CN106600446A - 基于动态优先级的生产现场事件实时处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于生产现场事件处理技术领域，具体涉及一种基于动态优先级的生产现场事件实时处理系统及方法。本发明旨在解决现有的事件处理方法无法全面、快速、准确和高效地响应生产现场的事件。为此目的，包括事件采集单元、事件存储单元、事件优先级信息存储单元、事件处理单元、事件优先级调整单元；所述事件优先级调整单元，配置为依据事件采集单元所采集的信息、事件优先级信息存储单元存储的信息、事件处理单元输出的处理结果信息，对各类生产现场事件的优先级进行调整，并将调整后的优先级信息发送到所述事件优先级信息存储单元。本发明根据获取的新数据和事件处理结果实现事件优先级的动态调整，做到对于生产现场环境的自适应。

Description

基于动态优先级的生产现场事件实时处理系统及方法

技术领域

本发明属于生产现场事件处理技术领域，具体涉及一种基于动态优先级的生产现场事件实时处理系统及方法。

背景技术

随着市场竞争的日益激烈、企业数量的增多和规模的扩大以及数据获取和存储能力的不断提升，现代制造企业生产现场面临着多源数据输入、不确定因素增多和现场事件复杂度提升等种种问题。制造企业生产现场的人员、生产设备、工件等等产生了大量的数据以及蕴含在其中需要快速响应的事件，一旦得不到及时妥善的处理，就可能会造成生产拖延、效率降低、成本提高甚至停工停产等重大问题。

基于优先级的生产现场事件处理方法给现场事件分配相应的优先级，是一种按照优先级顺序对事件进行响应和处理的方法。生产现场事件复杂多样，对处理的实时性要求也各不相同，通过设定优先级顺序，使紧急重要的事件被赋予高优先级，其余事件的优先级则较低，这样可以使紧急重要的事件优先得到响应。同时，通过设置优先级实现事件处理的优化，目标是得到最大的效益和最小的损失。

目前，生产现场事件管理主要是人工与系统相结合，优先级的设置是单一静态的或者是多个优先级队列的切换。然而，多源数据和复杂、繁多的事件使得当前的管理方式力不从心，不断变化的事件的响应优先级也不会是一成不变的。因此，现有的事件处理方法无法全面、快速、准确和高效地响应生产现场的事件。因此，本领域急需一种新的系统和方法来解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有的事件处理方法无法全面、快速、准确和高效地响应生产现场的事件，本发明提供了一种基于动态优先级的生产现场事件实时处理系统。该系统包括事件采集单元、事件存储单元、事件优先级信息存储单元、事件处理单元、事件优先级调整单元；所述事件采集单元，配置为采集生产现场的数据，并将采集到的数据转化成生产现场事件；所述事件存储单元，配置为存储所述事件采集单元转化的生产现场事件；所述事件优先级信息存储单元，配置为存储各类生产现场事件的优先级信息；所述事件处理单元，配置为依据所述事件优先级信息存储单元中的各类生产现场事件的优先级信息，对从所述事件存储单元中读取生产现场事件进行优先级的排序，按照该优先级的排序对所读取的生产现场事件进行处理，并将处理结果发送至所述事件优先级调整单元进行优先级调整；所述事件优先级调整单元，配置为依据事件采集单元所采集的信息、事件优先级信息存储单元存储的信息、事件处理单元输出的处理结果信息，对各类生产现场事件的优先级进行调整，并将调整后的优先级信息发送到所述事件优先级信息存储单元。

在上述系统中的优选实施方式中，所述事件采集单元包括数据采集模块、数据存储模块、事件转化模块：所述数据采集模块，配置为采集生产现场的数据；所述数据存储模块，配置为存储所述数据采集模块采集到的数据；所述事件转化模块，配置为将所述数据采集模块采集到的生产现场数据转化为生产现场事件。

在上述系统中的优选实施方式中，所述事件处理单元按照预设的固定时间周期读取所述事件存储单元中存储的生产现场事件。

在上述系统中的优选实施方式中，所述事件处理单元包括事件处理模块；所述事件处理模块，配置为按照生产现场事件的优先级排序顺次对相应的生产现场事件进行处理，并且当存在优先级高于当前正在处理的生产现场事件的优先级时，中断当前生产现场事件的处理，优先处理高优先级的生产现场事件，并在该高优先级的生产现场事件处理完毕后，继续被中断的生产现场事件的处理。

在上述系统中的优选实施方式中，所述事件优先级调整单元包括评价函数调整模块和优先级队列优化模块；所述评价函数调整模块，配置为依据事件采集单元所采集的信息、事件优先级信息存储单元存储的信息、事件处理单元输出的处理结果信息，调整生产现场事件评价函数的参数值；所述优先级队列优化模块，配置为利用生产现场事件评价函数对各类生产现场事件进行计算的结果，对各类生产现场事件的优先级进行动态调整。

