CN108540571A - 基于工业互联网的高可用物联网制造执行系统及生产方法 - Google Patents

基于工业互联网的高可用物联网制造执行系统及生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于工业互联网的高可用物联网制造执行系统，包括IOT端、本地服务器、应急MES服务器、精简数据库和云端服务器，一种基于上述制造执行系统的不间断生产方法，包括使得当云端服务器无法访问时，本地服务器会自动把服务切换到应急MES服务器，继续为生产提供服务，保证生产不中断，同时当云端服务器无法连接时，本地的精简数据库会保存这一故障时间段内的所有数据，并在云端服务器恢复服务时，将增量数据同步至云端完整数据库；本发明提高工业互联网的MES解决方案的高可用性，当发生自然灾害的不可控因素导致工业互联网云端无法访问时，降低对本地生产的损失。

Description

基于工业互联网的高可用物联网制造执行系统及生产方法
技术领域
本发明涉及工业生产领域，尤其涉及一种基于工业互联网的高可用物联网制造执行系统及生产方法。
背景技术
CIM(Computer Integrated Manufacturing)系统是大型工业生产的核心系统，通过计算机，网络通讯和软件系统等信息科技,整合与管理制造过程中的所有活动,达到生产数据管理,生产自动化、生产效率最大化的目的，堪比自动化制造过程中的大脑和神经系统。
MES(Manufacturing Execute System)制造执行系统，作为整个CIM系统的核心，为企业提供包括制造数据管理、计划排程管理、生产调度管理、库存管理、质量管理、人力资源管理、工作中心/设备管理、工具工装管理、采购管理、成本管理、项目看板管理、生产过程控制、底层数据集成分析、上层数据集成分解等管理模块，为企业打造一个扎实、可靠、全面、可行的制造协同管理平台。
随着工业互联网技术的发展，越来越多的企业将自己的MES放至于可靠的，高效的，维护成本较低的工业互联网云端，但是工业互联网技术对网络的要求较高，如果由于自然灾害等不可控因素导致的工业互联网云端MES无法访问，将会影响本地服务，导致工厂无法继续生产。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于工业互联网的高可用物联网制造执行系统及生产方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种基于工业互联网的高可用物联网制造执行系统，包括IOT端、本地服务器、应急MES服务器、精简数据库和云端服务器，所述IOT端与所述本地服务器之间通过物联网传输数据，所述本地服务器和所述精简服务器与所述云端服务器之间通过互联网传输数据，所述本地服务器、所述应急MES服务器和所述精简数据库之间通过局域网传输数据；
所述本地服务器包括主本地服务器和备用本地服务器，所述主本地服务器和所述备用本地服务器之间做HA构架；
所述应急MES服务器包括主应急MES服务器和备用MES服务器，所述主应急MES服务器和所述备用应急MES服务器之间做HA构架；
所述精简数据库包括主精简数据库和备用精简数据库，所述主精简服务器和所述备用精简服务器之间做HA构架；
所述云端服务器包括云端MES服务器和云端完整数据库。
优选地，所述主本地服务器、所述主应急MES服务器和所述主精简服务器为一台本地硬件服务器内的3个虚拟机服务器；
所述备用本地服务器、所述备用应急MES服务器和所述备用精简服务器为另一台本地硬件服务器内的3个虚拟机服务器。
一种基于上述制造执行系统的不间断生产方法，包括以下步骤：
S1、IOT端采集生产数据传输至本地服务器，同时接受本地服务器下发的控制数据；
S2、本地服务器与云端MES服务器之间进行心跳监控，若心跳监控正常，则跳转步骤S3，若心跳监控异常，则跳转步骤S6；
S3、本地服务器将生产数据上抛至云端MES服务器；
