CN108803542B - 工业生产数据管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工业生产数据管理系统。本发明通过利用数据采集器来采集工业现场各工业设备产生的生产数据，然后由数据存储服务器据生产数据的处理级别，将生产数据存放到相应的存储区域，以便数据处理服务器能够根据预设的分析指令，从数据存储服务器中快速获取需要的生产数据，并对获取到的生产数据进行分析处理，以生成与分析指令对应的报表，实现了能够实时、快速、准确的采集工业现场各工业设备进行生产操作时产生的数据，并在工业设备进行生产的过程中快速、准确的生成各种生产、管理报表方便管理人员查看。
Description
技术领域
本发明涉及工业生产监控技术领域，尤其涉及一种工业生产数据管理系统。
背景技术
随着现代工业的发展，生产过程中产生的生产数据愈发增多，工业企业对于生产过程数据的采集、存储与监控的要求越来越高。由于生产过程产生的数据有效期短，而且数据量大，需要秒级甚至毫秒级的数据采集处理，所以实时数据采集系统的应用便成为必然趋势。
目前的实时数据采集系统大多单纯的使用实时数据库进行采集，但是实时数据库很难直接采集各种工业设备产生的数据，并且管理人员想要从大量的生产数据中查找到自需要的数据，其工作量也相当大，因而目前采用实时数据库进行采集的方式，已经难以满足企业需求。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种工业生产数据管理系统，旨在解决现有技术中无法采集工业现场各工业设备进行生产操作时产生的数据，也无法在工业设备进行生产的过程中快速、准确的生成各种生产、管理报表方便管理人员查看的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种工业生产数据管理系统，所述系统包括：数据采集器、数据存储服务器和数据分析服务器，所述数据存储服务器与所述数据采集器及所述数据分析服务器分别通信连接；
所述数据采集器，用于采集工业现场各工业设备产生的生产数据，并将采集到的所述生产数据传输至所述数据存储服务器；
所述数据存储服务器，用于接收所述生产数据，并根据所述生产数据的处理级别，将所述生产数据存放到相应的存储区域；
所述数据处理服务器，用于根据预设的分析指令，从所述数据存储服务器中获取所述生产数据，并对所述生产数据进行分析处理，以生成与所述分析指令对应的报表，所述分析指令包括生产进度、生产量、设备KPI指标考核和设备状态中的任意一个或任意组合。
优选地，所述系统还包括：继电器；
所述继电器设置于所述工业设备内，并与所述工业设备及所述数据采集器分别连通，用于记录所述工业设备产生的生产数据，并将所述生产数据传输给所述数据采集器，所述工业设备为内部没有可编程逻辑控制器的设备。
优选地，所述系统还包括：光电开关和计数器，所述光电开关和所述计数器分别设置于所述工业设备上，且所述光电开关与所述工业设备及所述计数器分别连通，所述计数器与所述数据采集器连通；
所述光电开关，用于根据所述工业设备工作过程中位置变化对光束的遮挡或反射，在通路和断路之间切换；
所述计数器，用于记录所述光电开关的切换次数，并将记录的所述切换次数传输给所述数据采集器。
优选地，所述数据处理服务器，还用于将生成的与所述分析指令对应的报表，反馈给所述数据存储服务器。
优选地，所述数据存储服务器具体包括：数据接收模块和数据缓存模块；
所述数据接收模块，用于接收所述生产数据；
所述数据缓存模块，用于根据所述生产数据的处理级别，将所述生产数据存放到相应的存储区域，所述处理级别包括第一处理级别和第二处理级别，所述第一处理级别的优先级高于所述第二处理级别。
优选地，所述数据缓存模块具体包括：内存缓存子模块和文件缓存子模块；
所述内存缓存子模块，用于存储处理级别为所述第一处理级别的所述生产数据；
所述文件缓存子模块，用于存储处理级别为所述第二处理级别的所述生产数据。
优选地，所述数据存储服务器还包括：数据发送模块；
所述数据发送模块具体包括内存缓存发送子模块和文件缓存发送子模块；
所述内存缓存发送子模块，用于将所述内存缓存子模块中存储的所述生产数据发送至所述数据处理服务器；
所述文件缓存发送子模块，用于将所述文件缓存子模块中存储的所述生产数据发送至所述数据处理服务器。
