CN114048949A - 一种基于智能网联技术的材料生产加工控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于智能网联技术的材料生产加工控制方法及系统，在材料加工前期进行材料、加工流程所需处理节点的识别，然后根据材料加工需求、节点类型，由网络侧进行操作标准的定制，并下发给各个处理节点，由此减少了专业人员的需求，降低了监控成本，提高了准确性；其次，本发明对通过传感器对各个处理节点、临时存储空间进行特定指标的监控，根据监控结果选择合理的调度方案，由此不仅降低了人工监控成本，还减少了人工协调的复杂性，提高了异常处理的效能；进一步的本发明还具有明确的调度指示，即设置了调度方案的自动化选择策略，以及调度策略；由此可以在提高智能化、系统化的同时，降低了中央控制器的负担。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于智能网联技术的材料生产加工控制方法及系统。
背景技术
弹簧是一种利用弹性来工作的机械零件。目前，弹簧的加工需要经过分剪，抛光，淬火、轧制，分条，压边等各个流程，而每个流程都有其特定的加工标准；且每个流程节点完成加工后，通常需要一临时存放区。
随着技术的发展，对于设备的管理不断加强，对材料的调度提出了新的需求；随着智能网联技术、传感器技术的发展，材料加工的各个环节已经可以实现网络的监控，但是目前各个流程的控制相对独立，缺少统一的、系统化的全流程管理方案；其次，目前的调度主要依靠各环节处的工作人员进行信息的上传，然后进行人工的调度，无法实现各环节的自动化调度；第三，现有的监控方案主要还是依靠各个环节的工作人员进行监控指标的识别，对工作人员的技术积累要求较高，而且容易出错；缺少个性化、自动化的控制方案。
发明内容
为克服现有技术中存在的问题，本发明提供了一种基于智能网联技术的材料生产加工控制方法及系统，其中，所述方法包括：
识别步骤：识别材料类型，根据材料类型确定处理节点；
第一确定步骤：根据所述处理节点的操作类型，确定各个处理节点的操作标准，所述操作标准包括对材料进行加工的时间长度区间；
第二确定步骤：根据所述处理节点的操作类型，确定处理节点的处理顺序，以及所述材料在所述处理节点之间的临时存放空间的大小、存放空间的存放时长，所述存放时长是指材料在两个处理节点之间的存放时间长度区间；
布置步骤：根据处理节点的类型以及临时存放空间的位置确定处理节点的输入端和输出端、临时存放空间的传感器布置，以实现材料的阶段性验证及监控；
调度步骤：实时监控各处理节点的负载H、各个临时存放空间的存放量S和运行状态P，根据各处理节点的负载H、各个临时存放空间的存放量S和运行状态P对材料在各个处理节点的操作时间，以及各个临时存放空间的停留时间进行调度；
其中，所述调度包括：根据处理节点的权重选择全局调度或局部调度。
其中，所述第一确定步骤还包括：基于所述操作标准对应的时间长度，确定具有固定加工时间长度的第一类型处理节点，和具有可变加工时间长度的第二类型处理节点；
所述第二确定步骤还包括：根据所述存放时长T确定具有固定条件和、或固定存放时长的第一类型临时存放空间和具有可变存放时长T的第二类型临时存放空间。
其中，根据处理节点i的权重选择全局调度或局部调度包括：
当i＝1时，对第1个处理节点的输入量进行控制，降低输入量；
当i>1时，确定临时存放空间i-1是否为第二类型临时存放空间；以及处理节点i-1是否为第二类型处理节点；并计算第i个节点的权重Wi；根据权重Wi确定使用局部调度还是全局调度；其中，
Wi＝a*((Hi-1+Hi+1)/Hi)*(YHavg/YHi)+b*((Si-1+Si+1)/Si)*(YSavg/YSi)
其中，YHavg为处理节点的异常次数平均值；YHi为第i个节点的异常次数；YSavg为临时存放空间的异常次数平均值；YSi为第i个临时存放空间的异常次数；a、b为常系数。
其中，所述布置步骤具体包括：
根据各处理节点的类型及加工工艺确定处理标准，根据所述处理标准确定输入端的输入指标，根据所述输入指标确定传感器的类型，通过传感器对输入端进行材料监控；根据监控数据进行验证；