S4、云端MES服务器向本地服务器下发MES数据；
S5、云端MES服务器将数据存储至云端完整数据库，同时精简数据库实时与云端完整数据库同步必要生产数据；
S6、本地服务器将生产数据传输至应急MES服务器；
S7、应急MES服务器向本地服务器传输MES数据；
S8、应急MES服务器将数据存储至精简数据库；
S9、判断本地服务器与云端MES服务器之间的心跳监控是否恢复正常，如果未恢复正常，则继续步骤S6，如果恢复正常，则跳转至步骤S10；
S10、精简数据库将增量数据同步至云端完整数据库，同时跳转至步骤S3。
具体地，在进行步骤S3-S10时，同步不间断进行步骤S1和S2。
具体地，两台本地硬件服务器内的3个虚拟机服务器之间通过HA构架，当主本地服务器出现故障时，工作流自动切换至备用本地服务器；
当主应急MES服务器出现故障时，工作流自动切换至备用MES服务器；
当主精简数据库出现故障时，工作流自动切换至备用精简数据库。
本发明的有益效果在于：
本发明一种基于工业互联网的高可用物联网制造执行系统及生产方法通过在本地设置应急MES服务器和精简数据库，使得当云端服务器无法访问时，本地服务器会自动把服务切换到应急MES服务器，继续为生产提供服务，保证生产不中断，同时当云端服务器无法连接时，本地的精简数据库会保存这一故障时间段内的所有数据，并在云端服务器恢复服务时，将增量数据同步至云端完整数据库，降低当发生自然灾害的不可控因素导致工业互联网云端无法访问时对本地生产的损失。
附图说明
图1是本发明所述基于工业互联网的高可用物联网制造执行系统的结构框图；
图2是本发明所述的基于制造执行系统的不间断生产方法的步骤S3-S5的流程示意图；
图3是本发明所述的基于制造执行系统的不间断生产方法的步骤S6-S8的流程示意图；
图4是本发明所述的基于制造执行系统的不间断生产方法的步骤S9、S10的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1所示，一种基于工业互联网的高可用物联网制造执行系统，包括IOT端、本地服务器、应急MES服务器、精简数据库和云端服务器，IOT端与本地服务器之间通过物联网传输数据，本地服务器和精简服务器与云端服务器之间通过互联网传输数据，本地服务器、应急MES服务器和精简数据库之间通过局域网传输数据；
本地服务器包括主本地服务器和备用本地服务器，主本地服务器和备用本地服务器之间做HA构架；应急MES服务器包括主应急MES服务器和备用MES服务器，主应急MES服务器和备用应急MES服务器之间做HA构架；精简数据库包括主精简数据库和备用精简数据库，主精简服务器和备用精简服务器之间做HA构架；云端服务器包括云端MES服务器和云端完整数据库。
主本地服务器、主应急MES服务器和主精简服务器为一台本地硬件服务器内的3个虚拟机服务器；备用本地服务器、备用应急MES服务器和备用精简服务器为另一台本地硬件服务器内的3个虚拟机服务器。
在本地只用提供两台实体机，每台分别做3台虚拟机服务器，相互之间做HA架构，当主本地服务器出现故障时，工作流自动切换至备用本地服务器，当主应急MES服务器出现故障时，工作流自动切换至备用MES服务器，当主精简数据库出现故障时，工作流自动切换至备用精简数据库，能够保证服务在服务器层面高可用。同样当一台实体机发生故障时，所有的服务会切换到另外一台实体机，保证服务在硬件层面的高可用性。
因此需求服务器数量为：2台硬件服务器，其可使用低价的Linux虚拟机(LVM(Linux virtual machine))，保证基本生产，使用工业互联网平台，集中运维，运维成本大大降低。
基于上述制造执行系统的不间断生产方法，包括以下步骤：
IOT端采集生产数据传输至本地服务器，同时接受本地服务器下发的控制数据；同时持续在本地服务器与云端MES服务器之间进行心跳监控。
若心跳监控正常，如图2所示；
