定位的响应。其二是基于设备生产配方和绩效数据的分析优化平台，同样通过REST API的Request和Response接口实现配方请求和提供。
另一方面，通过服务云和印刷企业自有云6或连接云11间的接口，制造商服务云7实现基于不同协作水平的数据交换互惠协议，实现对实时运行数据和管理数据的使用，同时，基于这些数据，制造商服务云7的工作人员可以通过系统维护软件，实现对印刷设备健康分析及故障诊断服务、配方提供和优化分析服务的维护升级和服务扩展。
本发明另外一种利用印刷机机联网系统为印刷设备提供设备维护的方法，包括以下步骤：
步骤1，PC机3上设置的OPC服务器通过与印刷企业设备现场的多个PLC1通讯，采集每一台印刷设备的实时运行数据，并将实时运行数据发送至OPC客户端；
步骤2，OPC客户端将每一台印刷设备的实时运行数据依次通过实时数据接口模块以及ServiceBus模块传输至印刷企业自有云6或连接云11上，同时OPC客户端将实时运行数据存储至数据库当中；
步骤3，印刷企业管理人员、印刷企业操作人员、设备制造商的服务工程师直接登录到印刷企业自有云6中，或登录到连接云11中，并通过实时数据与回溯/视频监视模块对印刷设备的运行状况进行实时监视；同时，数据管理Host模块在后台将实时运行数据自动保存到历史数据库中，作为历史数据保存1-7天；在超过历史数据库的保存期之后，历史数据将会通过历史数据接口自动转移到云配方/云工单/云机台/云存储模块中保存1个月；
上述步骤2和步骤3中在对每一台印刷设备采集实时运行数据时，是通过OPC服务器读取每一个与印刷设备连接的PLC1中记录的实时运行数据，并传递给OPC客户端，OPC客户端根据实时运行数据的变化快慢和形式将每一台印刷设备的实时运行数据分为三组，分别为快速数据通道、慢速数据通道和事件数据通道，同时在本地服务器数据库中设置对应的三个实时数据暂存数据库来存储对应的数据，其中，快速数据通道对应的快速检测数据的采样周期为为500ms～1500ms，快速检测参数包括机器状态、运行速度(um/s)、料膜速度、刮刀速度、线速度、色组电流、电机温度、当前相位、当前相位差、补偿量、横向套色偏差、纵向套色偏差、收料当前张力、收料当前直径、放料当前张力、放料当前直径、总记长、a轴记长、b轴记长、放料摆辊位置当前值、收料摆辊位置当前值、引入摆辊位置、引出摆辊位置等；
慢速数据通道对应的慢速检测参数的采样周期为30s～60s之间，慢速检测参数包括当前温度、进风风门位置、排风风门位置、回风风门位置、当前刮刀升降、当前刮刀前后、当前刮刀角度等；
事件数据通道对应的事件数据是指设备运行时发生的二值化的动作事件，当印刷设备每发生这样一个动作时，就会通过事件数据通道存储到数据库当中，事件数据包括报警状态、急停报警、停止报警、当前报警、急停、停止、启动、空转、联动、加速、减速、放料裁切信号、收料裁切信号、联动单动按钮、单动启动按钮、纵向版向前、印刷压辊合压、纵向对版向前按钮、纵向对版向后按钮、横向对版向左、横向对版向右、单动联动指示、单动运行指示、放料当前运行轴、收料当前运行轴；
步骤4，印刷企业的设备维护人员登录到印刷企业自有云6或连接云11当中后，通过云设备维护模块，将云配方/云工单/云机台/云存储模块中该台设备的历史数据发送给健康分析REST API或故障诊断REST API；
步骤5，健康分析REST API或故障诊断REST API根据接收到的该台设备的历史数据，进行分析并将分析结果发送给设备维护模块供设备维护人员查看；如果此时设备维护人员针对给出的分析结果不能给出解决方案时，则通过服务申请Provider接口向制造商服务云7发送分析请求报告并附相应的历史数据；
健康分析REST API或故障诊断REST API在对历史数据进行分析时，是在现有的机器学习的算法及流程模型下，通过调用历史数据进行训练来获得，并能够对新输入的数据做健康分析和故障诊断；另外，制造商服务云7上的ML平台维护模块还会定时调用印刷企业自有云6或连接云11当中的历史数据来对模型进行更新和优化，以使得模型的精度更高；