在上述系统中的优选实施方式中，所述生产现场事件评价函数包括损失函数和效能函数，其函数中的参数值由所述评价函数调整模块优化确定；所述损失函数用于评价生产现场事件未能得到合理解决而造成的损失；所述效能函数用于评价生产现场事件得到合理解决而获得的价值。

在上述系统中的优选实施方式中，所述生产现场事件评价函数w(e⁽¹⁾)为

w(e⁽¹⁾)＝L′(e⁽¹⁾)+δE′(e⁽¹⁾)

L'(e⁽¹⁾)＝αt_d·f(t,p,d,h,N(e⁽¹⁾),L(e⁽²⁾)...L(e^(m)),E(e⁽²⁾)...E(e^(m)))

E'(e⁽¹⁾)＝βt_d·g(t,p,d,h,N(e⁽¹⁾),L(e⁽²⁾)...L(e^(m)),E(e⁽²⁾)...E(e^(m)))

其中，t_d代表处理事件的时间，α和β为t_d的系数，e⁽¹⁾代表一类事件，e⁽²⁾...e^(m)代表其他存在的事件种类，L(e⁽²⁾)...L(e^(m))代表除当前事件外其他事件的损失函数，E(e⁽²⁾)...E(e^(m))代表除当前事件外其他事件的效能函数，N(e⁽¹⁾)表示e⁽¹⁾事件历史发生的次数，t代表事件发生的时间，p代表事件发生的地点，d代表事件影响的设备，h代表事件影响的人员，m代表事件存储单元中的事件总数，δ为所述损失函数和所述效能函数的权重比。

在上述系统中的优选实施方式中，该系统还包括事件优先级初始化器；所述事件优先级初始化器，配置为存储初始时的生产现场优先级信息，并在初始化操作时对所述事件优先级信息存储单元存储的生产现场优先级信息进行初始化。

在上述系统中的优选实施方式中，所述数据采集模块采集的数据包括控制器状态数据、传感器状态数据、执行器状态数据、变送器状态数据、生产设备和辅助设备的状态数据、工作人员的行为监控设备数据和工件的位置数据。

在上述系统的基础上，本发明还提供了基于动态优先级的生产现场事件实时处理方法，该方法包括以下步骤：步骤1，通过事件采集单元采集生产现场的数据，并将采集到的数据转化成生产现场事件；步骤2，所述事件采集单元转化的生产现场事件存储于事件存储单元；步骤3，在事件处理单元中，依据所述事件优先级信息存储单元中的各类生产现场事件的优先级信息，对从所述事件存储单元中读取生产现场事件进行优先级的排序，按照该优先级的排序对所读取的生产现场事件进行处理，并将处理结果发送至所述事件优先级调整单元进行优先级调整；步骤4，在事件优先级调整单元中，依据事件采集单元采集所采集信息、事件优先级信息存储单元存储的信息、事件处理单元输出的处理结果信息，对各类生产现场事件的优先级进行调整，并将调整后的优先级信息发送到所述事件优先级信息存储单元；步骤5，将调整后的各类生产现场事件的优先级信息发送至事件优先级信息存储单元存储，并提供事件处理单元使用。

在上述方法的优选实施方式中，步骤1中采集的生产现场数据包括控制器状态数据、传感器状态数据、执行器状态数据、变送器状态数据、生产设备和辅助设备的状态数据、工作人员的行为监控设备数据和工件的位置数据。

在上述方法的优选实施方式中，步骤3进一步包括：所述事件处理单元按照预设的固定时间周期读取所述事件存储单元中存储的生产现场事件。

在上述方法的优选实施方式中，步骤3进一步还包括：事件处理单元按照生产现场事件的优先级排序顺次对相应的生产现场事件进行处理，并且当存在优先级高于当前正在处理的生产现场事件的优先级时，中断当前生产现场事件的处理，优先处理高优先级的生产现场事件，并在该高优先级的生产现场事件处理完毕后，继续被中断的生产现场事件的处理。

在上述方法的优选实施方式中，步骤4进一步包括：所述事件优先级调整单元通过评价函数对各类生产现场事件进行计算，并根据所述计算结果对各类生产现场事件的优先级进行动态调整；所述评价函数包括损失函数和效能函数，其函数中的参数值由所述评价函数调整模块优化确定；所述损失函数用于评价生产现场事件未能得到合理解决而造成的损失；所述效能函数用于评价生产现场事件得到合理解决而获得的价值。

在上述方法的优选实施方式中，步骤4中的所述生产现场事件评价函数为：

w(e⁽¹⁾)＝L′(e⁽¹⁾)+δE′(e⁽¹⁾)

L'(e⁽¹⁾)＝αt_d·f(t,p,d,h,N(e⁽¹⁾),L(e⁽²⁾)...L(e^(m)),E(e⁽²⁾)...E(e^(m)))