根据各处理节点的类型及加工工艺确定处理标准，根据所述处理标准确定输出端的输出指标，根据所述输出指标确定传感器的类型，通过传感器对输出端进行材料监控；根据监控数据进行验证；
根据临时存放空间的位置确定存放材料的类型，根据所述存放材料的类型确定存放标准，根据所述存放标准确定传感器的类型，通过传感器进行材料监控。
其中，所述材料的监控包括：材料标识X、处理节点标识R、临时存放空间标识P，及材料在处理节点和临时存放空间的停留时间长度TR、TP的监控；所述调度还包括根据所述停留时长进行各处理节点和临时存放空间停留时长的调整；
当选择全局调整时，计算((TR-TRmin)/(TRmax-TRmin))，((TR-TRmin)/(TRmax-TR))以及((TP-TPmin)/(TPmax-TPmin))，((TP-TPmin)/(TPmax-TP))
位于处理节点i之前的节点，根据((TR-TRmin)/(TRmax-TRmin))和((TP-TPmin)/(TPmax-TPmin))的取值，按照从大到小的顺序依次调整；
位于处理节点i之后的节点，根据((TR-TRmin)/(TRmax-TR))和((TP-TPmin)/(TPmax-TP))的取值，按照从大到小的顺序依次调整。
一种基于智能网联技术的材料生产加工控制系统，所述系统包括：
识别模块：识别材料类型，根据材料类型确定处理节点；
第一确定模块：根据所述处理节点的操作类型，确定各个处理节点的操作标准，所述操作标准包括对材料进行加工的时间长度区间；
第二确定模块：根据所述处理节点的操作类型，确定处理节点的处理顺序，以及所述材料在所述处理节点之间的临时存放空间的大小、存放空间的存放时长，所述存放时长是指材料在两个处理节点之间的存放时间长度区间；
布置模块：根据处理节点的类型以及临时存放空间的位置确定处理节点的输入端和输出端、临时存放空间的传感器布置，以实现材料的阶段性验证及监控；
调度模块：实时监控各处理节点的负载H、各个临时存放空间的存放量S和运行状态P，根据各处理节点的负载H、各个临时存放空间的存放量S和运行状态P对材料在各个处理节点的操作时间，以及各个临时存放空间的停留时间进行调度；
其中，所述调度包括：根据处理节点的权重选择全局调度或局部调度。
其中，所述第一确定模块还用于：基于所述操作标准对应的时间长度，确定具有固定加工时间长度的第一类型处理节点，和具有可变加工时间长度的第二类型处理节点；
所述第二确定模块还用于：根据所述存放时长T确定具有固定条件和、或固定存放时长的第一类型临时存放空间和具有可变存放时长T的第二类型临时存放空间。
其中，根据处理节点i的权重选择全局调度或局部调度包括：
当i＝1时，对第1个处理节点的输入量进行控制，降低输入量；
当i>1时，确定临时存放空间i-1是否为第二类型临时存放空间；以及处理节点i-1是否为第二类型处理节点；并计算第i个节点的权重Wi；根据权重Wi确定使用局部调度还是全局调度；其中，
Wi＝a*((Hi-1+Hi+1)/Hi)*(YHavg/YHi)+b*((Si-1+Si+1)/Si)*(YSavg/YSi)
其中，YHavg为处理节点的异常次数平均值；YHi为第i个节点的异常次数；YSavg为临时存放空间的异常次数平均值；YSi为第i个临时存放空间的异常次数；a、b为常系数。
其中，所述布置模块具体用于：
根据各处理节点的类型及加工工艺确定处理标准，根据所述处理标准确定输入端的输入指标，根据所述输入指标确定传感器的类型，通过传感器对输入端进行材料监控；根据监控数据进行验证；
根据各处理节点的类型及加工工艺确定处理标准，根据所述处理标准确定输出端的输出指标，根据所述输出指标确定传感器的类型，通过传感器对输出端进行材料监控；根据监控数据进行验证；
根据临时存放空间的位置确定存放材料的类型，根据所述存放材料的类型确定存放标准，根据所述存放标准确定传感器的类型，通过传感器进行材料监控。
其中，所述材料的监控包括：材料标识X、处理节点标识R、临时存放空间标识P，及材料在处理节点和临时存放空间的停留时间长度TR、TP的监控；所述调度还包括根据所述停留时长进行各处理节点和临时存放空间停留时长的调整；
