CN112257968A - 一种基于事件机制的生产流程构建与执行控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于事件机制的生产流程构建与执行控制方法，通过事件的监听、触发机制，对生产流程中的每一道工序的执行进行有效控制。方法包括事件机制设计、生产流程构建和生产执行控制三大部分。事件机制包括事件的触发机制、监听机制；生产流程构建首先针对生产流程进行抽象，将每道工序按照指定形式封装，留好事件及数据的传递接口；生产执行控制即对构建好的产线流程进行解析执行，由其中的事件机制来自动地获得当前工序的执行情况并判断接下来要执行的目标工序从而进行触发。本发明达到了让生产线上的工序根据实际执行情况自动触发的效果，减少了在生产过程中某道工序由于某些原因未按要求执行，导致的人力调整等额外消耗。

Description

一种基于事件机制的生产流程构建与执行控制方法

技术领域

本发明涉及了一种基于事件机制的生产流程构建与执行控制方法，属于智能制造控制领域。

背景技术

如今信息技术的快速发展，已经在工业领域引发了重大变革，采用信息化的手段对工业生产的过程进行有效控制是研究的热点。同时，有效的生产流程控制可以大大缩短产品生产周期，提高企业的竞争力。如果有一种方法可以根据现场的生产工序执行情况，自动的调整应该执行的工序，并将执行情况进行反馈，同时保证生产线的稳定运行，那么一定能够在实际生产中起到关键作用。当前大多生产线并不能实现全自动的调整，一旦某一步工序的执行出现问题无法得到实时的反馈，大多需要人工进行判断，因此研究一种可以自动调整工序的生产流程构建及执行控制方法具有很大的价值。

要使生产流程中的工序相互自动触发，需要设计一种事件机制，将工序的执行信息在工序间传递。利用该事件机制，可以判断出当前的工序是否执行成功、以及下一步该执行哪道工序。同时，需要对每一道工序通过抽象的形式进行合理的封装，使之满足此事件机制，通过上位机对生产流程进行解释执行，达到对生产过程的执行控制。

因此，将事件机制与生产流程构建相结合，引入对生产执行的控制当中是一种创新、有效的方法。通过这种方法，上位机的软件系统可以准确的收到生产过程中工序的执行情况，准确地控制工序的执行，动态地调整执行步骤，并且减少了人工调整的工作量。

发明内容

本发明所针对的问题主要是在传统生产过程中，减少在某些工序间执行时必须进行人工调整，以及针对工序执行情况进行处理和下一步工序的选择。提出一种基于事件机制，设计生产流程，并对工序执行进行控制的方法，这种形式的生产流程构建和执行控制能够快速反应工序执行的情况，可以降低人力成本、提高生产效率。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种基于事件机制的生产流程构建方法，包括以下步骤：

事件机制建立：通过事件的传递完成对工序的操作；

生产流程构建：基于事件机制对生产流程中的每一道工序进行封装，同时进行接口的定义，以及与实际设备的通信；

工序执行控制：将定义好的工序以及生产流程通过上位机解释执行，控制实际生产的设备。

所述事件的构建包括：

事件的定义：定义事件的形式，通过数字来表示；

事件的监听：定义事件的监听方式；

事件的触发：定义事件的触发方式；

事件与数据的绑定：在事件的触发过程中，通过选择绑定数据一同传递到下一工序。

所述生产流程构建包括以下步骤：

1)设计生产流程，各工序先后执行顺序；

2)将整个生产流程的每一工序进行封装，预留事件接口；

3)设计工序存储形式、整体流程保存形式；

4)将设计好的工序及整体流程按指定形式保存。

封装后的工序如下：

工序有m个事件输入接口、n个事件输出接口、m个事件处理；

事件输入接口分别连接到m个事件处理上，某个事件输入接口接到事件到达信号后，触发相应事件处理，处理完成后触发某个事件输出接口；事件处理包含与实际生产设备的操作。

所述生产流程构建中，整个流程中有多种工序的执行顺序，工序及生产流程以文件的形式保存。

所述将定义好的工序以及生产流程通过上位机解释执行，控制实际生产的设备，包括以下步骤：

1)上位机针对设计好的工序及生产流程进行解析；

2)将生产流程及包含的工序所对应的文件部署到上位机，开始执行；

3)上位机与实际生产设备通信，根据执行情况对事件进行处理、触发。

一种基于事件机制的生产流程执行控制方法，包括以下步骤：

事件机制监听各个已被定义好的事件输入接口，如没有接收到到达信号，则继续监听；如接收到事件到达信号，则对事件进行处理，即执行该到达事件所要触发的操作；处理事件完成后，触发该工序的事件输出接口，从而触发与该接口相连的下一步工序的事件输入接口；