E'(e⁽¹⁾)＝βt_d·g(t,p,d,h,N(e⁽¹⁾),L(e⁽²⁾)...L(e^(m)),E(e⁽²⁾)...E(e^(m)))

其中，t_d代表处理事件的时间，α和β为t_d的系数，e⁽¹⁾代表一类事件，e⁽²⁾...e^(m)代表其他存在的事件种类，L(e⁽²⁾)...L(e^(m))代表除当前事件外其他事件的损失函数，E(e⁽²⁾)...E(e^(m))代表除当前事件外其他事件的效能函数，N(e⁽¹⁾)表示e⁽¹⁾事件历史发生的次数，t代表事件发生的时间，p代表事件发生的地点，d代表事件影响的设备，h代表事件影响的人员，m代表事件存储单元中的事件总数，δ为所述损失函数和所述效能函数的权重比。

在上述方法的优选实施方式中，所述方法还包括：通过事件优先级初始化器存储初始时的生产现场优先级信息，并在初始化操作时对所述事件优先级信息存储单元存储的生产现场优先级信息进行初始化

综上所述，本发明通过事件采集单元采集生产现场数据，并将采集的数据转化为生产现场事件进行存储，这种数据统合，集中挖掘的方法能够找到相对明显的事件以及通过数据挖掘手段找到数据中的潜在事件，同时也可以通过开放数据库给专门维护人员实现现场的远程维护。另外，生产现场的情况在不断变化，不变的生产现场事件优先级不能在变化的环境下正常运行。本发明根据获取的新数据和事件处理结果实现事件优先级的动态调整，做到对于生产现场环境的自适应。此外，基于优先级的事件处理方法一般只是考虑保障生产的稳定运行，而未考虑事件序列的调度和优化。本发明提出包括效能函数和损失函数的事件评价函数，合理评价事件的价值，并考虑时间的因素进行优先级队列的动态优化，实现生产的效益最大化和损失最小化。。

附图说明

图1是本发明的基于动态优先级的生产现场事件实时处理系统的结构示意图；

图2是本发明的基于动态优先级的生产现场事件实时处理方法的流程图。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。例如，尽管本申请中按照特定顺序描述了本发明的方法的各个步骤，但是这些顺序并不是限制性的，在不偏离本发明的基本原理的前提下，本领域技术人员可以按照不同的顺序来执行所述步骤。

如图1所示，本发明的基于动态优先级的生产现场事件实时处理系统包括事件采集单元、事件存储单元、事件优先级信息存储单元、事件处理单元和事件优先级调整单元。其中，事件采集单元配置为采集生产现场的数据，并将采集到的数据转化成生产现场事件。具体而言，本实施例中，事件采集单元包括数据采集模块、数据存储模块和事件转化模块。

数据采集模块配置为采集生产现场的数据，数据采集模块采集的生产现场数据主要包括控制器状态数据、传感器状态数据、执行器状态数据、变送器状态数据、生产设备和辅助设备的状态数据、工作人员的行为监控设备数据和工件的位置数据等等，对本领域技术人员来说，上述生产现场数据的采集方式可以通过多种途径采集，比如从生产流程、维护、现场监控等方式中采集，在此不再详细描述。

数据存储模块配置为存储数据采集模块采集到的数据，例如，该数据存储模块可以采用实时数据库存储上述数据中快速变化且量较大的数据信息；采用关系数据库存储上述数据中变化较慢且类型繁多的数据。

事件转化模块配置为将数据采集模块采集到的生产现场数据转化为生产现场事件。具体而言，在将存储模块中存储的数据转化为生产现场事件的过程中，可以按照一定的规则进行转化，例如，可以参考如下转化规则：对于一些直接与生产现场事件相对应的数据，例如电机转速数据，如果一个转速数据明显超过阈值，则产生电机过速事件；对于一些不能直接和生产现场事件直接对应的数据，可采用数据挖掘的手段，比如频繁项集和聚类操作挖掘有价值的信息形成隐藏事件。例如对于工人行为的监测，根据不同时间工人的位置数据判断工人是否存在消极怠工等现象等等。

事件存储单元配置为存储事件采集单元转化的生产现场事件。具体地，事件采集单元转化的生产现场事件存储到该事件存储单元，以便于事件处理单元读取该事件存储单元内的生产现场事件。