当选择全局调整时，计算((TR-TRmin)/(TRmax-TRmin))，((TR-TRmin)/(TRmax-TR))以及((TP-TPmin)/(TPmax-TPmin))，((TP-TPmin)/(TPmax-TP))
位于处理节点i之前的节点，根据((TR-TRmin)/(TRmax-TRmin))和((TP-TPmin)/(TPmax-TPmin))的取值，按照从大到小的顺序依次调整；
位于处理节点i之后的节点，根据((TR-TRmin)/(TRmax-TR))和((TP-TPmin)/(TPmax-TP))的取值，按照从大到小的顺序依次调整。
本发明的有益效果是，本发明的方案在材料加工前期进行材料、加工流程所需处理节点的识别，然后根据材料加工需求、节点类型，由网络侧进行操作标准的定制，并下发给各个处理节点，由此减少了专业人员的需求，降低了监控成本，提高了准确性；其次，本发明对通过传感器对各个处理节点、临时存储空间进行特定指标的监控，根据监控结果选择合理的调度方案，由此不仅降低了人工监控成本，还减少了人工协调的复杂性，提高了异常处理的效能；进一步的本发明还具有明确的调度指示，即设置了调度方案的自动化选择策略，以及调度策略；由此可以在提高智能化、系统化的同时，降低了中央控制器的负担。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的优选实施例的流程图；
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
本发明针对现有弹簧加工过程中存在的问题，提出解决方案，在本发明的方案中，示例性的材料采用sk5碳素钢，生产工艺流程：
(1)酸洗，先将碳素钢进行剥壳，使钢带表面氧化皮疏松，更容易对钢带表面的锈蚀、磨损进行去除；后将钢带投入酸槽，与盐酸反应，盐酸的浓度为15度，酸槽的温度为40～60度，盐酸在酸洗中的应用更加广泛，且价格较硫酸低，酸洗的时间为10min；酸洗结束后需要用水冲洗干净钢带表面的盐酸残液；进入刷料机，刷掉钢带表面酸洗反应后的残留物；进入中和池，中和池的PH值在6-8之间，能够保护钢带表面不生锈；表面钝化处理后烘干，上卷取机将钢带卷取成卷筒状，便于运输至后续工段进行加工；
(2)分剪，将钢带放入分剪机进行分剪，分剪所得的钢带的宽度为成品钢带宽度的30～40倍；
(3)抛光，对分剪后的钢带进行抛光，平整表面并去除分剪产生的毛刺；
(4)淬火：将抛光后的钢带在淬火炉中加热至800～950℃，400～580℃的合金熔液中淬火并保温15～30min后取出冷却至室温，通过在合金熔液保温一段时间后，能够消除淬火中钢材产生的应力，使金相组织在保温时间内进行转化，来提高材料的性能；其中淬火时，钢带的牵引速度为3～10m/min，金相组织为回火细珠光体组织，少量渗碳体，淬火完成后碳素钢的显微组织中细珠光体的含量为90％，硬度得到提高能够达到38HRC以上，抗拉强度达到1150MPa以上；
(5)抛光，对淬火后的钢带进一步抛光，使加热过程中产生的氧化铁皮脱落；
(6)轧制：将抛光后的卷簧钢带进行轧制，轧制可以为一次轧制，也可以为多次轧制，在本实施例中轧制速度为180～200m/min、经过多次轧制，进一步加强钢带的机械性能，抗拉强度达到1750Mpa以上。
(7)分条，即将轧制后的钢带沿纵向分割为多个宽度等于安全带弹簧宽度的钢带，即分剪所得的钢带宽度为分条后的30～40倍。
(8)压边，在分条后或分条的同时，利用压边设备对分割后的钢带进行压边，去除钢带边缘的毛刺。
(9)包装，将压边后的钢带进行上卷、包装、进仓，得到安全带用钢带产品。
为了提高上述过程中的智能化水平，减少人工成本，提高管控的系统化，如图1所示，本发明提供了一种基于智能网联技术的材料生产加工控制方法，所述方法包括：
识别步骤：识别材料类型，根据材料类型确定处理节点；即根据加工的过程确定所需的处理节点：酸洗处理节点，分剪处理节点，抛光处理节点，淬火处理节点，二次抛光处理节点，轧制处理节点，分条处理节点，压边处理节点，包装处理节点等。