优选地，所述数据存储服务器还包括：报表接收模块和报表存储模块；
所述报表接收模块，用于接收所述数据处理服务器反馈的所述报表；
所述报表存储模块，用于存储所述报表，并建立所述报表与所述分析指令及所述生产数据的映射关系。
优选地，所述数据存储服务器为虚拟数据存储服务器。
优选地，其特征在于，所述数据处理服务器为虚拟数据处理服务器。
本发明通过利用数据采集器来采集工业现场各工业设备产生的生产数据，然后由数据存储服务器据生产数据的处理级别，将生产数据存放到相应的存储区域，以便数据处理服务器能够根据预设的分析指令，从数据存储服务器中快速获取需要的生产数据，并对获取到的生产数据进行分析处理，以生成与分析指令对应的报表，实现了能够实时、快速、准确的采集工业现场各工业设备进行生产操作时产生的数据，并在工业设备进行生产的过程中快速、准确的生成各种生产、管理报表方便管理人员查看。
附图说明
图1为本发明工业生产数据管理系统第一实施例的结构示意图；
图2为本发明工业生产数据管理系统中数据存储服务器102的内部方框示意图；
图3为本发明工业生产数据管理系统第二实施例的结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，图1为本发明工业生产数据管理系统第一实施例的结构示意图。
在第一实施例中，所述工业生产数据管理系统包括：数据采集器101、数据存储服务器102和数据分析服务器103。
其中，所述数据存储服务器102与所述数据采集器101及所述数据分析服务器103分别通信连接，比如通过通信基站200，经局域网、城域网、广域网等各种网络实现数据的传输。
为了便于理解，以下针对上述各个部件的功能进行具体说明。
具体的说，在本实施例中，所述数据采集器101，用于采集工业现场各工业设备(图1中未示出)产生的生产数据，并将采集到的所述生产数据传输至所述数据存储服务器102，如经通信基站200进行传输。
所述数据存储服务器102，用于接收所述生产数据，并根据所述生产数据的处理级别，如需要立马出来，还是可以暂缓处理等级别，将所述生产数据存放到相应的存储区域。
所述数据处理服务器103，用于根据预设的分析指令，从所述数据存储服务器102中获取所述生产数据，并对所述生产数据进行分析处理，以生成与所述分析指令对应的报表。
需要说明的是，上述所说的分析指令可以包括生产进度、生产量、设备KPI(KeyPerformance Indication，关键业绩指标)指标考核和设备状态中的任意一个或任意组合。
相应地，所述数据处理服务器103对所述生产数据进行分析处理后得到的与所述分析指令对应的报表，可以是生产进度报表、生产量报表、设备KPI指标考核报表和设备状态(设备是否处于工作状态、工作时长、工作状态是否正常等)报表中的任意一个或任意组合。
此外，应当理解的是，图1给出的各个装置的具体结构、选取方式以及个数，仅仅是举例说明，对本发明的技术方案并不构成任何限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据需要合理选取，比如可以在针对具有较多工业设备的工业现场中，数据采集器101的个数可以有多个，然后设置每一个数据采集器负责采集自己周围的工业设备产生的生产数据，如果是工业现场的工业设备数量有限，产生的生产数据也相对较少，则可以少设置几个，或只设置一个，本实施例对此不做限制。
另外，各装置之间的通信方式可以采用无线通信方式，也可以通过有线通信方式，本实施例对此不做限制。
另外，值得一提的是，在具体实现中，为了方便工作人员随时获取生成的报表，以根据报表进行工作的调整安排，提高工业生产效率，所述数据处理服务器103，还用于将生成的与所述分析指令对应的报表，反馈给所述数据存储服务器102进行存储。
为了便于理解本实施例中提供的数据存储服务器102的内部结构，以下结合图2进行具体说明。
如图2所示，数据存储服务器102具体包括：数据接收模块1021、数据缓存模块1022、数据发送模块1023、报表接收模块1024和报表存储模块105。
其中，所述数据接收模块1021，用于接收所述生产数据。
所述数据缓存模块1022，用于根据所述生产数据的处理级别，将所述生产数据存放到相应的存储区域。
