CN113253696B - 基于工业互联网的智能设备协同作业方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于工业互联网的智能设备协同作业方法及系统,涉及工业互联网技术领域,包括设备发布模块、数据库、控制器、协同分析模块和数据分配模块;在用户通过手机终端访问设备发布模块并对注册设备进行指令控制时,所述协同分析模块用于对注册设备进行协同分析;得到该注册设备的协同设备表信息;并将该注册设备的协同设备表信息反馈至用户的手机终端;提示用户进行关联控制,并选择对应的控制指令;便于用户对智能设备进行集成化控制,从而提高智能设备的协同作业效率;同时本发明通过数据分配模块对生产数据进行分析,能够根据生产数据的协同系数分配不同数量的数据处理终端处理,合理分配资源,提高生产数据的协同处理效率。
Description
技术领域
本发明涉及工业互联网技术领域,具体是基于工业互联网的智能设备协同作业方法及系统。
背景技术
工业互联网是全球工业系统与高级计算、分析、感应技术以及互联网连接融合的一种结果,工业互联网的本质是通过开放的、全球化的工业级网络平台把设备、生产线、工厂、供应商、产品和客户紧密地连接和融合起来,高效共享工业经济中的各种要素资源,从而通过自动化、智能化的生产方式降低成本、增加效率,帮助制造业延长产业链,推动制造业转型发展。工业互联网通过智能机器间的连接并最终将人机连接,结合软件和大数据分析,重构全球工业、激发生产力,让世界更美好、更快速、更安全、更清洁且更经济;
由于成本或历史原因,目前一般工业企业中存在大量非数字化生产设备,不能与企业信息系统集成,成为企业生产加工信息的孤岛,设备状态和加工信息只能通过人工方式上报,准确性、时效性都很差;现有的智能设备协同作业系统存在不能对生产数据进行分类,同时根据生产数据的协同系数分配不同数量的数据处理终端处理的问题,导致生产数据协同处理效率低下。
发明内容
为了解决上述方案存在的问题,本发明提供了基于工业互联网的智能设备协同作业方法及系统。本发明在用户通过手机终端访问设备发布模块并对注册设备进行指令控制时,通过协同分析模块对注册设备进行协同分析;得到该注册设备的协同设备表信息;并将该注册设备的协同设备表信息反馈至用户的手机终端;提示用户进行关联控制,并选择对应的控制指令;便于用户对智能设备进行集成化控制,从而提高智能设备的协同作业效率;同时本发明通过数据分配模块对生产数据进行分析,能够根据生产数据的协同系数分配不同数量的数据处理终端处理,合理分配资源,从而提高生产数据的协同处理效率。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
基于工业互联网的智能设备协同作业系统,包括登录注册模块、设备发布模块、数据库、控制器、协同分析模块、数据采集模块和数据分配模块;
所述登录注册模块用于将注册设备传输至设备发布模块;所述设备发布模块用于对注册设备进行发布显示同时用户通过手机终端访问设备发布模块并对注册设备进行指令控制;
当用户通过手机终端访问设备发布模块并对注册设备进行指令控制时;协同分析模块用于对该注册设备进行协同分析,得到该注册设备的协同设备表信息;所述协同分析模块用于将目标设备的协同设备表信息传输至控制器,控制器用于将目标设备的协同设备表信息反馈至用户的手机终端;提示用户进行关联控制,并选择对应的控制指令;
所述数据采集模块用于采集智能设备作业时的各类数据,并将采集的各类数据标记为生产数据;所述数据采集模块用于将采集的生产数据以消息的形式发送至控制器存储;
所述数据分配模块用于获取控制器内存储的生产数据并进行分析,为生产数据分配对应数量的数据处理终端进行处理。
进一步地,所示登录注册模块用于根据用户请求,完成各个智能设备的注册;并将完成注册的智能设备标记为注册设备。