第一确定步骤：根据所述处理节点的操作类型，确定各个处理节点的操作标准，所述操作标准包括对材料进行加工的时间长度区间；如上述处理流程所描述的，各个处理节点对进行不同的工艺处理，且有些对时间有明确要求，有些则没有，为了便于后续的调度，需要对各个处理节点的时间要求进行确认。
第二确定步骤：根据所述处理节点的操作类型，确定处理节点的处理顺序，以及所述材料在所述处理节点之间的临时存放空间的大小S、存放空间的存放时长T，所述存放时长是指材料在两个处理节点之间的存放时间长度区间；当每个处理节点完成材料的加工后，通常需要将其存放在临时存放空间，而不是直接进入下一个处理节点，为了便于流程的调控，除了获取处理节点的相关信息之外，本发明还提出了需要根据临时存放空间的信息进行调度处理。
布置步骤：根据处理节点的类型以及临时存放空间的位置确定处理节点的输入端和输出端、临时存放空间的传感器布置，以实现材料的阶段性验证及监控；
调度步骤：实时监控各处理节点的负载H、各个临时存放空间的存放量S和运行状态P，根据各处理节点的负载H、各个临时存放空间的存放量S和运行状态P对材料在各个处理节点的操作时间，以及各个临时存放空间的停留时间进行调度；其中，运行状态P包括节点的异常次数等信息。
其中，所述调度包括：根据处理节点的权重选择全局调度或局部调度。
通过上述方法实现了材料加工的定制化，能够根据材料的加工需求确定处理节点，并进一步实现标准的个性化设置，减少了人工的监管；通过调度步骤实现了流程的管控，提高了调度的效能。
其中，所述第一确定步骤还包括：基于所述操作标准对应的时间长度，确定具有固定加工时间长度的第一类型处理节点，和具有可变加工时间长度的第二类型处理节点；
所述第二确定步骤还包括：根据所述存放时长T确定具有固定条件和、或固定存放时长的第一类型临时存放空间和具有可变存放时长T的第二类型临时存放空间。
在材料的加工处理过程中，不同节点所需要的时间要求是不一样的，为了进一步提高管控效能，可以进行分类处理。
其中，根据处理节点i的权重选择全局调度或局部调度包括：
当i＝1时，对第1个处理节点的输入量进行控制，降低输入量；
当i>1时，确定临时存放空间i-1是否为第二类型临时存放空间；以及处理节点i-1是否为第二类型处理节点；并计算第i个节点的权重Wi；根据权重Wi确定使用局部调度还是全局调度；其中，
Wi＝a*((Hi-1+Hi+1)/Hi)*(YHavg/YHi)+b*((Si-1+Si+1)/Si)*(YSavg/YSi)
其中，YHavg为处理节点的异常次数平均值；YHi为第i个节点的异常次数；YSavg为临时存放空间的异常次数平均值；YSi为第i个临时存放空间的异常次数；a、b为常系数。
其中，当临时存放空间i-1为第二类型临时存放空间时，b＝1，否则，b＝0；
处理节点i-1为第二类型处理节点时a＝1，否则，a＝0；
其中，当确定临时存放空间i-1不是第二类型临时存放空间；以及处理节点i-1不是第二类型处理节点时，进行全局调度；
当Wi大于指定阈值时，采用局部调度，反之则为全局调度；
优选的，
局部调度是指针对处理节点i-1、i+1以及临时存放空间i-1、i+1进行调度；
全局调度是指从第一处理节点和第一临时存放空间开始进行调度；
所述调度包括但不限于：增加或减少输入端输入量、处理时长的增减、增加或减少临时存放时长。
优选的，所述调度步骤还包括：
确定第i处理节点的负载Hi，计算
当
大于总负载的2/3时，全局调度，当大于1/3，且小于2/3时，局部调度；当不大于1/3时，无需调度；总负载是指所有处理节点满载时的和。
确定第i个临时存放空间的存储量Si，计算
当
大于总存储量的3/5时，全局调度，当大于2/5，且小于3/5时，局部调度；当不大于2/5时，无需调度；总存储量是指所有临时存放空间满载时的和。
其中，所述布置步骤具体包括：
根据各处理节点的类型及加工工艺确定处理标准，根据所述处理标准确定输入端的输入指标，根据所述输入指标确定传感器的类型，通过传感器对输入端进行材料监控；根据监控数据进行验证；
根据各处理节点的类型及加工工艺确定处理标准，根据所述处理标准确定输出端的输出指标，根据所述输出指标确定传感器的类型，通过传感器对输出端进行材料监控；根据监控数据进行验证；