事件优先级信息存储单元配置为存储各类生产现场事件的优先级信息。需要说明的是，本发明的生产现场事件实时处理系统还包括事件优先级初始化器，其配置为存储初始时的生产现场优先级信息，并在初始化操作时对事件优先级信息存储单元存储的生产现场优先级信息进行初始化。换言之，该生产现场事件实时处理系统在初始启动时，由该事件优先级初始化器给出初始时的生产现场事件类型的优先级信息。该初始的生产现场事件的优先级信息可以自定义进行设定，或根据以往的经验来进行设定。该生产现场事件实时处理系统在运行过程中，通过事件优先级调整单元还可以对初始生产现场事件的优先级以及后续新增加的生产现场事件类型进行动态调整。该处的动态调整作为名词使用，是为了清楚地说明该事件优先级调整单元的调整方式是动态的，即生产现场事件的优先级是随着生产现场事件的不断增多或者根据实际生产情况而实时变化的一种状态。

事件处理单元配置为依据事件优先级信息存储单元中的各类生产现场事件的优先级信息，对从事件存储单元中读取生产现场事件进行优先级的排序，按照该优先级的排序对所读取的生产现场事件进行处理，并将处理结果发送至事件优先级调整单元进行优先级调整。具体地，对生产现场事件进行处理可以为发送对应生产现场事件的执行指令，并控制执行机构执行对应的指令。并在对应生产现场事件的执行指令执行完毕时，将指令执行完毕的信息发送至事件优先级调整单元。进一步，事件处理单元按照预设的固定时间周期读取事件存储单元中存储的生产现场事件，固定时间周期可以根据生产现场的实际情况来设定，比如五分钟、两分钟或者一分钟等。

进一步，事件处理单元包括事件处理模块，该事件处理模块配置为按照生产现场事件的优先级排序顺次对相应的生产现场事件进行处理，并且当存在优先级高于当前正在处理的生产现场事件的优先级时，中断当前生产现场事件的处理，优先处理高优先级的生产现场事件，并在该高优先级的生产现场事件处理完毕后，继续被中断的生产现场事件的处理。也就是说，事件处理单元读取事件存储单元的生产现场事件和事件处理模块对生产现场事件进行处理是单独进行的。举例而言，当事件处理模块正在按照顺序生产现场事件进行处理的过程中，事件处理单元按照预设的固定时间周期读取事件存储单元中存储的生产现场事件，当读取到优先级高于当前正在处理的生产现场事件的优先级时，事件处理模块中断当前生产现场事件的处理，优先处理高优先级的生产现场事件，并在该高优先级的生产现场事件处理完毕后，继续被中断的生产现场事件的处理。事件处理单元依据上述规则对生产现场事件进行相应的处理。

此外，事件处理模块对生产现场事件的处理方式主要包括声光报警、紧急停车、信息上传和报表打印等，还包括将工人绩效评判和设备更换建议推送给生产现场的管理人员等。事件处理模块根据生产现场事件的类型选择相对于的处理方式。例如，当事件处理单元读取到电机过速事件时，则可以选择发出声光报警以提醒工作人员；又或者根据读取的工人是否存在消极怠工现象的事件，将工人绩效评判推送给生产现场的终端设备，供管理人员查阅等。

另外，当生产现场产生新的生产现场事件时，如果该生产现场事件属于事件优先级存储单元内已经存储的某一类生产现场事件，则事件处理模块按照事件优先级存储单元内已经存储的该类型的生产事件的优先级对该新产生的生产现场事件进行处理，并将其上报给生产现场管理人员。如果该生产现场事件不属于事件优先级存储单元内已经存储的某一类生产现场事件，即该生产现场事件为全新事件，此时可以采取立即发出警报提示的方式对该生产现场事件进行处理，以便及时通知生产现场管理人员，由管理人员给出该生产现场事件的优先级，或者将该新的生产现场事件划分到已存储于事件优先级存储单元内的事件类型中。进一步，对于可能产生重大事故的新的生产现场事件，通过检查其产生装置、时间、地点等信息可先做出抢救性操作，如断开电源等，防止损失进一步扩大。

事件优先级调整单元配置为依据事件采集单元所采集的信息、事件优先级信息存储单元存储的信息、事件处理单元输出的处理结果信息，对各类生产现场事件的优先级进行调整，并将调整后的优先级信息发送到事件优先级信息存储单元。

进一步，事件优先级调整单元包括评价函数调整模块和优先级队列优化模块。

评价函数调整模块配置为依据事件采集单元所采集的信息、事件优先级信息存储单元存储的信息、事件处理单元输出的处理结果信息，调整生产现场事件评价函数的参数值。

优先级队列优化模块配置为利用生产现场事件评价函数对各类生产现场事件进行计算的结果，对各类生产现场事件的优先级进行动态调整。

进一步，生产现场事件评价函数包括损失函数和效能函数，其函数中的参数值由评价函数调整模块优化确定；损失函数用于评价生产现场事件未能得到合理解决而造成的损失；效能函数用于评价生产现场事件得到合理解决而获得的价值。举例而言，用L(e)来表示损失函数，用E(e)来表示效能函数，L(e)和E(e)可以是线性或者非线性等多种形式，其表示形式可以分别如公式(1)、(2)所示：

L(e)＝f(·) (1)

