CN108196519A - 一种面向离散制造业的车间工业智能化系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种面向离散制造业的车间工业智能化系统，该系统包括设备传感器：用于采集设备生产数据；设备控制系统：用于接收智能手持终端的指令，并控制设备的生产运行；智能手持终端：用于接收设备传感器采集的设备生产数据，并进行计算，计算以后进行判断，将符合要求的数据传输至云计算平台，并接收云计算平台发出的指令，传递至设备控制系统；云计算平台：接收智能手持终端发送的数据，进过计算分析后，发送指令至智能手持终端。本发明通过基于雾计算的智能手持终端的应用，将原本集中于依赖于云计算平台的工业生产系统，转化为依赖于众多的智能手持终端，多个智能手持终端之间相互通讯，又相互独立，从而保证生产的持续性和安全性。
Description
技术领域
本发明涉及智能化生产领域，特别是涉及一种面向离散制造业的车间工业智能化系统。
背景技术
传统的工业互联网，依赖于车间布设的物联网传感设备，主要包括射频识别装置、红外感应器、环境传感器、全球定位系统、RFID读写器等等。将这些传感设备的数据进行读取并通过中央处理模块处理后，按照网络协议，通过外部通讯接口如：GPRS模块、以太网接口、WIFI等方式发送到互联网的指定中心处理平台，即互联网云平台，从而实现设备的远程维护和管理。在离散制造行业，由于生产设备的数量以及实时产生的数据量都非常庞大，传统的工业云平台框架将所有的数据存储和计算全部保存在云中，一旦遇到网络性能问题或者云端服务器宕机等问题，就会直接影响生产的正常进行，造成所有的生产无法正常进行，对企业造成重大的损失。
发明内容
本发明的目的在于提供一种面向离散制造业的车间工业智能化系统，提高离散制造业生产控制的安全性，本发明提供以下技术方案：
一种面向离散制造业的车间工业智能化系统，该系统包括
设备传感器：用于采集设备生产数据；
设备控制系统：用于接收智能手持终端的指令，并控制设备的生产运行；
智能手持终端：用于接收设备传感器采集的设备生产数据，并进行计算，计算以后进行判断，将符合要求的数据传输至云计算平台，并接收云计算平台发出的指令，传递至设备控制系统；
云计算平台：接收智能手持终端发送的数据，进过计算分析后，发送指令至智能手持终端。
作为本发明的一种优选方案，所述智能手持终端采用雾计算的方法对接收到的设备传感器采集的设备生产数据进行计算和判断。
作为本发明的另一种优选方案，所述设备传感器和手持智能终端之间采用SCADA通信协议；所述手持智能终端与云计算平台之间采用MQTT和OPC/UA协议进行通讯。
作为本发明的又一种优选方案，所述智能手持终端通过主动缓存的方式从云计算平台下载数据，或者通过被动缓存的方式存储相关数据。
作为本发明的再一种优选方案，所述智能手持终端动态分析接收设备传感器采集的设备生产数据，经分析判断后，将符合要求的数据上传云计算平台处理，不符合要求的数据在智能手持终端处理。
智能手持终端作为一种雾计算终端，通过边缘计算技术和边缘存储技术，对接收到的设备生产数据进行分析、计算和传输，同时对从云计算平台接收到的指令进行存储和传输，传输至设备控制系统。
通过手持智能终端设备，解决了物联网数据的性能瓶颈，同时有效地缓解离散制造车间对于网络和云平台的依赖程度，使得生产得以顺利地推进。雾计算智能手持终端设备是在传感网络和云端数据中心之间的边缘服务器上构建的服务和应用，它将传感网络和数据中心的部分功能迁移过来，并在设备本身的操作系统之上提供有限的分布式计算、存储和网络服务。雾计算智能手持终端作为物联网和云计算的媒介，解决了物联网和云计算结合引起的终端节点请求延时、云服务器存储和计算负担过重、网络传输带宽压力过大等问题。与纯粹云计算平台相比，工业雾计算所采用的架构更呈分布式，更接近网络边缘。雾计算将数据、数据处理和应用程序集中在网络边缘的设备中，数据的存储及处理更依赖车间里面部署的诸多设备控制系统，而非单个的服务器，使得整个系统的稳定性和可靠性大幅度提高，从而达到满足制造业实时生产的要求。
本发明有如下优点：
1、本发明通过基于雾计算的智能手持终端的应用，将原本集中于依赖于云计算平台的工业生产系统，转化为依赖于众多的智能手持终端，多个智能手持终端之间可以相互通讯，却又相互独立，保证了各个生产工序的相互联系，却又相互独立，从而保证生产的持续性和安全性；