本地服务器将生产数据上抛至云端MES服务器，云端MES服务器向本地服务器下发MES数据，云端MES服务器将数据存储至云端完整数据库，同时精简数据库实时与云端完整数据库同步必要生产数据。
若心跳监控异常，即云端服务器无法访问时，如图3所示；
本地服务器将生产数据传输至应急MES服务器，应急MES服务器向本地服务器传输MES数据，应急MES服务器将数据存储至精简数据库。
若在心跳监控异常后又恢复正常，则如图4所示；
精简数据库将增量数据同步至云端完整数据库，本地服务器将生产数据上抛至云端MES服务器，云端MES服务器向本地服务器下发MES数据，云端MES服务器将数据存储至云端完整数据库，同时精简数据库实时与云端完整数据库同步必要生产数据。
采用上述方法提高工业互联网的MES解决方案的高可用性，当发生自然灾害的不可控因素导致工业互联网云端无法访问时，降低对本地生产的损失，同时本地服务器硬件配置要求很低，且为高可用的架构，大大减低实施成本，使用工业互联网MES解决方案，运维集中化，运维成本大大降低。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于工业互联网的高可用物联网制造执行系统，其特征在于：包括IOT端、本地服务器、应急MES服务器、精简数据库和云端服务器，所述IOT端与所述本地服务器之间通过物联网传输数据，所述本地服务器和所述精简服务器与所述云端服务器之间通过互联网传输数据，所述本地服务器、所述应急MES服务器和所述精简数据库之间通过局域网传输数据；
所述本地服务器包括主本地服务器和备用本地服务器，所述主本地服务器和所述备用本地服务器之间做HA构架；
所述应急MES服务器包括主应急MES服务器和备用MES服务器，所述主应急MES服务器和所述备用应急MES服务器之间做HA构架；
所述精简数据库包括主精简数据库和备用精简数据库，所述主精简服务器和所述备用精简服务器之间做HA构架；
所述云端服务器包括云端MES服务器和云端完整数据库。
2.根据权利要求1所述的基于工业互联网的高可用物联网制造执行系统，其特征在于：所述主本地服务器、所述主应急MES服务器和所述主精简服务器为一台本地硬件服务器内的3个虚拟机服务器；
所述备用本地服务器、所述备用应急MES服务器和所述备用精简服务器为另一台本地硬件服务器内的3个虚拟机服务器。
3.一种基于上述制造执行系统的不间断生产方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、IOT端采集生产数据传输至本地服务器，同时接受本地服务器下发的控制数据；
S2、本地服务器与云端MES服务器之间进行心跳监控，若心跳监控正常，则跳转步骤S3，若心跳监控异常，则跳转步骤S6；
S3、本地服务器将生产数据上抛至云端MES服务器；
S4、云端MES服务器向本地服务器下发MES数据；
S5、云端MES服务器将数据存储至云端完整数据库，同时精简数据库实时与云端完整数据库同步必要生产数据；
S6、本地服务器将生产数据传输至应急MES服务器；
S7、应急MES服务器向本地服务器传输MES数据；
S8、应急MES服务器将数据存储至精简数据库；
S9、判断本地服务器与云端MES服务器之间的心跳监控是否恢复正常，如果未恢复正常，则继续步骤S6，如果恢复正常，则跳转至步骤S10；
S10、精简数据库将增量数据同步至云端完整数据库，同时跳转至步骤S3。
4.根据权利要求3所述基于上述制造执行系统的不间断生产方法，其特征在于：在进行步骤S3-S10时，同步不间断进行步骤S1和S2。
5.根据权利要求3所述基于上述制造执行系统的不间断生产方法，其特征在于：两台本地硬件服务器内的3个虚拟机服务器之间通过HA构架，当主本地服务器出现故障时，工作流自动切换至备用本地服务器；
当主应急MES服务器出现故障时，工作流自动切换至备用MES服务器；
当主精简数据库出现故障时，工作流自动切换至备用精简数据库。
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