CN112688997B - 基于rpa机器人的通用数据采集、管理方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及RPA机器人工业自动化技术领域，具体涉及一种基于RPA机器人的通用数据采集、管理方法和系统，包括云端、边缘平台、物联网设备，所述云端利用通用信息模型生成物联网设备的配置信息，所述边缘平台用于分发配置信息到各个物联网设备，系统还包括若干不同功能的RPA机器人，RPA机器人用于不同平台之间的数据传输和同一平台内的数据管理。本发明RPA机器人根据配置信息生成各设备的配置文件，之后RPA机器人根据配置文件采集备实时数据并回传到云端，在边缘平台实现配置信息数据管理，同时在云端实现通用信息模型管理，实现多RPA机器人的实时协同作业，提高数据采集、管理效率。

Description

基于RPA机器人的通用数据采集、管理方法和系统

技术领域

本发明涉及RPA机器人工业自动化技术领域，具体涉及一种基于RPA机器人的通用数据采集、管理方法和系统。

背景技术

近年来物联网技术快速发展，工业物联网(Industrial Internet ofThings,IIoT)成为当前智能制造和信息技术交叉研究领域最为活跃的方向。它通过各种信息传感设备，如传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术，在工业现场采集各种需要监控、连接、互动的物体或过程的声、光、热、电等各种数据，并通过对数据的分析处理，实现生产设备监控管理、生产过程工艺优化、制造业供应链管理、环保监测及能源管理、工业安全生产管理，从而大幅提高制造效率，改善产品质量，降低产品成本和资源消耗，将传统制造业提升到智能制造的新阶段。

目前，工业物联网系统通常采用不同方式描述采集的数据，这种形式不统一的描述方式不仅使得系统的重构和扩展受到限制，同时还使得不同系统之间互联互通变得困难。同时物联网数据共享交换需要基于物联网体系结构，随着我国推进政府和社会信息资源开放共享的力度不断提升，需要打破信息的地区封锁和部门分割，着力推动信息共享和整合。但在推进政府和社会信息资源开放共享的同时，各单位历史不同时期建设的异源异构的信息化业务系统、信息采集系统也给数据共享交换带了巨大的压力，特别是面向海量数据采集的物联网系统。

本发明提供一种基于RPA机器人的通用数据采集、管理方法和系统，助推智能制造生产过程中各类数据的采集与管理，为实现物联网系统间的互联互通互操作提供有效支撑。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种基于RPA机器人的通用数据采集、管理方法和系统。

一种基于RPA机器人的通用数据采集、管理系统，包括云端、边缘平台、物联网设备，所述云端利用通用信息模型生成物联网设备的配置信息，所述边缘平台用于分发配置信息到各个物联网设备，系统还包括若干不同功能的RPA机器人，RPA机器人用于不同平台之间的数据传输和同一平台内的数据管理。

一种基于RPA机器人的通用数据采集、管理方法，包括但不限于以下步骤：

S1、RPA机器人从云端取出由通用信息模型生成的配置信息，并将配置信息传递到边缘平台；

S2、RPA机器人将边缘平台上的配置信息分发到各个物联网设备，生成物联网设备的数据采集配置文件(通过该数据采集配置文件即可实现设备数据采集)；

S3、RPA机器人跟据物联网设备的数据采集配置文件采集物联网设备的实时数据，并将采集的实时数据与对应物联网设备的配置信息一起回传到云端；

S4、RPA机器人在边缘平台进行配置信息数据管理，实现快速上传与保存，以供其他RPA机器人下载配置信息，并在下次需要采集设备实时数据时直接根据配置信息生成对应的数据采集配置文件；

S5、RPA机器人在云端进行通用信息模型管理，针对更加复杂的数据采集任务提供更有针对性的信息模型。

进一步的，所述步骤S1具体为：

S101，通过网络主动获取储存在云端上的能源系统基于通用信息模型表示的配置信息；

S102，云端定期接收RPA机器人推送的所述配置信息的变更信息。

进一步的，所述步骤S3具体为：

S301，读取所述数据采集配置文件的通讯参数；

S302，根据所述通讯参数对应的通讯协议对所述能源系统执行数据采集任务，回传数据到云端。

进一步的，所述步骤S4中，RPA机器人在边缘平台进行配置信息数据管理，进行配置信息数据的快速上传与保存具体为：

RPA机器人进行配置信息数据的快速上传：

S401：RPA机器人对需要上传的文件进行整理压缩，得到压缩后的文件；

S402：RPA机器人将压缩后的文件上传到云端；

S403：负责管理云端通用信息的RPA机器人记录上传结果，并对云端上的配信信息进行更新处理，得到更新后的配置信息；

RPA机器人在边缘平台进行配置信息数据的快速保存：当其他RPA机器人需要获取配置信息时，运用HTTP Request技术从云端下载更新后的配置信息的压缩文件，并运用ZipFile.ExtractToDirectory技术对下载的压缩文件进行解压。