2、本发明通过智能手持终端的雾计算实现智能制造，本发明系统可以
即时发现生产瓶颈，实时跟踪每个工位的产能，平衡生产线产能；
实时自动统计工人生产进度及自动统计工人产量、每道工序工时；
杜绝工人虚报产量、计件准确，工价制定合理公平；
节省员工操作时间，无需专门统计人员，减少人员，节省工资成本；
工艺改进，员工和机台产能瓶颈，企业的生产效率不断提升优化；
产品质量控制更完善，即时反馈生产线次品信息，及时控制调整；
物料流向跟踪分析，实时知道物料所在生产环节。
3、本发明系统具有非常强的可扩展性，具体如下：
性能可扩展，雾计算智能手持终端的性能可以增长，来满足关键应用性能需求；
容量可扩展，雾网络随着应用，节点，生产设备和操作工人增多而增长；
信赖可扩展，在一定范围的信赖性，可以随着雾容量增加而扩展；
安全可扩展，在一定范围的安全性，可以随着业务驱动而扩展；
软件可扩展，雾计算终端和网络的软件可扩展。
具体实施方式
下面对该工艺实施例作详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围作出更为清楚明确的界定。
本发明系统适用于离散制造企业，该系统包括设备传感器、设备控制系统、智能手持终端和云计算平台。
在离散制造企业生产车间的所有设备上安装设备传感器和设备控制系统，设备传感器和设备控制系统可以是设备自带的，也可以是根据本发明工业智能化系统的要求，定制安装于车间的设备上。
所有生产人员配备有智能手持终端，作为日常生产设备。生产车间可以配置WiFi，或者在智能手持终端上配备4G网络。
同时生产车间配置有云计算平台，所有智能手持终端与云计算平台进行网络连接，通过所有智能手持终端与云计算平台配合，共同协作，控制车间的生产。
智能手持终端在接收到设备传感器的数据后，将数据保存于接收数据的智能手持设备，同时在其他智能手持终端上施行存储策略，以避免单点故障，保证系统整体运行的安全性。
本发明系统建立之后，通过云计算平台控制整个生产车间的运行，同时又不完全依赖于云计算平台的控制。每个智能手持终端可以单独对设备进行控制，每个智能手持终端之间又可以相互通信协作，在发生单个智能手持终端发生故障时，不影响生产的整体运行。即使云计算平台发生网络性能问题或者云端服务器宕机等问题，多个智能手持终端也能保证生产的正常进行，从而为企业的安全高效生产提供了保障。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式之一，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种面向离散制造业的车间工业智能化系统，其特征在于：该系统包括
设备传感器：用于采集设备生产数据；
设备控制系统：用于接收智能手持终端的指令，并控制设备的生产运行；
智能手持终端：用于接收设备传感器采集的设备生产数据，并进行计算，计算以后进行判断，将符合要求的数据传输至云计算平台，并接收云计算平台发出的指令，传递至设备控制系统；
云计算平台：接收智能手持终端发送的数据，进过计算分析后，发送指令至智能手持终端。
2.根据权利要求1所述的一种面向离散制造业的车间工业智能化系统，其特征在于：所述智能手持终端采用雾计算的方法对接收到的设备传感器采集的设备生产数据进行计算和判断。
3.根据权利要求1所述的一种面向离散制造业的车间工业智能化系统，其特征在于：所述设备传感器和手持智能终端之间采用SCADA通信协议；所述手持智能终端与云计算平台之间采用MQTT和OPC/UA协议进行通讯。
4.根据权利要求2所述的一种面向离散制造业的车间工业智能化系统，其特征在于：所述智能手持终端通过主动缓存的方式从云计算平台下载数据，或者通过被动缓存的方式存储相关数据。
5.根据权利要求2所述的一种面向离散制造业的车间工业智能化系统，其特征在于：所述智能手持终端动态分析接收设备传感器采集的设备生产数据，经分析判断后，将符合要求的数据上传云计算平台处理，不符合要求的数据在智能手持终端处理。
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