E(e)＝g(·) (2)

下面结合具体的实施例对损失函数L(e⁽¹⁾)和效能函数E(e⁽¹⁾)作进一步说明。

损失函数L(e⁽¹⁾)如公式(3)所示；效能函数E(e⁽¹⁾)如公式(4)所示：

L(e⁽¹⁾)＝f(t,p,d,h,N(e⁽¹⁾),L(e⁽²⁾)...L(e^(m)),E(e⁽²⁾)...E(e^(m))) (3)

E(e⁽¹⁾)＝g(t,p,d,h,N(e⁽¹⁾),L(e⁽²⁾)...L(e^(m)),E(e⁽²⁾)...E(e^(m))) (4)

其中，t_d代表处理事件的时间，α和β为t_d的系数，e⁽¹⁾代表一类事件，e⁽²⁾...e^(m)代表其他存在的事件种类，L(e⁽²⁾)...L(e^(m))代表除当前事件外其他事件的损失函数，E(e⁽²⁾)...E(e^(m))代表除当前事件外其他事件的效能函数，N(e⁽¹⁾)表示e⁽¹⁾事件历史发生的次数，t代表事件发生的时间，p代表事件发生的地点，d代表事件影响的设备，h代表事件影响的人员，m代表事件存储单元中的事件总数，δ为所述损失函数和所述效能函数的权重比。

具体地，在L(e⁽²⁾)...L(e^(m))、E(e⁽²⁾)...E(e^(m))中，没有影响的事件的参数是不存在的，令其为0即可，比如线性表达部分这些参数前面的系数是0，N(e⁽¹⁾)表示e⁽¹⁾事件历史发生的次数，线性函数表达部分只需要在其之前也添加一个系数即可。以效能函数为例，解决了e⁽¹⁾事件可能会一并解决其他存在的事件e⁽²⁾...e^(m)中的一项或者几项，对应E(e⁽²⁾)...E(e^(m))；也可能使得其他事件中的一项或几项产生并亟待解决，对应L(e⁽²⁾)...L(e^(m))。其中，e⁽²⁾...e^(m)中括号内的系数指的是事件种类，而不是事件发生的数量，因此增加N(e⁽¹⁾)表示事件发生数量。

将f(·)和g(·)使用线性函数表达，则损失函数L(e⁽¹⁾)、效能函数E(e⁽¹⁾)还可以如公式(5)、(6)所示：

其中，损失函数L(e⁽¹⁾)中的为权重系数，其值可以根据实际情况设定；效能函数E(e⁽¹⁾)中的为权重系数，其值可以根据实际情况设定。

本发明的系统在初始化时首先以模糊化的方式给定各生产现场事件的损失函数和效能函数的参数值，当某一生产现场事件发生并对其进行处理后，将与该生产现场事件相关的信息(包括事件优先级信息存储单元存储的信息、事件处理单元输出的处理结果信息和该生产现场的事件本身信息等)发送到事件优先级调整单元，事件优先级调整单元根据接收到的信息给出该生产现场事件的评价函数值。这里的评价函数值主要由人工估计给出，满足近似线性，之后使用一般线性函数辨识的方法，逐步辨识出一类事件中各参数的值。发生的生产现场事件属于哪一类，就调用该生产现场事件的评价函数进行预测，再由人工进行微调，不断进行参数整定，直到参数值基本稳定。

优先级队列优化模块根据损失函数和效能函数确定的生产现场事件评价函数对生产现场事件的优先级进行动态调整。生产现场事件评价函数通过在损失函数和效能函数中增加处理事件的时间参数，以及根据给定的损失函数和效能函数的权重比来得到。具体地，优先级队列优化模块在评价函数的基础上，再次考虑处理事件时间的影响，在损失函数和效能函数中增加参数t_d(时间参数)，并给出损失函数和效能函数的权重，从而确定生产现场事件评价函数，进而根据该生产现场事件评价函数对生产现场事件的优先级进行动态调整。下面结合具体的实施例作进一步说明。

优先级队列优化的损失函数L′(e⁽¹⁾)如公式(7)所示，效能函数E(e⁽¹⁾)如公式(8)所示：

L'(e⁽¹⁾)＝αt_d·f(t,p,d,h,N(e⁽¹⁾),L(e⁽²⁾)...L(e^(m)),E(e⁽²⁾)...E(e^(m))) (7)

E'(e⁽¹⁾)＝βt_d·g(t,p,d,h,N(e⁽¹⁾),L(e⁽²⁾)...L(e^(m)),E(e⁽²⁾)...E(e^(m))) (8)

其中，t_d代表处理事件的时间，α和β为t_d的系数，并且α和β可以相同也可以不同。

在进行优先级队列优化时，综合考虑损失函数和效能函数，根据生产现场的目标给出损失函数和效能函数的权重比δ，进而确定生产现场事件评价函数，生产现场事件评价函数的具体表示为如(9)所示：

w(e⁽¹⁾)＝L′(e⁽¹⁾)+δE′(e⁽¹⁾) (9)