封装好的工序接收到触发信号后，立即与控制的实际设备通信，控制其执行；如果接收到设备执行成功后返回的成功信号，则工序触发其事件输出接口，执行下一步工序；如果接收到了失败信息，则针对失败情况进行处理，同时不会触发事件输出接口，下一步工序不会继续执行。

本发明的有益效果和优点是：

1、该方法可以根据响生产线上工序的实际执行情况，自动地作出判断，决定工序间事件是否需要触发，提高了对生产过程控制的自动化程度，减少了人工调整的工作量。

2、在生产流程构建的过程中，由于各工序是由事件触发，不触发则不执行，因此可以加入多种工序执行顺序，提高了生产过程的灵活性。同时可满足多种生产需求，提升了生产线的利用率。

3、该方法由于对每一道工序进行了封装，因此封装后的工序具有一定复用性，可用在其他类似生产流程中。

4、本发明达到了让生产线上的工序根据实际执行情况自动触发的效果，减少了在生产过程中某道工序由于某些原因未按要求执行，导致的人力调整等额外消耗，同时，一次部署后可满足多种工序组合，提高了生产线的灵活性。

附图说明

图1是本发明的整体示意图。

图2是本发明中事件机制流程图。

图3是本发明中生产流程构建的流程图。

图4是本发明中工序封装示例的示意图。

图5是本发明控制执行的流程图。

图6是本发明一个应用示例的示意图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进一步详细说明，使本发明的目的、技术方案及优点描述地更加清楚、明确。

一种基于事件机制的生产流程构建与执行控制方法，包括以下内容：事件机制，是本方法中对工序进行控制的核心。包括事件的定义、事件的监听、事件的触发、事件与数据的绑定等，通过事件的传递完成对工序的触发等操作；

生产流程构建，基于事件机制对生产流程中的每一道工序进行封装，同时进行接口的定义，以及与实际设备的通信等，整个流程中可以有多种工序的执行顺序，工序及生产流程可以以文件的形式保存；

工序执行控制，将定义好的工序以及生产流程通过上位机软件系统进行解释执行，控制实际生产的设备。

所述事件的定义、事件的监听、事件的触发、事件与数据的绑定等包括以下内容：

1)定义事件的形式，如通过数字来表示，1代表触发，0代表不触发；

2)定义事件的监听方式，如间隔多长时间循环监听某一事件是否到达，以及监听线程；

3)定义事件的触发方式，如通过TCP或UDP；

4)在事件的触发过程中，可以选择绑定一些数据，一同传递到下一工序。

所述生产流程构建包括以下步骤：

1)设计生产流程，各工序先后执行顺序；

2)将整个生产流程的每一工序进行封装，留好事件接口；

3)设计工序存储形式、整体流程保存形式，可以以文件的形式，如xml；

4)将设计好的工序及整体流程按指定形式保存。

所述将定义好的工序以及生产流程通过上位机软件系统进行解释执行，控制实际生产的设备，其中包括如下内容：

1)在上位机部署针对设计好的工序及生产流程进行解析的软件系统；

2)将生产流程及包含的工序所对应的文件部署到软件系统，开始执行；

3)软件系统负责与实际生产设备的通信，根据执行情况对事件进行处理、触发。

本发明包括以下步骤：

1)首先需要设计一套事件机制，包括事件的形式，事件的监听机制，触发机制，以及其他与事件关联的数据传递等等；

2)根据实际生产情况，设计生产流程，抽象为一道道工序，设计好工序间的先后顺序关系，以及触发执行条件等；

3)设计生产流程以及工序的存储形式，如以xml文件的形式保存，需要设计好文件的各部分标签及存储内容。并将设计好的生产流程和工序分别按照此形式进行保存；

4)参照设计好的事件机制和生产流程、工序存储形式，开发一套上位机软件系统，负责解析执行工序流程、控制实际生产设备。将软件系统在上位机部署运行后，开始按照生产流程进行触发。