进一步地,所述设备发布模块用于对注册设备的指令控制进行记录,得到指令控制记录并将指令控制记录传输至数据库存储;所述指令控制记录包括指令类型、指令控制时刻。
进一步地,所述协同分析模块的具体分析步骤为:
S1:将被控制的注册设备标记为目标设备,获取此时目标设备的指令类型;
根据目标设备从数据库中调取系统当前时刻前十天内相同指令类型的该目标设备的指令控制记录;
S2:以目标设备其中一个指令控制记录的指令控制时刻作为中心;将指令控制时间差在预设值内的所有注册设备标记为协同设备;此时则认为目标设备与协同设备协同作业;将此时目标设备的指令控制时刻标记为对应协同设备的协同时刻;
S3:根据协同设备统计目标设备与同一协同设备协同作业的总次数并标记C1;
将同一协同设备的协同时刻依据时间先后顺序进行排序;将排序后相邻两个协同时刻进行时间差计算得到单次协同间隔时长;将所有的单次协同间隔时长进行求和并取均值得到协同间隔均值XT;
将最近一次的协同时刻与系统当前时刻进行时间差计算得到缓冲时长HT;
利用公式TF=(C1×a1)/(XT×a2+HT×a3)计算得到协同设备的协同值TF;其中a1、a2、a3均为系数因子;
S7:针对同一协同设备;获取协同作业时协同设备的指令类型;
根据指令类型统计同一指令类型协同作业的总次数并标记C2;
将同一指令类型的协同时刻依据时间先后顺序进行排序,将排序后相邻两个协同时刻进行时间差计算得到单次指令协同间隔时长;将所有的单次指令协同间隔时长进行求和并取均值得到指令协同间隔均值ZT;
将该指令类型最近一次的协同时刻与系统当前时刻进行时间差计算得到指令缓冲时长CT;
利用公式DG=(C2×a4)/(ZT×a5+CT×a6)计算得到该指令类型的吸引值DG,其中a4、a5、a6均为系数因子;
将指令类型按照吸引值DG的大小进行排序,得到该协同设备的指令吸引表信息;
S8:将协同设备的指令吸引表信息按照协同设备的协同值TF大小进行排序,得到目标设备的协同设备表信息;
进一步地,所述数据分配模块的具体分配步骤为:
SS1:获取生产数据对应的智能设备,并标记为生产设备;
从数据库中调取系统当前时刻前十天内该生产设备的指令控制记录;以生产设备其中一个指令控制记录的指令控制时刻作为中心;将指令控制时间差在预设值内的所有注册设备标记为协同设备;
将协同设备的数量标记为L1;若L1大于预设数量,则将此次指令控制标记为协同控制;并将生产设备的指令控制时刻标记为协同控制时刻;继续执行步骤SS2;
SS2:将L1与预设数量进行差值计算得到超量值并标记为TQ;将协同控制时刻与系统当前时刻进行时间差计算得到协同影响时长FT;
利用公式YX=(TQ×d1)/(FT×d2+1.23325)计算得到此次协同控制的协同影响值YX;其中d1、d2为系数因子;
SS3:将所有的协同影响值YX进行求和得到生产设备的协同系数XR;其中生产设备的协同系数即为对应生产数据的协同系数;
SS4:根据生产数据的协同系数XR确定对应数量的数据处理终端对生产数据进行协同处理;
进一步地,根据生产数据的协同系数XR确定对应数量的数据处理终端对生产数据进行协同处理;具体包括:
SS41:将生产数据所需的数据处理终端数量标记为目标数量M1;
获取生产数据的协同系数XR,将协同系数XR与预设系数阈值相比较;所述预设系数阈值包括X1、X2;其中X1<X2;X1、X2均为固定值;
SS42:若协同系数XR>X2,将协同系数XR与预设系数阈值X2进行差值计算得到超协值并标记为F1;
设定超协系数为Hj,j=1,2,……,n;n为正整数;其中H1<H2<……<Hn;每个超协系数Hj均对应一个预设超协值范围,具体为:H1对应的预设超协值范围为(0,h1];H2对应的预设超协值范围为(h1,h2],……,Hn对应的预设超协值范围为(hn-1,hn];其中0<h1<h2<……<hn;
当F1∈(hj-1,hj];则对应的超协系数为Hj;