步骤6，制造商的设备分析人员通过设备诊断响应模块将接收到的分析请求报告及相应的历史数据发送给健康分析REST API或故障诊断REST API，健康分析REST API或故障诊断REST API根据接收到的分析请求报告及相应的历史数据进行分析，并将分析结果返回给设备分析人员，设备分析人员通过结合印刷企业自有云中的实时数据与回溯/视频监视模块中的该台设备的时间运行数据和视频图像做出最终的分析结果并给出健康分析方案或故障诊断方案，进而将健康分析方案或故障诊断方案返回给设备维护人员，设备维护人员根据健康分析方案或故障诊断方案对该台印刷设备进行维护。
其中，印刷企业设备现场的摄像头4开机启动后一直处于拍摄状态，摄像头4拍摄形成的视频流数据可以通过AxtiveX控件方式向本地数据平台上的Web视频网页提供，印刷企业的生产管理人员或操作人员通过PC机3上的现场视频模块在局域网内打开网页即可显示实时视频；另外，印刷企业的设备维护人员或制造商的设备分析人员通过印刷企业自有云6或连接云11上的实时数据与回溯/视频监视模块与PC机3上的视频Provider接口通讯，通过远程控制视频Provider接口内的采集功能模块，对印刷企业设备现场的网络摄像头的视频流数据进行视频采集，生成需要时刻的视频文件，进而将视频文件传输到印刷企业自有云6或连接云11的Blob存储空间并进行播放；另一种方式是使用MedioService对摄像头4的视频帧做流媒体处理和发送处理，并在印刷企业自有云6或连接云11的视频Web网页上播放。同时，制造商的设备分析人员可以通过登录印刷企业自有云6或连接云11当中的本Web视频网页上观看印刷设备的运行状态的视频数据。
在印刷企业中，配方是印刷设备生产运行时的正常状态参数，印刷设备在开始生产时都要选用和注入一个配方以供印刷设备进行控制，现有的印刷技术中，每一个PLC内都有一个针对该印刷设备的内部配方库，内部配方库中数据的获取有两种方式，一种是直接使用PLC中内置配方库中的配方对印刷设备进行控制，另一种是在印刷设备运行过程中，PLC的当前运行状态可以被锁定采样，并作为配方保存到内置配方库中。
本发明一种利用印刷机机联网系统为印刷设备提供配方服务的方法，包括以下步骤：
步骤1，印刷企业工艺人员登录到印刷企业自有云6或连接云11中，在云配方/云工单/云机台/云存储模块中制作电子工单，电子工单中包括配方数据；如果印刷企业工艺人员自己无法获得理想配方，则通过ServiceBus模块和服务申请Provider接口向配方服务响应模块发送配方服务申请，则制造商的工艺人员在配方服务响应模块中生成新配方；
上述步骤中，生成新配方具体包括以下步骤：
步骤1.1，印刷企业工艺人员或制造商工艺人员通过调用制造商服务云7上的配方OLAP Report服务获得其中预存的关于配方数据的多维数据集，其中，配方OLAP Report中预存的多维数据集结构如图3所示，其核心是以印刷工单生产绩效参数为事实表，以影响绩效参数的配方参数为维度表的多维数据集；
上述步骤中多维数据集是配方OLAP Report模块提取云存储模块中存储的配方数据所形成的开放的OLAP智能报表组合，为印刷企业工艺人员提供基于生产质量事实的参考数据，使得印刷企业工艺人员在生成新配方时，可以作为参考使用，从而制作出合理的配方；
步骤1.2，印刷企业工艺人员或制造商服务人员根据需求参考多维数据集中的配方数据，来生成新配方；如果印刷企业工艺人员或制造商服务人员在制作新配方时，新配方中总共包括5个参数，但对于其中一个或两个参数不能确定，则可以通过调用配方优化ML服务来获得配方数据的局部预测功能，选取最优参数，进而生成新配方；
上述步骤中配方优化ML服务是配方优化ML REST API直接调用云存储中的配方数据进行机器学习训练所得到的具有局部预测功能的数据集；
另外，OLAP平台维护模块还可以通过数据User接口模块，调用印刷企业自有云6或连接云11当中存储的配方数据来对配方OLAP Report模块和配方优化ML REST API当中的数据进行更新维护，以使得设备维护人员在使用数据参考和参数预测服务时，能够有更大的选择空间；