参见图1，这是本发明的整体示意图，分为事件机制、生产流程、上位机软件系统、产线设备。

事件机制，负责对产线的执行基于事件的方式进行控制。包括对事件的监听、触发、在事件触发时将与事件绑定的数据进行传递、以及一些其他机制。事件定义为0/1的数字信号，接收到0表示未触发，接收到1表示已触发。在具体的生产流程中，各工序间以事件接口的方式予以连接。

生产流程部分包括生产流程的整体设计以及各道工序的封装，还有生产流程和工序的保存。同时包括封装方式、保存方式的定义。生产流程由工序连接组成，具有一定执行顺序和事件触发条件。工序的事件接口由事件机制来处理。

上位机软件系统中有对生产流程及工序的解析，同时在内部实现事件机制。部署到软件系统的生成流程可与实际生产设备通信，根据执行情况通过事件触发连接的下一道工序。

产线设备包括PLC、机械臂、传感器等多种设备。

参见图2，是本发明中事件机制流程图。本发明涉及的事件机制的处理流程是：首先进行事件形式的定义，定义好事件到达的信号；监听各个已被定义好的事件输入接口，如接收到了事件到达信号，则对事件进行处理，如没有接收到到达信号，则继续监听，如此循环；处理事件，主要是执行该到达事件所要触发的操作，比如该事件到达表示机械臂停止运行，则这一步就向机械臂发出停止运行指令；触发事件输出接口，表示处理事件完成后，触发该工序的事件输出接口，从而触发与该接口相连的下一步工序的事件输入接口。

参见图3，本发明中生产流程构建的流程为：首先，定义好工序的保存形式，如xml文件，以及xml文件中的各标签含义和内容。第二步，定义生产流程的保存形式，即工序间连接关系的保存形式，也可以文件的形式保存。接下来，按照设计好的工序形式，对生产过程中需要的各步工序进行封装，封装形式为每一个工序对应一个xml文件。最后，将生产流程按设计好的保存形式进行保存。

参见图4，是本发明中工序封装示例的示意图。一个封装好的工序需要有以下必要内容：事件接口、事件处理。以图4为例：工序1有3个事件输入接口、2个事件输出接口、3个事件处理。

根据图中连接关系，可以看出，输入接口123各自连接到3个处理方框上，以其中一个为例，输入接口1接到事件到达信号后，触发处理3，处理完成后，触发2号输出接口，同理输入接口2接到事件到达信号后，触发处理2，处理完成后同时触发1、2号输出接口。事件处理包含与实际生产设备的通信、控制等操作。

除此之外，还可以定义数据传递接口，将数据接口与事件接口绑定，作用是在事件触发的同时传递需要的数据。

参见图5，为本发明控制执行的流程图。首先，封装好的工序接收到触发信号后，立即与控制的实际设备通信，控制其执行；在设备执行成功后返回成功信号，如果接收到了成功信号，则工序触发其事件输出接口，执行下一步工序，如果接收到了失败信息，则针对失败情况进行处理，同时也不会触发事件输出接口，下一步工序不会继续执行。

参见图6，是本发明一个应用示例的示意图。

以下通过一个实例来更具体地描述本发明，某生产流程有3步工序，分别为上料工序、加工工序、下料工序，各自分别以xml文件进行存储，其中加工工序中有两种加工方式。

上料工序的xml文件包括：1个事件输入接口(xml标签为：<input>input1</input>)、1个事件输出接口(xml标签为<output>output1</output>)、工序处理(xml标签为<deal>deal</deal>)、1个数据输出接口(xml标签为<dataoutput>dataoutput1</dataoutput>)。工序处理标签对应调用与机械手通信部分，包括给机械手下达指令以及接收执行完成信号。

加工工序的xml文件包括：1个事件输入接口(xml标签为：<input>input1</input>)、1个事件输出接口(xml标签为<output>output1</output>)、工序处理(xml标签为<deal>deal</deal>)、1个数据输入接口(xml标签为<datainput>datainput1</datainput>)。工序处理标签对应调用与两种不同设备的通信部分，根据数据输入接口传入的不同数据选择具体与哪个设备进行通信，包括给设备下达加工指令以及接收加工完成信号。