利用公式M1=Z1+INT(F1×Hj)获取得到目标数量M1;其中Z1为预设值,且Z1为正整数;其中INT(F1×Hj)表示为不超过F1×Hj的最大整数;即F1×Hj的整数部分;
SS43:若X1<XR≤X2,则令M1=Z1;
SS44:若协同系数XR≤X1,利用公式G1=Z1-(X1-XR)×b1/X1获取得到转化值G1,其中b1为系数因子;
对转化值G1作进一步分析;
若转化值G1>1,则令M1=INT(G1),其中INT(G1)表示为不超过G1的最大整数;若转化值G1≤1,则令M1=1。
进一步地,基于工业互联网的智能设备协同作业方法,包括如下步骤:
步骤一:当用户通过手机终端访问设备发布模块并对注册设备进行指令控制时;对该注册设备进行协同分析,得到该注册设备的协同设备表信息;
步骤二:将该注册设备的协同设备表信息反馈至用户的手机终端;提示用户进行关联控制,并选择对应的控制指令;
步骤三:采集注册设备的生产数据并进行分析,得到生产数据的协同系数;
步骤四:根据生产数据的协同系数确定对应数量的数据处理终端对生产数据进行协同处理。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、本发明中当用户通过手机终端访问设备发布模块并对注册设备进行指令控制时;协同分析模块用于对该注册设备进行协同分析,得到该注册设备的协同设备表信息;控制器用于将该注册设备的协同设备表信息反馈至用户的手机终端;提示用户进行关联控制,并选择对应的控制指令;便于用户对智能设备进行集成化控制,从而提高智能设备的协同作业效率;
2、本发明中数据分配模块用于获取控制器内存储的生产数据并进行分析,获取生产数据对应的智能设备,并标记为生产设备;当生产设备进行协同控制时,利用公式计算得到此次协同控制的协同影响值;将所有的协同影响值进行求和得到对应生产数据的协同系数;根据生产数据的协同系数XR确定对应数量的数据处理终端对生产数据进行协同处理;合理分配资源,从而提高生产数据的协同处理效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的系统框图。
图2为本发明实施例1的系统框图。
图3为本发明实施例2的系统框图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明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它实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1-3所示,基于工业互联网的智能设备协同作业系统,包括登录注册模块、设备发布模块、数据库、控制器、协同分析模块、数据采集模块和数据分配模块;
实施例1
如图2所示;所示登录注册模块用于根据用户请求,完成各个智能设备的注册;并将完成注册的智能设备标记为注册设备;
登录注册模块用于将注册设备传输至设备发布模块;设备发布模块用于对注册设备进行发布显示同时用户通过手机终端访问设备发布模块并对注册设备进行指令控制;设备发布模块用于对注册设备的指令控制进行记录,得到指令控制记录并将指令控制记录传输至数据库存储;指令控制记录包括指令类型、指令控制时刻;
当用户通过手机终端访问设备发布模块并对注册设备进行指令控制时;协同分析模块用于对该注册设备进行协同分析,得到该注册设备的协同设备表信息;具体分析步骤为:
S1:将被控制的注册设备标记为目标设备,获取此时目标设备的指令类型;
根据目标设备从数据库中调取系统当前时刻前十天内相同指令类型的该目标设备的指令控制记录;
S2:以目标设备其中一个指令控制记录的指令控制时刻作为中心;将指令控制时间差在预设值内的所有注册设备标记为协同设备;此时则认为目标设备与协同设备协同作业;将此时目标设备的指令控制时刻标记为对应协同设备的协同时刻;其中,指令控制时间差为两个注册设备的指令控制时刻之间的时间差;