步骤1.3，配方服务响应模块则将生成的新配方通过数据User接口模块返回给印刷企业工艺人员；
步骤2，印刷企业工艺人员并将电子工单依次通过ServiceBus模块、配方数据接口模块、OPC客户端以及OPC服务器注入PLC当中；
步骤3，PLC根据下达的电子工单中的配方数据控制印刷设备运行。
上述所有步骤中，所涉及到的在印刷设备现场与印刷企业自有云6之间或印刷设备现场与印刷企业自有云6之间对配方数据提取和注入时，OPC客户端中针对配方数据有一个配方数据OPCgroup通道，以单批次数据读写为特征，并且形成了以AsynRead()/OnReadComplete()异步读和AsynWrite()/OnWriteComplete()异步写的配方交换上下行通道，其中配方提取和注入通道的参数包括三类：配方参数为整个机器的配方参数，包括配方名称、版辊周长、标形选择、标序选择、色标角度、正反印刷、套印方式、涂布周长、涂布系数、色标顺序、色标底色、版修步幅(纵向)、放料张力、收料起始张力、收料结束张力、引入张力、引出张力；色组配方参数是针对机组的配方参数，包括预热温度、干燥温度、进风风门位置、排风风门位置、回风风门位置、进风风机频率、排风风机频率、刮刀升降位置、刮刀前后位置、刮刀角度位置；交互参数是在配方注入时PLC与OPC客户端之间的握手信号，包括PLC->OPC保存命令、PLC->OPC是否允许一建注入状态、OPC->PLC一建注入命令，PLC->OPC保存命令，PLC->OPC组名0-5、PLC->OPC序号0-99。同时在本地服务器的数据库上设置配方和色组配方两个对应的数据库。
Claims (8)
1.一种印刷机机联网系统，其特征在于，包括两个或两个以上印刷企业现场以太网，所述两个或两个以上印刷企业现场以太网分别通过连接云(11)或印刷企业自有云(6)与制造商服务云(7)连接，制造商服务云(7)分别与制造商终端设备(9)、制造商服务器(10)、制造商技术服务中心浏览器(8)连接；所述连接云(11)为制造商服务云(7)中的一部分；
所述印刷企业现场以太网包括分别与交换机(2)连接的PC机(3)、PLC(1)，所述PC机(3)与连接云(11)连接或与印刷企业自有云(6)连接，所述PLC(1)分别与每一台印刷设备连接；
所述PC机(3)上安装有OPC客户端，OPC客户端分别与PC机(3)上的OPC服务器、现场实时监控模块、配方数据接口模块、实时数据接口模块、数据管理Host模块、数据库连接，所述数据管理Host模块还分别与PC机(3)上的数据库、历史数据接口模块连接，所述OPC服务器与PLC(1)连接；
所述配方数据接口模块、实时数据接口模块和历史数据接口模块均与印刷企业自有云(6)或连接云(11)上的ServiceBus模块连接，所述ServiceBus模块还分别与设置于印刷企业自有云(6)或连接云(11)上的云设备维护模块、云配方/云工单/云机台/云存储模块连接；
所述ServiceBus模块还分别与设置于制造商服务云(7)上的数据User接口模块、服务申请Provider接口模块连接；所述服务申请Provider接口模块分别与设备诊断响应模块、配方服务响应模块连接，所述配方服务响应模块分别与配方优化ML REST API、配方/绩效OLAP Report连接，所述配方/绩效OLAP Report与OLAP平台维护模块连接，所述配方优化MLREST API模块、配方/绩效OLAP Report模块同时与云配方/云工单/云机台/云存储模块连接；
所述云设备维护模块还分别与设置于制造商服务云(7)上的健康分析ML REST API、故障诊断ML REST API连接，所述故障诊断ML REST API分别与ML平台维护模块、健康分析MLREST API连接；所述ML平台维护模块分别与健康分析ML REST API、配方优化ML REST API连接；
所述数据User接口模块分别与设备诊断响应模块、配方服务响应模块、ML平台维护模块和OLAP平台维护模块连接；