比如说，数据采集器101在采集各个工业设备提供的生产数据时，会根据生产数据的来源为生产数据添加处理级别属性，如将生产数据的处理级别大致分为第一处理级别和第二处理级别，并设置所述第一处理级别的优先级高于所述第二处理级别，如将实时性强的生产数据设置为第一处理级别，生成周期长的生产数据设置为第二处理级别，这样数据处理服务器103在获取到生产数据后，就可以根据生产数据的处理级别进行处理。
此外，值得一提的是，为了方便存储数据采集器101上传的生产数据，可以对所述数据缓存模块1022的内部存储区域进行如下划分，如划分为内存缓存子模块和文件缓存子模块。然后，利用所述内存缓存子模块存储处理级别为所述第一处理级别的所述生产数据；利用所述文件缓存子模块存储处理级别为所述第二处理级别的所述生产数据，使数据存储服务器102具有多级存储效果，从而实现快速存储的效果。
相应地，为了方便数据处理服务器103获取不同处理级别的生产数据，可以对数据发送模块1023按照功能进行如下划分，比如单独设置用于将所述内存缓存子模块中存储的所述生产数据发送至所述数据处理服务器103的内存缓存发送子模块和用于将所述内存缓存子模块中存储的所述生产数据发送至所述数据处理服务器103的文件缓存发送子模块。
此外，所述报表接收模块1024，用于接收所述数据处理服务器反馈的所述报表。
所述报表存储模块1025，用于存储所述报表，并建立所述报表与所述分析指令及所述生产数据的映射关系，从而可以使得工作人员在查询相应报表时，能够直接通过输入相应的分析指令即可获得相关报表与原始数据。
此外，值得一提的是，随着现代工业的发展，生产过程中产生的数据越来越多，且越来越复杂，因此在具体实现中，所述数据存储服务器102可以采用虚拟数据存储服务器，所述数据处理服务器103也可以采用虚拟数据处理服务器。
即将数据存储服务器102和数据处理服务器103部署于云端，从而在实现海量数据存储，高速数据分析的同时，无需提供专门的服务器存放基地，也无需购买大量的物理服务器，便于维护和管理。
通过上述描述不难发现，本实施例中提供的工业生产数据管理系统，通过利用数据采集器来采集工业现场各工业设备产生的生产数据，然后由数据存储服务器据生产数据的处理级别，将生产数据存放到相应的存储区域，以便数据处理服务器能够根据预设的分析指令，从数据存储服务器中快速获取需要的生产数据，并对获取到的生产数据进行分析处理，以生成与分析指令对应的报表，实现了能够实时、快速、准确的采集工业现场各工业设备进行生产操作时产生的数据，并在工业设备进行生产的过程中快速、准确的生成各种生产、管理报表方便管理人员查看。
进一步地，如图3所示，基于第一实施例提出本发明工业生产数据管理系统的第二实施例，在本实施例中，该系统还包括继电器104、光电开关105及计数器106，各部件的通信关系如图3所示。
其中，所述继电器104，用于记录所述工业设备产生的生产数据，并将所述生产数据传输给所述数据采集器101。
具体的说，在具体实现中，所述继电器104可以设置于所述工业设备内，并与所述工业设备及所述数据采集器101分别连通。
另外，值得一提的是，在具体实现中，需要在设置继电器104的工业设备，通常为内部没有可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)的设备，这类设备可以是图3中给出的罐装机301，其工作主要依靠开关按钮控制，因而数据采集器101无法直接从该工业设备获取生产数据。
此外，在针对内部没有可PLC控制器的工业设备，如喷漆机(图3未示出)及图3中给出的冲床302，可以选择利用光电开关105和计数器106的配合实现对此类设备产生的生产数据的采集。
具体的，可以将所述光电开关105和所述计数器106分别设置于所述工业设备上，并设置所述光电开关105与所述工业设备及所述计数器106分别连通，所述计数器106与所述数据采集器101连通。
所述光电开关105，用于根据所述工业设备工作过程中位置变化对光束的遮挡或反射，在通路和断路之间切换。
所述计数器106，用于记录所述光电开关105的切换次数，并将记录的所述切换次数传输给所述数据采集器101。