下料工序的xml文件包括：1个事件输入接口(xml标签为：<input>input1</input>)、1个事件输出接口(xml标签为<output>output1</output>)、工序处理(xml标签为<deal>deal</deal>)。工序处理标签对应调用与下料机械手的通信部分，包含下达下料指令以及接收执行完成信号。

跟据图6所示的三个工序间接口的连接关系，一个基于事件机制的生产流程构建与执行控制的步骤具体为：

步骤S1：触发上料工序的1号事件输入接口，对该事件进行处理，与执行上料操作的机械手进行通信，机械手执行完毕后返回一个信号，如执行成功，则触发该工序的1号事件输出接口，同时2号输出接口为数据传递接口，传递信息为下一步用哪种加工方式加工；如执行失败，则不触发任何输出接口。

步骤S2：加工工序接收到事件输入信号和数据传递信息后，根据数据信息判断由哪个设备进行加工，与该设备进行通信，下执行指令，如执行成功，返回成功信号，触发1号事件输出接口，如失败则不触发任何接口。

步骤S3：下料工序接收到事件输入信号后，对该事件进行处理，与执行下料操作的机械手进行通信，如执行成功则整个生产流程完毕。

综上所述，本发明的方法主要针对在传统生产过程中，某些工序间执行时必须进行人工调整、工序执行出现问题时的处理以及下一步工序的人工选择问题。提出一种基于事件机制，通过对生产流程以及各道工序的封装，对实际生产设备进行自动化控制的方法。这种方法提高了对生产过程控制的自动化程度，减少了人工调整的工作量，并且提高了生产过程的灵活性，同时可满足多种生产需求，提升了生产线的利用率，有利于推广使用。

Claims (7)

1.一种基于事件机制的生产流程构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

事件机制建立：通过事件的传递完成对工序的操作；

生产流程构建：基于事件机制对生产流程中的每一道工序进行封装，同时进行接口的定义，以及与实际设备的通信；

工序执行控制：将定义好的工序以及生产流程通过上位机解释执行，控制实际生产的设备。

2.根据权利要求1所述的一种基于事件机制的生产流程构建方法，其特征在于，所述事件的构建包括：

事件的定义：定义事件的形式，通过数字来表示；

事件的监听：定义事件的监听方式；

事件的触发：定义事件的触发方式；

事件与数据的绑定：在事件的触发过程中，通过选择绑定数据一同传递到下一工序。

3.根据权利要求1所述的一种基于事件机制的生产流程构建方法，其特征在于，所述生产流程构建包括以下步骤：

1)设计生产流程，各工序先后执行顺序；

2)将整个生产流程的每一工序进行封装，预留事件接口；

3)设计工序存储形式、整体流程保存形式；

4)将设计好的工序及整体流程按指定形式保存。

4.根据权利要求1所述的一种基于事件机制的生产流程构建方法，其特征在于，封装后的工序如下：

工序有m个事件输入接口、n个事件输出接口、m个事件处理；

事件输入接口分别连接到m个事件处理上，某个事件输入接口接到事件到达信号后，触发相应事件处理，处理完成后触发某个事件输出接口；事件处理包含与实际生产设备的操作。

5.根据权利要求1所述的一种基于事件机制的生产流程构建方法，其特征在于，所述生产流程构建中，整个流程中有多种工序的执行顺序，工序及生产流程以文件的形式保存。

6.根据权利要求1所述的一种基于事件机制的生产流程构建方法，其特征在于，所述将定义好的工序以及生产流程通过上位机解释执行，控制实际生产的设备，包括以下步骤：

1)上位机针对设计好的工序及生产流程进行解析；

2)将生产流程及包含的工序所对应的文件部署到上位机，开始执行；

3)上位机与实际生产设备通信，根据执行情况对事件进行处理、触发。

7.一种基于事件机制的生产流程执行控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

事件机制监听各个已被定义好的事件输入接口，如没有接收到到达信号，则继续监听；如接收到事件到达信号，则对事件进行处理，即执行该到达事件所要触发的操作；处理事件完成后，触发该工序的事件输出接口，从而触发与该接口相连的下一步工序的事件输入接口；

封装好的工序接收到触发信号后，立即与控制的实际设备通信，控制其执行；如果接收到设备执行成功后返回的成功信号，则工序触发其事件输出接口，执行下一步工序；如果接收到了失败信息，则针对失败情况进行处理，同时不会触发事件输出接口，下一步工序不会继续执行。

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