所述设备诊断响应模块、配方服务响应模块、配方优化ML REST API、配方/绩效OLAPReport、ML平台维护模块和OLAP平台维护模块均设置于制造商服务云(7)上；
所述印刷企业现场以太网还包括与交换机(2)连接的摄像头(4)，所述摄像头(4)依次与AxtiveX视频控件模块、现场视频模块、视频数据Provider接口模块、MedioService/Blob模块、实时数据与回溯/视频监视模块连接，所述实时数据与回溯/视频监视模块还与ServiceBus模块连接，所述AxtiveX视频控件模块、现场视频模块、视频数据Provider接口模块均设置于PC机(3)上，所述MedioService/Blob模块、实时数据与回溯/视频监视模块均设置于印刷企业自有云(6)或连接云(11)上。
2.根据权利要求1所述的一种印刷机机联网系统，其特征在于，所述印刷企业自有云(6)或连接云(11)还与印刷企业终端设备(5)连接，所述印刷企业终端设备(5)、制造商终端设备(9)为能够使用浏览器的台式或移动设备；并通过公用互联网或无线Wifi连接到印刷企业自有云(6)或连接到连接云(11)当中。
3.利用权利要求1或2所述的印刷机机联网系统为印刷设备提供设备维护的方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1，PC机(3)上设置的OPC服务器通过与印刷企业设备现场的多个PLC(1)通讯，采集每一台印刷设备的实时运行数据，并将实时运行数据发送至OPC客户端；
步骤2，OPC客户端将每一台印刷设备的实时运行数据依次通过实时数据接口模块以及ServiceBus模块传输至印刷企业自有云(6)或连接云(11)上的实时数据与回溯/视频监视模块中，同时OPC客户端将实时运行数据存储至数据库当中；
步骤3，印刷企业管理人员、印刷企业操作人员、设备制造商的服务工程师登录到印刷企业自有云(6)或连接云(11)中，通过实时数据与回溯/视频监视模块对印刷设备的运行状况进行实时监视；如果印刷企业管理人员、印刷企业操作人员、设备制造商的服务工程师未实时查看数据，则数据库会将实时运行数据通过数据管理Host模块，在后台将实时运行数据保存到历史数据库中，作为历史数据保存1-7天；在超过历史数据库的保存期之后，历史数据将会通过历史数据接口转移到云配方/云工单/云机台/云存储模块中保存1个月；
步骤4，印刷企业的设备维护人员登录到印刷企业自有云(6)或连接云(11)当中后，通过云设备维护模块，将云配方/云工单/云机台/云存储模块中该台设备的历史数据发送给健康分析REST API或故障诊断REST API；
步骤5，健康分析REST API或故障诊断REST API根据接收到的该台设备的历史数据，进行分析并将分析结果发送给设备维护模块供设备维护人员查看；如果此时设备维护人员针对给出的分析结果不能给出解决方案时，则通过服务申请Provider接口向制造商服务云(7)发送分析请求报告并附相应的历史数据；
步骤6，制造商的设备分析人员通过设备诊断响应模块将接收到的分析请求报告及相应的历史数据发送给健康分析REST API或故障诊断REST API，健康分析REST API或故障诊断REST API根据接收到的分析请求报告及相应的历史数据进行分析，并将分析结果返回给设备分析人员，设备分析人员通过结合实时数据与回溯/视频监视模块中的该台设备的视频数据做出最终的分析结果并给出健康分析方案或故障诊断方案，进而将健康分析方案或故障诊断方案返回给设备维护人员，设备维护人员根据健康分析方案或故障诊断方案对该台印刷设备进行维护。
4.根据权利要求3所述的利用印刷机机联网系统为印刷设备提供设备维护的方法，其特征在于，步骤2中OPC客户端在对实时运行数据进行传输时具体为：OPC客户端根据实时运行数据的变化快慢和印刷设备二值动作事件的数据类型将每一台印刷设备的实时运行数据分为三组，并分别对应三个数据通道，分别为快速数据通道、慢速数据通道和事件数据通道，其中，快速数据通道对应的快速检测参数的采样周期设置范围为500ms～1500ms；慢速数据通道对应的慢速检测参数采样周期设置范围为30s～60s；事件数据通道是记录设备运行时发生的二值动作；