S3:根据协同设备统计目标设备与同一协同设备协同作业的总次数并标记C1;
将同一协同设备的协同时刻依据时间先后顺序进行排序;将排序后相邻两个协同时刻进行时间差计算得到单次协同间隔时长;将所有的单次协同间隔时长进行求和并取均值得到协同间隔均值XT;
将最近一次的协同时刻与系统当前时刻进行时间差计算得到缓冲时长HT;
利用公式TF=(C1×a1)/(XT×a2+HT×a3)计算得到协同设备的协同值TF;其中a1、a2、a3均为系数因子;
S7:针对同一协同设备;获取协同作业时协同设备的指令类型;
根据指令类型统计同一指令类型协同作业的总次数并标记C2;
将同一指令类型的协同时刻依据时间先后顺序进行排序,将排序后相邻两个协同时刻进行时间差计算得到单次指令协同间隔时长;将所有的单次指令协同间隔时长进行求和并取均值得到指令协同间隔均值ZT;
将该指令类型最近一次的协同时刻与系统当前时刻进行时间差计算得到指令缓冲时长CT;
利用公式DG=(C2×a4)/(ZT×a5+CT×a6)计算得到该指令类型的吸引值DG,其中a4、a5、a6均为系数因子;
将指令类型按照吸引值DG的大小进行排序,得到该协同设备的指令吸引表信息;
S8:将协同设备的指令吸引表信息按照协同设备的协同值TF大小进行排序,得到目标设备的协同设备表信息;
协同分析模块用于将目标设备的协同设备表信息传输至控制器,控制器用于将目标设备的协同设备表信息反馈至用户的手机终端;提示用户进行关联控制,并选择对应的控制指令;便于用户对智能设备进行集成化控制,从而提高智能设备的协同作业效率;
实施例2
如图3所示;数据采集模块用于采集智能设备作业时的各类数据,解决生产现场纷繁复杂、标准不一、参数各异的数据采集问题,解决信息封闭问题;并将采集的各类数据标记为生产数据;数据采集模块用于将采集的生产数据以消息的形式发送至控制器存储;
数据分配模块用于获取控制器内存储的生产数据并进行分析,为生产数据分配对应数量的数据处理终端进行处理;具体分配步骤为:
SS1:获取生产数据对应的智能设备,并标记为生产设备;
从数据库中调取系统当前时刻前十天内该生产设备的指令控制记录;以生产设备其中一个指令控制记录的指令控制时刻作为中心;将指令控制时间差在预设值内的所有注册设备标记为协同设备;
将协同设备的数量标记为L1;若L1大于预设数量,则将此次指令控制标记为协同控制;并将生产设备的指令控制时刻标记为协同控制时刻;继续执行步骤SS2;
SS2:将L1与预设数量进行差值计算得到超量值并标记为TQ;将协同控制时刻与系统当前时刻进行时间差计算得到协同影响时长FT;
利用公式YX=(TQ×d1)/(FT×d2+1.23325)计算得到此次协同控制的协同影响值YX;其中d1、d2为系数因子;
SS3:将所有的协同影响值YX进行求和得到生产设备的协同系数XR;其中生产设备的协同系数即为对应生产数据的协同系数;
SS4:根据生产数据的协同系数XR确定对应数量的数据处理终端对生产数据进行协同处理;具体包括:
SS41:将生产数据所需的数据处理终端数量标记为目标数量M1;
获取生产数据的协同系数XR,将协同系数XR与预设系数阈值相比较;预设系数阈值包括X1、X2;其中X1<X2;X1、X2均为固定值;
SS42:若协同系数XR>X2,将协同系数XR与预设系数阈值X2进行差值计算得到超协值并标记为F1;
设定超协系数为Hj,j=1,2,……,n;n为正整数;其中H1<H2<……<Hn;每个超协系数Hj均对应一个预设超协值范围,具体为:H1对应的预设超协值范围为(0,h1];H2对应的预设超协值范围为(h1,h2],……,Hn对应的预设超协值范围为(hn-1,hn];其中0<h1<h2<……<hn;
当F1∈(hj-1,hj];则对应的超协系数为Hj;