根据临时存放空间的位置确定存放材料的类型，根据所述存放材料的类型确定存放标准，根据所述存放标准确定传感器的类型，通过传感器进行材料监控。
所述根据监控数据进行验证包括：
在处理节点输入端：确定材料的标识，根据材料的标识确定该材料是否需要改处理节点的处理，如果是，则判断材料的参数是否符合要求；如果符合则进行处理；
在处理节点输出端：当处理节点完成加工后，获取材料标识，验证加工的材料是否符合处理标准；如果符合，则根据材料标识上传加工的材料参数。
其中，所述材料的监控包括：材料标识X、处理节点标识R、临时存放空间标识P，及材料在处理节点和临时存放空间的停留时间长度TR、TP(其中，TR、TP为处理节点和临时存放空间的建议值，由维护人员根据负载能力进行设置)的监控；所述调度还包括根据所述停留时长进行各处理节点和临时存放空间停留时长的调整；
当选择全局调整时，计算((TR-TRmin)/(TRmax-TRmin))，((TR-TRmin)/(TRmax-TR))以及((TP-TPmin)/(TPmax-TPmin))，((TP-TPmin)/(TPmax-TP))；其中，TPmax、TPmin分别为临时存储空间停留时间长度TP最大值和最小值；TRmax、TRmin分别为处理节点停留时间长度TR最大值和最小值。
位于处理节点i之前的节点，需要降低加工速度；，根据((TR-TRmin)/(TRmax-TRmin))和((TP-TPmin)/(TPmax-TPmin))的取值，按照从大到小的顺序依次调整；
位于处理节点i之后的节点，需要提高处理速度，根据((TR-TRmin)/(TRmax-TR))和((TP-TPmin)/(TPmax-TP))的取值，按照从大到小的顺序依次调整。
优选的，调整之前还包括准确性验证：中央控制器利用随机算法下发数据至各个处理节点；各处理节点接收到数据后，与前后两个节点的本地控制器比较，如果相同则通过，否则进行异常报警。
优选的，为了提高验证的安全性，在本发明创造性的对随机算法进行设置，将具有相同序号的处理节点和临时存放空间进行作为一组，分别计算各组的权重fi；根据所述fi计算所述下发数据W；当各个处理节点、传感器接收到下发的数据W后，进行一致性验证，当全部一致时，进行调整步骤；否则进行异常报警。
其中，
为异或运算；
其中，
其中，权重fi是关于(X、R、P、TR、TP)的函数，优选的，
f(X、R、P、TR、TP)＝X+choice(R，P)*rand(TPmin，TPmax)+choice(R，
P)*rand(TRmin，TRmax)；
或
f(X、R、P、TR、TP)＝X+choice(R，P)*choice(TPmin，TP，TPmax)+choice(R，P)*choice(TRmin，TR，TRmax)；
choice()表示随机抽取一个数；rand()选择区间内的一个数值。
在本发明红，创造性的提出了基于材料、节点、临时存放空间等的相关信息通过随机函数的建立，由此保证了随机性，提高了安全性。
本发明的方案在材料加工前期进行材料、加工流程所需处理节点的识别，然后根据材料加工需求、节点类型，由网络侧进行操作标准的定制，并下发给各个处理节点，由此减少了专业人员的需求，降低了监控成本，提高了准确性；其次，本发明对通过传感器对各个处理节点、临时存储空间进行特定指标的监控，根据监控结果选择合理的调度方案，由此不仅降低了人工监控成本，还减少了人工协调的复杂性，提高了异常处理的效能；进一步的本发明还具有明确的调度指示，即设置了调度方案的自动化选择策略，以及调度策略；由此可以在提高智能化、系统化的同时，降低了中央控制器的负担(通常而言，在该领域中，智能化设置时，因成本的考虑，服务器的承载计算能力较低，因此，需要对降低中央控制器的负载)。
进一步的，本发明还提供了一种基于智能网联技术的材料生产加工控制系统，所述系统应用在包括：处理节点、临时存放空间、本地控制器、中央控制器的网络系统中；其中，所述控制系统中的各模块可以位于本地控制器和、或中央控制器中；通过所述系统实现上述方法。
所述系统包括：
识别模块：识别材料类型，根据材料类型确定处理节点；