通过上述描述不难发现，本实施例提供的工业生产数据管理系统，在工业设备内部不具备PLC控制器时，通过借助继电器，或者光电开关、计数器的配合来获取工业设备产生的生产数据，从而实现了对各种类型工业设备产生的生产数据的采集，使得后续数据处理器能够根据得到生产数据，分析得出不同设备工作过程中的相应信息。
另外，本领域技术人员可以理解，上述给出的装置的具体结构及选取方式，仅仅是举例说明，对本发明的技术方案并不构成任何限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据需要合理选取，本实施例对此不做限制。
此外，需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种工业生产数据管理系统，其特征在于，所述系统包括：数据采集器、数据存储服务器和数据处理服务器，所述数据存储服务器与所述数据采集器及所述数据处理服务器分别通信连接；
所述数据采集器，用于采集工业现场各工业设备进行生产的过程中产生的生产数据，根据所述生产数据的来源为所述生产数据添加对应的处理级别，并将采集到的所述生产数据传输至所述数据存储服务器；
所述数据存储服务器，用于接收所述生产数据，并根据所述生产数据的处理级别，将所述生产数据存放到相应的存储区域；
所述数据处理服务器，用于在各工业设备进行生产的过程中根据预设的分析指令，从所述数据存储服务器中获取所述生产数据，并对所述生产数据进行分析处理，以生成与所述分析指令对应的报表，所述分析指令包括生产进度、生产量、设备KPI指标考核和设备状态中的任意一个或任意组合；
其中，所述数据存储服务器还包括：报表接收模块和报表存储模块；
所述报表接收模块，用于接收所述数据处理服务器反馈的所述报表；
所述报表存储模块，用于存储所述报表，并建立所述报表与所述分析指令及所述生产数据的映射关系；
其中，所述数据存储服务器具体包括：数据接收模块和数据缓存模块；
所述数据接收模块，用于接收所述生产数据；
所述数据缓存模块，用于根据所述生产数据的处理级别，将所述生产数据存放到相应的存储区域，所述处理级别包括第一处理级别和第二处理级别，所述第一处理级别的优先级高于所述第二处理级别。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：继电器；
所述继电器设置于所述工业设备内，并与所述工业设备及所述数据采集器分别连通，用于记录所述工业设备产生的生产数据，并将所述生产数据传输给所述数据采集器，所述工业设备为内部没有可编程逻辑控制器的设备。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：光电开关和计数器，所述光电开关和所述计数器分别设置于所述工业设备上，且所述光电开关与所述工业设备及所述计数器分别连通，所述计数器与所述数据采集器连通；
所述光电开关，用于根据所述工业设备工作过程中位置变化对光束的遮挡或反射，在通路和断路之间切换；
所述计数器，用于记录所述光电开关的切换次数，并将记录的所述切换次数传输给所述数据采集器。
4.如权利要求1至3任一项所述的系统，其特征在于，所述数据处理服务器，还用于将生成的与所述分析指令对应的报表，反馈给所述数据存储服务器。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据缓存模块具体包括：内存缓存子模块和文件缓存子模块；
所述内存缓存子模块，用于存储处理级别为所述第一处理级别的所述生产数据；
所述文件缓存子模块，用于存储处理级别为所述第二处理级别的所述生产数据。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述数据存储服务器还包括：数据发送模块；
所述数据发送模块具体包括内存缓存发送子模块和文件缓存发送子模块；
所述内存缓存发送子模块，用于将所述内存缓存子模块中存储的所述生产数据发送至所述数据处理服务器；
所述文件缓存发送子模块，用于将所述文件缓存子模块中存储的所述生产数据发送至所述数据处理服务器。
7.如权利要求1至3任一项所述的系统，其特征在于，所述数据存储服务器为虚拟数据存储服务器。
8.如权利要求1至3任一项所述的系统，其特征在于，所述数据处理服务器为虚拟数据处理服务器。
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