利用公式M1=Z1+INT(F1×Hj)获取得到目标数量M1;其中Z1为预设值,且Z1为正整数;其中INT(F1×Hj)表示为不超过F1×Hj的最大整数;即F1×Hj的整数部分;
SS43:若X1<XR≤X2,则令M1=Z1;
SS44:若协同系数XR≤X1,利用公式G1=Z1-(X1-XR)×b1/X1获取得到转化值G1,其中b1为系数因子;
对转化值G1作进一步分析;
若转化值G1>1,则令M1=INT(G1),其中INT(G1)表示为不超过G1的最大整数;
若转化值G1≤1,则令M1=1;
本发明通过数据分配模块用于获取控制器内存储的生产数据并进行分析,得到生产数据的协同系数XR,根据生产数据的协同系数分配不同数量的数据处理终端处理,合理分配资源,从而提高生产数据的协同处理效率。
实施例3
基于工业互联网的智能设备协同作业方法,包括如下步骤:
步骤一:当用户通过手机终端访问设备发布模块并对注册设备进行指令控制时;对该注册设备进行协同分析,得到该注册设备的协同设备表信息;
步骤二:将该注册设备的协同设备表信息反馈至用户的手机终端;提示用户进行关联控制,并选择对应的控制指令;
步骤三:采集注册设备的生产数据并进行分析,得到生产数据的协同系数;
步骤四:根据生产数据的协同系数确定对应数量的数据处理终端对生产数据进行协同处理。
上述公式均是去除量纲取其数值计算,公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式,公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。
本发明的工作原理:
基于工业互联网的智能设备协同作业方法及系统,在工作时,设备发布模块用于对注册设备进行发布显示同时用户通过手机终端访问设备发布模块并对注册设备进行指令控制;当用户通过手机终端访问设备发布模块并对注册设备进行指令控制时;协同分析模块用于对该注册设备进行协同分析,得到该注册设备的协同设备表信息;控制器用于将该注册设备的协同设备表信息反馈至用户的手机终端;提示用户进行关联控制,并选择对应的控制指令;便于用户对智能设备进行集成化控制,从而提高智能设备的协同作业效率;
数据采集模块用于采集智能设备作业时的各类数据,并将采集的各类数据标记为生产数据;数据分配模块用于获取控制器内存储的生产数据并进行分析,获取生产数据对应的智能设备,并标记为生产设备;当生产设备进行协同控制时,利用公式计算得到此次协同控制的协同影响值;将所有的协同影响值进行求和得到对应生产数据的协同系数;根据生产数据的协同系数XR确定对应数量的数据处理终端对生产数据进行协同处理;合理分配资源,从而提高生产数据的协同处理效率。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (3)
1.基于工业互联网的智能设备协同作业系统,其特征在于,包括登录注册模块、设备发布模块、数据库、控制器、协同分析模块、数据采集模块和数据分配模块;
所述设备发布模块用于对注册设备进行发布显示,同时用户通过手机终端访问设备发布模块并对注册设备进行指令控制;
当用户通过手机终端访问设备发布模块并对注册设备进行指令控制时;协同分析模块用于对该注册设备进行协同分析,得到该注册设备的协同设备表信息;具体分析步骤为:
将被控制的注册设备标记为目标设备,获取此时目标设备的指令类型;从数据库中调取系统当前时刻前十天内相同指令类型的该目标设备的指令控制记录;
以目标设备其中一个指令控制记录的指令控制时刻作为中心;将指令控制时间差在预设值内的所有注册设备标记为协同设备;此时则认为目标设备与协同设备协同作业;将此时目标设备的指令控制时刻标记为协同时刻;
根据协同设备统计目标设备与同一协同设备协同作业的总次数并标记C1;
将相邻两个协同时刻进行时间差计算得到单次协同间隔时长;将所有的单次协同间隔时长进行求和并取均值得到协同间隔均值XT;
将最近一次的协同时刻与系统当前时刻进行时间差计算得到缓冲时长HT;