本发明的有益效果：

本发明中RPA机器人在边缘平台对配置信息进行数据管理，实现快速上传与保存，在下次需要采集设备实时数据时直接根据配置信息生成对应的配置文件，省去了再次从云端取出通用信息模型的过程，本项技术特征大大提升了数据采集的效率，极大节省了数据采集所用时间；同时，本发明在云端进行通用信息模型管理，针对更加复杂的数据采集任务提供更有针对性的信息模型，本项技术特征使得本发明对应的适用范围增大，对于各种复杂的数据采集任务本发明都能胜任。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

图1是工业物联网数据采集类型示意图；

图2是本发明的系统架构示意图；

图3是本发明的流程示意图；

图4是本发明中的步骤S1的流程图；

图5是本发明中的步骤S3的流程图；

图6是本发明中的步骤S4的流程图；

图7是本发明中的步骤S5中信息模型管理框架。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种基于RPA机器人的通用数据采集、管理系统，系统架构示意图如图2所示。包括：云端、边缘平台、物联网设备，所述云端存储各种通用信息模型与采集的数据，所述边缘平台用于临时存储物联网设备的配置信息、采集的物联网设备的数据和物联网设备的配置文件，该系统还包括若干不同功能的RPA(Robotic Process Automation，机器人流程自动化软件)机器人，所述RPA机器人用于实现不同平台之间的数据传输和同一平台内的数据管理。

云端的通用信息模型：通用信息模型(英文翻译为：common information model，简称CIM)是一个抽象模型，用于描述电力企业的所有主要对象，特别是与电力运行有关的对象。通用信息模型通过提供一种用对象类和属性及他们之间关系来表示电力系统资源的标准方法，因此可以对能源系统进行通用信息模型描述，从而得到能源系统的设备模型、设备模型的CIM信息和设备组态等信息。由此，可以将上述基于CIM抽象得到的各种信息储存在云端服务器中，形成设备实例库。由此，可以将上述基于通用信息模型CIM抽象得到的各种配置信息储存在云端服务器中，形成设备实例库。所述配置信息是指能源系统或能源设备等物联网设备基于CIM表示的配置信息。应当理解，上述能源系统并不仅限于电力系统或能源系统，其包括所有可以通过CIM进行描述的对象。

RPA机器人的功能包括：数据管理、数据采集、数据分发、数据传递等。具体地，在一种优选实施方式中，所述云端包括一个或多个RPA机器人进行云端的通用信息模型管理和更新；所述云端与所述边缘平台之间采用一个或多个RPA机器人进行云端与边缘平台之间的数据传输；所述边缘平台采用一个或多个RPA机器人进行临时数据的管理，并将物联网设备的配置信息分发给各个对应的物联网设备；在物联网设备端，采用一个或多个RPA机器人进行物联网数据的实时采集，并通过一个或多个RPA机器人将物联网设备生成的配置文件和实时采集的物联网数据传递至边缘平台。

进一步的，所述RPA机器人通过内部设置应用程序实现数据采集、数据传递和数据分发等相关功能。RPA(Robotic Process Automation)机器人指的是机器人流程自动化软件，是实现某些重复性操作的软件程序，而不是广义上的由芯片、机械臂、电池组成的实体机器人。RPA可以植入相关系统，完成各种重复性的简单操作比如定期邮件删除、点击操作、复制粘贴等等，相关操作都可以通过编程实现。

需要说明的是，所述RPA机器人进行云端、边缘平台和物联网设备数据之间的数据采集和数据传输可以采用无线通信也可以通过有线传输/接口的方式实现，本实施例对此不作限定。

在物联网设备端，RPA机器人进行物联网数据的实时采集，如图1所示，采集的物联网数据类型主要包括两大类：第一类为设备层、控制层、车间层数据，即生产现场直接产生的、较为直观的数据，通过各种通信协议回传数据库；第二类为企业层、协同层数据，即企业、网络等所产生的大量业务类型数据，如网页、文档或视频等，通过各种协议进行抽取再回传数据库。

RPA机器人在采集数据后，需要对数据源及其数据进行描述，对数据源及其数据的描述包括两种：一种是数据静态描述，主要是数据构成描述；另一种是数据动态描述，即使用者和数据源之间的交互过程描述，如数据操作等。以AGV数据为例，数据静态描述包括小车平面位置坐标、速度、电量、运行时间、运行里程等参数，数据动态描述包括保存数据、分享数据等操作。