其中，w(e⁽¹⁾)为优先级队列优化模块中的生产现场事件评价函数，δ为所述损失函数和所述效能函数的权重比。

另一方面，本发明还提供了一种基于动态优先级的生产现场事件实时处理方法。如图2所示，该方法包括以下步骤：

步骤1，通过事件采集单元采集生产现场的数据，并将采集到的数据转化成生产现场事件。

本实施例中，生产现场产生的数据，可以为控制器状态数据、传感器状态数据、执行器状态数据、变送器状态数据、生产设备和辅助设备的状态数据、工人和管理人员等工作人员的行为数据以及工件的位置数据等等。对本领域技术人员来说，上述生产现场数据的采集方式可以通过多种途径采集，比如从生产流程、维护、现场监控等方式中采集，在此不再详细描述。

步骤2，事件采集单元转化的生产现场事件存储于事件存储单元。

本实施例中，在将存储模块中存储的数据转化为生产现场事件的过程中，可以参考如下转化规则：对于一些直接与生产现场事件相对应的数据，例如电机转速数据，如果一个转速数据明显超过阈值，则产生电机过速事件；对于一些不能直接和生产现场事件直接对应的数据，可采用数据挖掘的手段，比如频繁项集和聚类操作挖掘有价值的信息形成隐藏事件。例如对于工人行为的监测，根据不同时间工人的位置数据判断工人是否存在消极怠工等现象等等。

步骤3，在事件处理单元中，依据事件优先级信息存储单元中的各类生产现场事件的优先级信息，对从事件存储单元中读取生产现场事件进行优先级的排序，按照该优先级的排序对所读取的生产现场事件进行处理，并将处理结果发送至事件优先级调整单元进行优先级调整。

本实施例中，对生产现场事件进行处理可以为发送对应生产现场事件的执行指令，并控制执行机构执行对应的指令。并在对应生产现场事件的执行指令执行完毕时，将指令执行完毕的信息发送至事件优先级调整单元。进一步，事件处理单元按照预设的固定时间周期读取事件存储单元中存储的生产现场事件，固定时间周期可以根据生产现场的实际情况来设定，比如每隔五分钟、两分钟或者一分钟等。

进一步，当存在优先级高于当前正在处理的生产现场事件的优先级时，中断当前生产现场事件的处理，优先处理高优先级的生产现场事件，并在该高优先级的生产现场事件处理完毕后，继续被中断的生产现场事件的处理。也就是说，事件处理单元读取事件存储单元的生产现场事件和事件处理模块对生产现场事件进行处理是单独进行的。举例而言，当事件处理模块正在按照顺序生产现场事件进行处理的过程中，事件处理单元按照预设的固定时间周期读取事件存储单元中存储的生产现场事件，当读取到优先级高于当前正在处理的生产现场事件的优先级时，事件处理模块中断当前生产现场事件的处理，优先处理高优先级的生产现场事件，并在该高优先级的生产现场事件处理完毕后，继续被中断的生产现场事件的处理。事件处理单元依据上述规则对生产现场事件进行相应的处理。

步骤4，在事件优先级调整单元中，依据事件采集单元采集所采集信息、事件优先级信息存储单元存储的信息、事件处理单元输出的处理结果信息，对各类生产现场事件的优先级进行调整，并将调整后的优先级信息发送到事件优先级信息存储单元。

本实施例中，事件优先级调整单元包括评价函数调整模块和优先级队列优化模块。评价函数调整模块配置为依据事件采集单元所采集的信息、事件优先级信息存储单元存储的信息、事件处理单元输出的处理结果信息，调整生产现场事件评价函数的参数值。优先级队列优化模块配置为利用生产现场事件评价函数对各类生产现场事件进行计算的结果，对各类生产现场事件的优先级进行动态调整。进一步，生产现场事件评价函数包括损失函数和效能函数，其函数中的参数值由评价函数调整模块优化确定；损失函数用于评价生产现场事件未能得到合理解决而造成的损失；效能函数用于评价生产现场事件得到合理解决而获得的价值。

本实施例中，生产现场事件评价函数为公式(9)。

对各类生产现场事件的优先级进行调整的方式在上文中已进行详细描述，在此不再进行重复描述。

步骤5，将调整后的各类生产现场事件的优先级信息发送至事件优先级信息存储单元存储，并提供事件处理单元使用。

本发明的方法中，当生产现场产生新的生产现场事件时，如果该生产现场事件属于事件优先级存储单元内已经存储的某一类生产现场事件，则事件处理模块按照事件优先级存储单元内已经存储的该类型的生产事件的优先级对该新产生的生产现场事件进行处理，并将其上报给生产现场管理人员。如果该生产现场事件不属于事件优先级存储单元内已经存储的某一类生产现场事件，即该生产现场事件为全新事件，此时可以采取立即发出警报提示的方式对该生产现场事件进行处理，以便及时通知生产现场管理人员，由管理人员给出该生产现场事件的优先级，或者将该新的生产现场事件划分到已存储于事件优先级存储单元内的事件类型中。进一步，对于可能产生重大事故的新的生产现场事件，通过检查其产生装置、时间、地点等信息可先做出抢救性操作，如断开电源等，防止损失进一步扩大。