第一确定模块：根据所述处理节点的操作类型，确定各个处理节点的操作标准，所述操作标准包括对材料进行加工的时间长度区间；
第二确定模块：根据所述处理节点的操作类型，确定处理节点的处理顺序，以及所述材料在所述处理节点之间的临时存放空间的大小、存放空间的存放时长，所述存放时长是指材料在两个处理节点之间的存放时间长度区间；
布置模块：根据处理节点的类型以及临时存放空间的位置确定处理节点的输入端和输出端、临时存放空间的传感器布置，以实现材料的阶段性验证及监控；
调度模块：实时监控各处理节点的负载H、各个临时存放空间的存放量S和运行状态P，根据各处理节点的负载H、各个临时存放空间的存放量S和运行状态P对材料在各个处理节点的操作时间，以及各个临时存放空间的停留时间进行调度；
其中，所述调度包括：根据处理节点的权重选择全局调度或局部调度。
其中，所述第一确定模块还用于：基于所述操作标准对应的时间长度，确定具有固定加工时间长度的第一类型处理节点，和具有可变加工时间长度的第二类型处理节点；
所述第二确定模块还用于：根据所述存放时长T确定具有固定条件和、或固定存放时长的第一类型临时存放空间和具有可变存放时长T的第二类型临时存放空间。
其中，根据处理节点i的权重选择全局调度或局部调度包括：
当i＝1时，对第1个处理节点的输入量进行控制，降低输入量；
当i>1时，确定临时存放空间i-1是否为第二类型临时存放空间；以及处理节点i-1是否为第二类型处理节点；并计算第i个节点的权重Wi；根据权重Wi确定使用局部调度还是全局调度；其中，
Wi＝a*((Hi-1+Hi+1)/Hi)*(YHavg/YHi)+b*((Si-1+Si+1)/Si)*(YSavg/YSi)
其中，YHavg为处理节点的异常次数平均值；YHi为第i个节点的异常次数；YSavg为临时存放空间的异常次数平均值；YSi为第i个临时存放空间的异常次数；a、b为常系数。
其中，所述布置模块具体用于：
根据各处理节点的类型及加工工艺确定处理标准，根据所述处理标准确定输入端的输入指标，根据所述输入指标确定传感器的类型，通过传感器对输入端进行材料监控；根据监控数据进行验证；
根据各处理节点的类型及加工工艺确定处理标准，根据所述处理标准确定输出端的输出指标，根据所述输出指标确定传感器的类型，通过传感器对输出端进行材料监控；根据监控数据进行验证；
根据临时存放空间的位置确定存放材料的类型，根据所述存放材料的类型确定存放标准，根据所述存放标准确定传感器的类型，通过传感器进行材料监控。
其中，所述材料的监控包括：材料标识X、处理节点标识R、临时存放空间标识P，及材料在处理节点和临时存放空间的停留时间长度TR、TP的监控；所述调度还包括根据所述停留时长进行各处理节点和临时存放空间停留时长的调整；
当选择全局调整时，计算((TR-TRmin)/(TRmax-TRmin))，((TR-TRmin)/(TRmax-TR))以及((TP-TPmin)/(TPmax-TPmin))，((TP-TPmin)/(TPmax-TP))
位于处理节点i之前的节点，根据((TR-TRmin)/(TRmax-TRmin))和((TP-TPmin)/(TPmax-TPmin))的取值，按照从大到小的顺序依次调整；
位于处理节点i之后的节点，根据((TR-TRmin)/(TRmax-TR))和((TP-TPmin)/(TPmax-TP))的取值，按照从大到小的顺序依次调整。
本发明的有益效果是，本发明的方案在材料加工前期进行材料、加工流程所需处理节点的识别，然后根据材料加工需求、节点类型，由网络侧进行操作标准的定制，并下发给各个处理节点，由此减少了专业人员的需求，降低了监控成本，提高了准确性；其次，本发明对通过传感器对各个处理节点、临时存储空间进行特定指标的监控，根据监控结果选择合理的调度方案，由此不仅降低了人工监控成本，还减少了人工协调的复杂性，提高了异常处理的效能；进一步的本发明还具有明确的调度指示，即设置了调度方案的自动化选择策略，以及调度策略；由此可以在提高智能化、系统化的同时，降低了中央控制器的负担；通常而言，在该领域中，智能化设置时，因成本的考虑，服务器的承载计算能力较低，因此，需要对降低中央控制器的负载。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种基于智能网联技术的材料生产加工控制方法，其特征在于，所述方法包括：