图3为本实施例的一种基于RPA机器人的通用数据采集、管理方法流程示意图，在一种优选实施方式中，该方法包括但不限于以下步骤：

S1：RPA机器人从云端取出由通用信息模型生成的配置信息，并将配置信息传递到边缘平台。

工业物联网设备数据在云端会进行部分功能适配，主要适配功能包括：采集适应功能(数据源管理、计划任务管理、数据预处理和映射、协议适配)、通信功能(同步调用和异步调用、消息队列)、监控功能(运行状态、响应时间、告警)、配置功能(以事件为导向、以设备健康为导向、以最优化为导向)、安全功能(用户管理、认证&授权、安全策略)。

应当理解，上述步骤S1中的配置信息是指能源系统或能源设备基于CIM表示的配置信息。所述上述能源系统并不仅限于电力系统或能源系统，其包括所有可以通过CIM进行描述的对象。

图4给出了上述步骤S1的流程图，如图4所示，上述步骤S1包括：

S101，通过RPA机器人主动获取储存在云端上的能源系统基于通用信息模型表示的配置信息。通过本步骤可以将能源系统中所有设备的CIM信息完整同步至数据采集系统中，由此实现对设备名称的规范统一命名和全局配置，能够避免重复命名的情况；同时也避免了对不同区域或系统中相同设备的重复配置。

其中，以数据采集对象为能源系统为例，该配置信息可以具体包括能源系统所属区域的能源设备CIM结构体、通讯设备CIM结构体、组态关联配置CIM结构体。

示例性的，该能源设备CIM结构体可以包括所需区域、能源设备名称、设备类型、CIM设备属性名称。

其中，该通讯设备CIM结构体可以包括所需区域、通讯设备名称、通讯设备类型、CIM通讯属性名称、通讯参数。其中，该通讯参数可以具体包括通讯协议、通讯对象地址、通讯端口。

其中，组态关联配置CIM结构体包括以下数据的列表：所需区域、能源设备名称、CIM设备属性名称、通讯设备名称、CIM通讯属性名称。具体的，组态关联CIM结构即是建立能源设备名称对应的CIM设备属性名称与通讯设备名称的CIM通讯属性的关系，所需通讯相关参数可以从对应的通讯设备CIM结构体中获取。

S102，云端定期接收RPA机器人推送的所述配置信息的变更信息。通过本步骤可以在现场设备需要进行参数调整或重新组态配置时，直接在云端的模型信息上进行变更设置，然后将变更信息推送至本地数据采集系统，从而大大提升了对现场设备维护的效率。

其中，以数据采集对象为能源系统为例，所述变更信息具体包括能源设备CIM结构体、通讯设备CIM结构体、组态关联配置CIM结构体中的至少一种变更信息。

S2：RPA机器人将边缘平台上的配置信息分发到各个物联网设备，生成配置文件。

具体的，在获取到能源系统的通用信息模型的配置信息后，即可据配置信息生成对应的数据采集配置文件。在该数据采集配置文件中包括能源设备之间的关联关系以及通讯参数，为此，数据采集配置文件即数据采集系统的配置文件，通过该数据采集配置文件即可实现能源设备的数据采集。

S3：RPA机器人依据配置文件采集设备实时数据，并将采集的实时数据与设备的配置信息一起回传到云端。

具体的，不同的数据采集配置文件下采集到的设备实时数据是不相同的，根据同步获取的配置信息生成对应数据采集文件，以此来执行数据采集任务。

图5给出了上述步骤S3的流程图，如图5所示，上述步骤S3包括：

S301，读取所述数据采集配置文件的通讯参数。

S302，根据所述通讯参数对应的通讯协议对所述能源系统执行数据采集任务，回传数据到云端。在实际应用中，当某一个设备需要改变设置参数或关联关系时，只需要在云端上进行一次配置或修改，即可得到不同的配置信息，进而生成不同的数据采集配置文件，根据设置或修改后的数据采集配置文件来执行数据采集任务，可有效提升数据采集的能源设备的维护效率。

S4：RPA机器人在边缘平台进行配置信息数据管理，实现快速上传与保存，以供其他RPA机器人下载配置信息，并在下次需要采集设备实时数据时直接根据配置信息生成对应的配置文件。

具体的，对各设备的配置信息实时数据进行保存、上传，形成实时数据库，以便用户查询或发送至人机交互界面中进行显示，同时方便其他RPA机器人根据需要自行下载，避免下次采集数据时重复生成数据采集配置文件。