利用公式TF=(C1×a1)/(XT×a2+HT×a3)计算得到协同设备的协同值TF;其中a1、a2、a3均为系数因子;
针对同一协同设备;获取协同作业时协同设备的指令类型;经过相关处理计算得到每个指令类型的吸引值DG,将指令类型按照吸引值DG的大小进行排序,得到该协同设备的指令吸引表信息;
将协同设备的指令吸引表信息按照协同设备的协同值TF大小进行排序,
得到目标设备的协同设备表信息;
所述协同分析模块用于将目标设备的协同设备表信息传输至控制器,控制器用于将目标设备的协同设备表信息反馈至用户的手机终端;提示用户进行关联控制,并选择对应的控制指令;
所述数据采集模块用于采集智能设备作业时的各类数据,并将采集的各类数据标记为生产数据;所述数据采集模块用于将采集的生产数据以消息的形式发送至控制器存储;
所述数据分配模块用于获取控制器内存储的生产数据并进行分析,为生产数据分配对应数量的数据处理终端进行协同处理,具体分配步骤为:
SS1:获取生产数据对应的智能设备,并标记为生产设备;
从数据库中调取系统当前时刻前十天内该生产设备的指令控制记录;以生产设备其中一个指令控制记录的指令控制时刻作为中心;将指令控制时间差在预设值内的所有注册设备标记为协同设备;
将协同设备的数量标记为L1;若L1大于预设数量,则将此次指令控制标记为协同控制;并将生产设备的指令控制时刻标记为协同控制时刻;继续执行步骤SS2;
SS2:将L1与预设数量进行差值计算得到超量值并标记为TQ;将协同控制时刻与系统当前时刻进行时间差计算得到协同影响时长FT;
利用公式YX=(TQ×d1)/(FT×d2+1.23325)计算得到此次协同控制的协同影响值YX;其中d1、d2为系数因子;
SS3:将所有的协同影响值YX进行求和得到生产数据的协同系数XR;
SS4:根据生产数据的协同系数XR确定对应数量的数据处理终端对生产数
据进行协同处理,具体包括:
将生产数据所需的数据处理终端数量标记为目标数量M1;
获取生产数据的协同系数XR,将协同系数XR与预设系数阈值相比较;所述预设系数阈值包括X1、X2;其中X1<X2;X1、X2均为固定值;
若协同系数XR>X2,将协同系数XR与预设系数阈值X2进行差值计算得到超协值并标记为F1;设定超协系数为Hj,j=1,2,……,n;每个超协系数Hj均对应一个预设超协值范围,获取超协值F1对应的超协系数Hj;
利用公式M1=Z1+INT(F1×Hj)获取得到目标数量M1;其中Z1为预设值,且Z1为正整数;其中INT(F1×Hj)表示为不超过(F1×Hj)的最大整数;
若X1<XR≤X2,则令M1=Z1;
若协同系数XR≤X1,利用公式G1=Z1-(X1-XR)×b1/X1获取得到转化值G1,其中b1为系数因子;对转化值G1作进一步分析;
若转化值G1>1,则令M1=INT(G1),若转化值G1≤1,则令M1=1。
2.根据权利要求1所述的基于工业互联网的智能设备协同作业系统,其特征在于,所述设备发布模块用于对注册设备的指令控制进行记录,得到指令控制记录并将指令控制记录传输至数据库存储;所述指令控制记录包括指令类型、指令控制时刻。
3.基于权利要求1的协同作业方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一:当用户通过手机终端访问设备发布模块并对注册设备进行指令控制时;对该注册设备进行协同分析,得到该注册设备的协同设备表信息;
步骤二:将该注册设备的协同设备表信息反馈至用户的手机终端;提示用户进行关联控制,并选择对应的控制指令;
步骤三:采集注册设备的生产数据并进行分析,得到生产数据的协同系数;
步骤四:根据生产数据的协同系数确定对应数量的数据处理终端对生产数据进行协同处理。
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