在该方法初始执行时，还可以通过事件优先级初始化器存储初始时的生产现场优先级信息，并在初始化操作时对所述事件优先级信息存储单元存储的生产现场优先级信息进行初始化。

综上所述，由于生产现场的事件复杂繁多，人工手段和单一通过监测事件的机制难以应对。本发明通过事件采集单元采集生产现场数据，并将采集的数据转化为生产现场事件进行存储，这种数据统合，集中挖掘的方法能够找到相对明显的事件以及通过数据挖掘手段找到数据中的潜在事件，同时也可以通过开放数据库给专门维护人员实现现场的远程维护。另外，生产现场的情况在不断变化，不变的生产现场事件优先级不能在变化的环境下正常运行。本发明根据获取的新数据和事件处理结果实现事件优先级的动态调整，做到对于生产现场环境的自适应。此外，基于优先级的事件处理方法一般只是考虑保障生产的稳定运行，而未考虑事件序列的调度和优化。本发明提出包括效能函数和损失函数的事件评价函数，合理评价事件的价值，并考虑时间的因素进行优先级队列的动态优化，实现生产的效益最大化和损失最小化。

本领域技术人员应该能够意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块、单元及方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明电子硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以电子硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种基于动态优先级的生产现场事件实时处理系统，其特征在于，包括事件采集单元、事件存储单元、事件优先级信息存储单元、事件处理单元、事件优先级调整单元；

所述事件采集单元，配置为采集生产现场的数据，并将采集到的数据转化成生产现场事件；

所述事件存储单元，配置为存储所述事件采集单元转化的生产现场事件；

所述事件优先级信息存储单元，配置为存储各类生产现场事件的优先级信息；

所述事件处理单元，配置为依据所述事件优先级信息存储单元中的各类生产现场事件的优先级信息，对从所述事件存储单元中读取生产现场事件进行优先级的排序，按照该优先级的排序对所读取的生产现场事件进行处理，并将处理结果发送至所述事件优先级调整单元进行优先级调整；

所述事件优先级调整单元，配置为依据事件采集单元所采集的信息、事件优先级信息存储单元存储的信息、事件处理单元输出的处理结果信息，对各类生产现场事件的优先级进行调整，并将调整后的优先级信息发送到所述事件优先级信息存储单元。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述事件采集单元包括数据采集模块、数据存储模块、事件转化模块：

所述数据采集模块，配置为采集生产现场的数据；

所述数据存储模块，配置为存储所述数据采集模块采集到的数据；

所述事件转化模块，配置为将所述数据采集模块采集到的生产现场数据转化为生产现场事件。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述事件处理单元按照预设的固定时间周期读取所述事件存储单元中存储的生产现场事件。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述事件处理单元包括事件处理模块；

所述事件处理模块，配置为按照生产现场事件的优先级排序顺次对相应的生产现场事件进行处理，并且当存在优先级高于当前正在处理的生产现场事件的优先级时，中断当前生产现场事件的处理，优先处理高优先级的生产现场事件，并在该高优先级的生产现场事件处理完毕后，继续被中断的生产现场事件的处理。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述事件优先级调整单元包括评价函数调整模块和优先级队列优化模块；所述评价函数调整模块，配置为依据事件采集单元所采集的信息、事件优先级信息存储单元存储的信息、事件处理单元输出的处理结果信息，调整生产现场事件评价函数的参数值；

所述优先级队列优化模块，配置为利用生产现场事件评价函数对各类生产现场事件进行计算的结果，对各类生产现场事件的优先级进行动态调整。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述生产现场事件评价函数包括损失函数和效能函数，其函数中的参数值由所述评价函数调整模块优化确定；所述损失函数用于评价生产现场事件未能得到合理解决而造成的损失；所述效能函数用于评价生产现场事件得到合理解决而获得的价值。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述生产现场事件评价函数为：

w(e⁽¹⁾)＝L′(e⁽¹⁾)+δE′(e⁽¹⁾)

L'(e⁽¹⁾)＝αt_d·f(t,p,d,h,N(e⁽¹⁾),L(e⁽²⁾)...L(e^(m)),E(e⁽²⁾)...E(e^(m)))