图6给出了上述步骤S4的流程图，如图6所示，上述步骤S4中包括配置信息数据的快速上传和配置信息数据的快速保存，具体描述如下：

RPA机器人进行配置信息数据的快速上传包括以下实施过程：

S401：RPA机器人运用ZipFile.CreateFromDirectory技术对边缘平台上需要上传的文件进行整理压缩，得到压缩后的文件；

S402：RPA机器人运用HTTP Request技术将压缩后的文件上传到云端；

S403：负责管理云端通用信息的RPA机器人记录上传结果，并对云端上的配信信息进行更新处理，得到更新后的配置信息；

RPA机器人在边缘平台进行配置信息数据的快速保存，即从云端获取配置信息数据的具体实施过程包括：当其他RPA机器人需要获取配置信息时，运用HTTP Request技术从云端下载更新后的配置信息的压缩文件，并运用ZipFile.ExtractToDirectory技术对下载的压缩文件进行解压。RPA机器人获得所需数据即其他RPA机器人上传的文件。

S5：RPA机器人在云端进行通用信息模型管理，针对更加复杂的数据采集任务提供更有针对性的信息模型。

具体的，图7是本实施例提供的一种基于RPA机器人的通用数据管理系统的信息模型管理框架，通过CIM的框架开发的针对不同设备和系统的管理软件，主要都是遵循图7模块划分，管理应用程序(web service/GUI)通过CIM/http连接到要管理的设备上的CIM服务器，它再通过CIM提供方的模块来和设备资源交互。对资源操作的返回信息也是通过CIM提供方转发给服务器，进一步返回给客户端，这就是整个系统的工作原理。

特定目标的信息模型可以作为通用信息模型的子集，并用UML表示。特定目标的信息模型可以比通用模型小，即通用模型可以作为开发特定模型的基础。裁剪和重构通用模型中的元件，这些元件可以支持特定目标的信息模型。裁剪/重构是从通用信息模型中拷贝出来模型，派生出对象、缩减对象能力以及可选的条件包和属性，满足特定目的的项目。数据概要可以把特定目的的信息模型映射为协议特定的接口，也可以实现编程语言特定的API。

当介绍本申请的各种实施例时，词语“包括”、“包含”和“具有”都是包括性的并意味着除了列出的元件之外，还可以有其它元件。

需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施例中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-0nly Memory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccess Memory，RAM)等。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元及模块可以是或者也可以不是物理上分开的。另外，还可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元和模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种基于RPA机器人的通用数据采集、管理方法，其特征在于，包括但不限于以下步骤：

S1、RPA机器人从云端取出由通用信息模型生成的配置信息，并将配置信息传递到边缘平台；

S2、RPA机器人将边缘平台上的配置信息分发到各个物联网设备，生成物联网设备的数据采集配置文件；

S3、RPA机器人跟据物联网设备的数据采集配置文件采集物联网设备的实时数据，并将采集的实时数据与对应物联网设备的配置信息一起回传到云端；当设备需要改变设置参数或关联关系时，设备在云端上只进行一次配置或修改，即可得到不同的配置信息，进而生成不同的数据采集配置文件，根据设置或修改后的数据采集配置文件来执行数据采集任务；

S4、RPA机器人在边缘平台进行配置信息数据管理，实现快速上传与保存，以供其他RPA机器人从边缘平台下载配置信息，并在下次需要采集设备实时数据时直接根据配置信息生成对应的数据采集配置文件；

RPA机器人在边缘平台进行配置信息数据管理，进行配置信息数据的快速上传与保存具体为：

RPA机器人进行配置信息数据的快速上传：

S401：RPA机器人对需要上传的文件进行整理压缩，得到压缩后的文件；

S402：RPA机器人将压缩后的文件上传到云端；

S403：负责管理云端通用信息的RPA机器人记录上传结果，并对云端上的配置信息进行更新处理，得到更新后的配置信息；

RPA机器人在边缘平台进行配置信息数据的快速保存：当其他RPA机器人需要获取配置信息时，运用HTTP Request技术从云端下载更新后的配置信息的压缩文件，并运用ZipFile.ExtractToDirectory技术对下载的压缩文件进行解压；

S5、RPA机器人在云端进行通用信息模型管理，针对更加复杂的数据采集任务提供更有针对性的信息模型。

2.根据权利要求1所述的一种基于RPA机器人的通用数据采集、管理方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：

S101，通过网络主动获取储存在云端上的能源系统基于通用信息模型表示的配置信息；

S102，云端定期接收RPA机器人推送的所述配置信息的变更信息。

3.根据权利要求1所述的一种基于RPA机器人的通用数据采集、管理方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：

S301，读取所述数据采集配置文件的通讯参数；

S302，根据所述通讯参数对应的通讯协议对能源系统执行数据采集任务，回传数据到云端。

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