识别步骤：识别材料类型，根据材料类型确定处理节点；
第一确定步骤：根据所述处理节点的操作类型，确定各个处理节点的操作标准，所述操作标准包括对材料进行加工的时间长度区间；
第二确定步骤：根据所述处理节点的操作类型，确定处理节点的处理顺序，以及所述材料在所述处理节点之间的临时存放空间的大小、存放空间的存放时长，所述存放时长是指材料在两个处理节点之间的存放时间长度区间；
布置步骤：根据处理节点的类型以及临时存放空间的位置确定处理节点的输入端和输出端、临时存放空间的传感器布置，以实现材料的阶段性验证及监控；
调度步骤：实时监控各处理节点的负载H、各个临时存放空间的存放量S和运行状态P，根据各处理节点的负载H、各个临时存放空间的存放量S和运行状态P对材料在各个处理节点的操作时间，以及各个临时存放空间的停留时间进行调度；
其中，所述调度包括：根据处理节点的权重选择全局调度或局部调度。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述第一确定步骤还包括：基于所述操作标准对应的时间长度，确定具有固定加工时间长度的第一类型处理节点，和具有可变加工时间长度的第二类型处理节点；
所述第二确定步骤还包括：根据所述存放时长T确定具有固定条件和、或固定存放时长的第一类型临时存放空间和具有可变存放时长T的第二类型临时存放空间。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据处理节点i的权重选择全局调度或局部调度包括：
当i＝1时，对第1个处理节点的输入量进行控制，降低输入量；
当i>1时，确定临时存放空间i-1是否为第二类型临时存放空间；以及处理节点i-1是否为第二类型处理节点；并计算第i个节点的权重Wi；根据权重Wi确定使用局部调度还是全局调度；其中，
Wi＝a*((Hi-1+Hi+1)/Hi)*(YHavg/YHi)+b*((Si-1+Si+1)/Si)*(YSavg/YSi)
其中，YHavg为处理节点的异常次数平均值；YHi为第i个节点的异常次数；YSavg为临时存放空间的异常次数平均值；YSi为第i个临时存放空间的异常次数；a、b为常系数。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述布置步骤具体包括：
根据各处理节点的类型及加工工艺确定处理标准，根据所述处理标准确定输入端的输入指标，根据所述输入指标确定传感器的类型，通过传感器对输入端进行材料监控；根据监控数据进行验证；
根据各处理节点的类型及加工工艺确定处理标准，根据所述处理标准确定输出端的输出指标，根据所述输出指标确定传感器的类型，通过传感器对输出端进行材料监控；根据监控数据进行验证；
根据临时存放空间的位置确定存放材料的类型，根据所述存放材料的类型确定存放标准，根据所述存放标准确定传感器的类型，通过传感器进行材料监控。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述材料的监控包括：材料标识X、处理节点标识R、临时存放空间标识P，及材料在处理节点和临时存放空间的停留时间长度TR、TP的监控；所述调度还包括根据所述停留时长进行各处理节点和临时存放空间停留时长的调整；
当选择全局调整时，计算((TR-TRmin)/(TRmax-TRmin))，((TR-TRmin)/(TRmax-TR))以及((TP-TPmin)/(TPmax-TPmin))，((TP-TPmin)/(TPmax-TP))
位于处理节点i之前的节点，根据((TR-TRmin)/(TRmax-TRmin))和((TP-TPmin)/(TPmax-TPmin))的取值，按照从大到小的顺序依次调整；
位于处理节点i之后的节点，根据((TR-TRmin)/(TRmax-TR))和((TP-TPmin)/(TPmax-TP))的取值，按照从大到小的顺序依次调整。