E'(e⁽¹⁾)＝βt_d·g(t,p,d,h,N(e⁽¹⁾),L(e⁽²⁾)...L(e^(m)),E(e⁽²⁾)...E(e^(m)))

其中，t_d代表处理事件的时间，α和β为t_d的系数，e⁽¹⁾代表一类事件，e⁽²⁾...e^(m)代表其他存在的事件种类，L(e⁽²⁾)...L(e^(m))代表除当前事件外其他事件的损失函数，E(e⁽²⁾)...E(e^(m))代表除当前事件外其他事件的效能函数，N(e⁽¹⁾)表示e⁽¹⁾事件历史发生的次数，t代表事件发生的时间，p代表事件发生的地点，d代表事件影响的设备，h代表事件影响的人员，m代表事件存储单元中的事件总数，δ为所述损失函数和所述效能函数的权重比。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，其特征在于，该系统还包括事件优先级初始化器；

所述事件优先级初始化器，配置为存储初始时的生产现场优先级信息，并在初始化操作时对所述事件优先级信息存储单元存储的生产现场优先级信息进行初始化。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述数据采集模块采集的数据包括控制器状态数据、传感器状态数据、执行器状态数据、变送器状态数据、生产设备和辅助设备的状态数据、工作人员的行为监控设备数据和工件的位置数据。

10.一种基于权利要求1所述系统的基于动态优先级的生产现场事件实时处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，通过事件采集单元采集生产现场的数据，并将采集到的数据转化成生产现场事件；

步骤2，所述事件采集单元转化的生产现场事件存储于事件存储单元；

步骤3，在事件处理单元中，依据所述事件优先级信息存储单元中的各类生产现场事件的优先级信息，对从所述事件存储单元中读取生产现场事件进行优先级的排序，按照该优先级的排序对所读取的生产现场事件进行处理，并将处理结果发送至所述事件优先级调整单元进行优先级调整；

步骤4，在事件优先级调整单元中，依据事件采集单元采集所采集信息、事件优先级信息存储单元存储的信息、事件处理单元输出的处理结果信息，对各类生产现场事件的优先级进行调整，并将调整后的优先级信息发送到所述事件优先级信息存储单元；

步骤5，将调整后的各类生产现场事件的优先级信息发送至事件优先级信息存储单元存储，并提供事件处理单元使用。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，步骤3进一步包括：

通过事件处理单元按照预设的固定时间周期读取所述事件存储单元中存储的生产现场事件。

12.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，步骤3进一步还包括：

通过事件处理单元按照生产现场事件的优先级排序顺次对相应的生产现场事件进行处理时，当存在优先级高于当前正在处理的生产现场事件的优先级时，中断当前生产现场事件的处理，优先处理高优先级的生产现场事件，并在该高优先级的生产现场事件处理完毕后，继续被中断的生产现场事件的处理。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，步骤4进一步包括：所述事件优先级调整单元通过评价函数对各类生产现场事件进行计算，并根据所述计算结果对各类生产现场事件的优先级进行动态调整；

所述评价函数包括损失函数和效能函数，其函数中的参数值由所述评价函数调整模块优化确定；所述损失函数用于评价生产现场事件未能得到合理解决而造成的损失；所述效能函数用于评价生产现场事件得到合理解决而获得的价值。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，步骤4中的所述生产现场事件评价函数为：

w(e⁽¹⁾)＝L′(e⁽¹⁾)+δE′(e⁽¹⁾)

L'(e⁽¹⁾)＝αt_d·f(t,p,d,h,N(e⁽¹⁾),L(e⁽²⁾)...L(e^(m)),E(e⁽²⁾)...E(e^(m)))

E'(e⁽¹⁾)＝βt_d·g(t,p,d,h,N(e⁽¹⁾),L(e⁽²⁾)...L(e^(m)),E(e⁽²⁾)...E(e^(m)))

其中，t_d代表处理事件的时间，α和β为t_d的系数，e⁽¹⁾代表一类事件，e⁽²⁾...e^(m)代表其他存在的事件种类，L(e⁽²⁾)...L(e^(m))代表除当前事件外其他事件的损失函数，E(e⁽²⁾)...E(e^(m))代表除当前事件外其他事件的效能函数，N(e⁽¹⁾)表示e⁽¹⁾事件历史发生的次数，t代表事件发生的时间，p代表事件发生的地点，d代表事件影响的设备，h代表事件影响的人员，m代表事件存储单元中的事件总数，δ为所述损失函数和所述效能函数的权重比。

15.根据权利要求10～14中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

通过事件优先级初始化器存储初始时的生产现场优先级信息，并在初始化操作时对所述事件优先级信息存储单元存储的生产现场优先级信息进行初始化。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，步骤1中采集的生产现场数据包括控制器状态数据、传感器状态数据、执行器状态数据、变送器状态数据、生产设备和辅助设备的状态数据、工作人员的行为监控设备数据和工件的位置数据。