步骤3中数据库在对实时运行数据进行保存时，是通过设置对应的三个实时数据暂存数据库来分别存储对应的快速检测参数、慢速检测参数和事件数据。
5.根据权利要求3所述的利用印刷机机联网系统为印刷设备提供设备维护的方法，其特征在于，所述步骤5中健康分析REST API或故障诊断REST API在对历史数据进行分析时，是通过调用历史数据进行机器学习训练来获得健康分析模型或故障诊断模型，所述健康分析模型或故障诊断模型能够对新输入的数据做健康分析和故障诊断；
并且制造商服务云(7)上的ML平台维护模块定时调用印刷企业自有云(6)或连接云(11)当中的历史数据来对健康分析模型或故障诊断模型进行更新和优化。
6.根据权利要求3所述的利用印刷机机联网系统为印刷设备提供设备维护的方法，其特征在于，所述步骤6中的视频数据是通过印刷企业设备现场的摄像头(4)实时对印刷设备的运行状况进行视频拍摄，并通过AxtiveX视频控件上传和现场视频Web网页上播放，供印刷企业现场工作人员查看；
或印刷企业的设备维护人员或制造商的设备分析人员通过实时数据与回溯/视频监视模块与视频数据Provider接口通讯，远程控制视频Provider接口内的视频采集模块，对现场摄像头的视频流进行采集，生成需要时刻的视频文件并传输到印刷企业自有云(6)或连接云(11)的Blob存储空间，或通过MedioService对视频帧流媒体处理，在印刷企业自有云(6)或连接云(11)的视频Web网页上播放。
7.利用权利要求1或2所述的一种印刷机机联网系统为印刷设备提供配方服务的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，印刷企业工艺人员登录到印刷企业自有云(6)或连接云(11)中，在云配方/云工单/云机台/云存储模块中制作电子工单，所述电子工单中包括配方数据；如果印刷企业工艺人员自己无法获得符合需求的配方，则通过ServiceBus模块和服务申请Provider接口向配方服务响应模块发送配方服务申请；
步骤2，制造商的工艺人员在配方响应模块中制作新配方，并将所述新配方依次通过ServiceBus模块、配方数据接口模块、OPC客户端以及OPC服务器注入PLC当中；
步骤3，PLC(1)根据下达的电子工单中的配方数据控制印刷设备运行；
所述步骤1中制作电子工单时生成新配方和步骤2中制作新配方具体按照以下步骤实施：
步骤A，印刷企业工艺人员或制造商工艺人员通过调用制造商服务云(7)上的配方OLAPReport服务获得多维数据集，所述多维数据集是配方/绩效OLAP Report调用云配方/云工单/云机台/云存储模块中存储的配方数据所形成的报表组合；
步骤B，印刷企业工艺人员或制造商服务人员根据需求参考多维数据集中的配方数据，来生成新配方；如果印刷企业工艺人员或制造商服务人员在制作新配方时，对于其中的一个或两个参数不能确定，则通过调用配方优化ML服务来获得配方数据的局部预测功能，选取最优参数，进而生成新配方，所述配方优化ML服务是配方优化ML REST API直接调用云存储中的配方数据进行机器学习训练所得到的具有局部预测功能的数据集；
并且OLAP平台维护模块通过数据User接口模块，调用印刷企业自有云(6)当中存储的配方数据来对配方OLAP Report模块和配方优化ML REST API当中的数据进行更新；
步骤C，配方服务响应模块将生成的新配方通过数据User接口模块返回给印刷企业工艺人员。
8.根据权利要求7所述的利用印刷机机联网系统为印刷设备提供配方服务的方法，其特征在于，在印刷设备现场与印刷企业自有云(6)或在印刷设备现场与连接云(11)之间对配方数据提取和注入时，配方数据分为配方参数和色组参数进行提取和注入，所述配方参数是针对整台机器的参数；所述色组参数是针对机组的参数。
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