6.一种基于智能网联技术的材料生产加工控制系统，其特征在于，所述系统包括：
识别模块：识别材料类型，根据材料类型确定处理节点；
第一确定模块：根据所述处理节点的操作类型，确定各个处理节点的操作标准，所述操作标准包括对材料进行加工的时间长度区间；
第二确定模块：根据所述处理节点的操作类型，确定处理节点的处理顺序，以及所述材料在所述处理节点之间的临时存放空间的大小、存放空间的存放时长，所述存放时长是指材料在两个处理节点之间的存放时间长度区间；
布置模块：根据处理节点的类型以及临时存放空间的位置确定处理节点的输入端和输出端、临时存放空间的传感器布置，以实现材料的阶段性验证及监控；
调度模块：实时监控各处理节点的负载H、各个临时存放空间的存放量S和运行状态P，根据各处理节点的负载H、各个临时存放空间的存放量S和运行状态P对材料在各个处理节点的操作时间，以及各个临时存放空间的停留时间进行调度；
其中，所述调度包括：根据处理节点的权重选择全局调度或局部调度。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，
所述第一确定模块还用于：基于所述操作标准对应的时间长度，确定具有固定加工时间长度的第一类型处理节点，和具有可变加工时间长度的第二类型处理节点；
所述第二确定模块还用于：根据所述存放时长T确定具有固定条件和、或固定存放时长的第一类型临时存放空间和具有可变存放时长T的第二类型临时存放空间。
8.如权利要求6或7所述的系统，其特征在于，根据处理节点i的权重选择全局调度或局部调度包括：
当i＝1时，对第1个处理节点的输入量进行控制，降低输入量；
当i>1时，确定临时存放空间i-1是否为第二类型临时存放空间；以及处理节点i-1是否为第二类型处理节点；并计算第i个节点的权重Wi；根据权重Wi确定使用局部调度还是全局调度；其中，
Wi＝a*((Hi-1+Hi+1)/Hi)*(YHavg/YHi)+b*((Si-1+Si+1)/Si)*(YSavg/YSi)
其中，YHavg为处理节点的异常次数平均值；YHi为第i个节点的异常次数；YSavg为临时存放空间的异常次数平均值；YSi为第i个临时存放空间的异常次数；a、b为常系数。
9.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述布置模块具体用于：
根据各处理节点的类型及加工工艺确定处理标准，根据所述处理标准确定输入端的输入指标，根据所述输入指标确定传感器的类型，通过传感器对输入端进行材料监控；根据监控数据进行验证；
根据各处理节点的类型及加工工艺确定处理标准，根据所述处理标准确定输出端的输出指标，根据所述输出指标确定传感器的类型，通过传感器对输出端进行材料监控；根据监控数据进行验证；
根据临时存放空间的位置确定存放材料的类型，根据所述存放材料的类型确定存放标准，根据所述存放标准确定传感器的类型，通过传感器进行材料监控。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述材料的监控包括：材料标识X、处理节点标识R、临时存放空间标识P，及材料在处理节点和临时存放空间的停留时间长度TR、TP的监控；所述调度还包括根据所述停留时长进行各处理节点和临时存放空间停留时长的调整；
当选择全局调整时，计算((TR-TRmin)/(TRmax-TRmin))，((TR-TRmin)/(TRmax-TR))以及((TP-TPmin)/(TPmax-TPmin))，((TP-TPmin)/(TPmax-TP))
位于处理节点i之前的节点，根据((TR-TRmin)/(TRmax-TRmin))和((TP-TPmin)/(TPmax-TPmin))的取值，按照从大到小的顺序依次调整；
位于处理节点i之后的节点，根据((TR-TRmin)/(TRmax-TR))和((TP-TPmin)/(TPmax-TP))的取值，按照从大到小的顺序依次调整。
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