CN114328699B

CN114328699B - 一种工业产线运维控制系统

Info

Publication number: CN114328699B
Application number: CN202210249386.4A
Authority: CN
Inventors: 肖罗; 罗晓忠; 陆炎; 孙海航
Original assignee: Xinjian Intelligent Control Shenzhen Technology Co ltd
Current assignee: Xinjian Intelligent Control Shenzhen Technology Co ltd
Priority date: 2022-03-15
Filing date: 2022-03-15
Publication date: 2022-06-07
Anticipated expiration: 2042-03-15
Also published as: CN114328699A

Abstract

本发明提供了一种工业产线运维控制系统，包括：基于微服务架构的运行在服务器端的中台服务系统；多个现场设备，该现场设备具有用于与中台服务系统进行连接的服务子系统，以使现场设备与服务器端进行连接；对于之前基于文档式的设备管理，系统实现对不同生产厂商、不同行业的所有设备进行中心化管理，并提供批量操作接口与可视化界面进行操作。

Description

一种工业产线运维控制系统

技术领域

本发明涉及运维控制系统技术领域，特别是涉及一种工业产线运维控制系统。

背景技术

在近些年来市场全球化的背景下，如何为全球市场提供价低而优质的产品成为了各行业的重要目标。尤其在我国将中国制造2025定位于国家战略高度以后，制造业与物联网、云计算、大数据等技术结合，已经是必然的趋势。在这样的背景下，集合传统视觉算法、神经网络深度学习、物联网、云计算等技术，在制造业的质量检控环节为中国智造提速。

在目前的工业产线的自动化质检环境下，生产数据的采集、算法模型的部署、生产状况的异常检测、算法验证等环节都需要人工介入，造成效率低下、响应不及时。例如在生产状况的异常检测方面，往往在生产厂商结束了一天或一个班次之后，对生产产品的剔除统计、人工抽检等情况下再反馈到技术提供方。此时再进行生产数据采集、算法改进、部署，这也需要一定的时间，期间生产厂商产线可能会停工或人为介入，造成生产厂商的损失扩大。如果能在生产数据的采集、算法模型的部署、生产状况的异常检测、算法验证环节都加入自动化，减少人工的介入，必然会提升生产厂商（客户）的信任感，提高响应速度，减少不必要的损失。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种工业产线运维控制系统。

本发明采用的技术方案如下：

一种工业产线运维控制系统，包括：

基于微服务架构的运行在服务器端的中台服务系统；

多个现场设备，该现场设备具有用于与中台服务系统进行连接的服务子系统，以使现场设备与服务器端进行连接；

所述中台服务系统包括：

数据库配置模块，该数据库配置模块用于配置数据库以提供数据持久化支持，并为服务子系统提供统一的数据库操作的远程过程调用接口；

控制模块，该控制模块向可视化操作界面提供连接并向可视化操作界面服务提供身份验证；向现场设备、边缘设备提供RESTful API接口，以及与现场设备内设置的嵌入式机器人进行通讯；

通知模块，向操作数据库配置模块提供管理和通知的机器人、模板信息的接口，以用于对管理现场设备或者边缘设备的驱动机器人进行连接和模板信息的管理；

权限管理模块，用于向现场设备或边缘设备提供剔除率阈值配置和告警配置；

缓存模块，用于与外部系统进行数据同步；

以及可视化操作界面；

所述服务子系统具有嵌入式机械人、数据上传管理工具、监控模块、图形化处理模块以及现场设备操作工具；

所述嵌入式机械人用于接收现场设备及边缘设备提交的任务，在现场设备或边缘设备上执行任务后将RESTful发回至中台服务系统；

所述数据上传管理工具至少具有一组，数据上传管理工具具有供中台服务系统调用的扩展接口，用于扩展中台服务系统的功能，以及具有现场设备或边缘设备的Web页面操作管理；

所述监控模块用于采集现场设备和边缘设备上的监控指标；

所述图形化处理模块用于将指定现场设备或者边缘设备的图片数据上传至云对象存储服务器上；或将云对象存储服务器上指定文件夹的数据下载回现场设备或者边缘设备。

优选的，所述权限管理模块向现场设备提供剔除率阈值配置和告警配置包括：

向现场设备或者边缘设备提供可定义剔除率阈值配置、向现场设备或者边缘设备提供告警的最小生产数配置；当剔除率高于定义好的剔除率阈值，并且当前生产数高于配置的最小生产数时通过通知模块发送消息至企业微信群机器人或钉钉群机器人进行通知告警。

优选的，所述可视化操作界面与数据库配置模块、控制模块、通知模块、Ranger模块及云对象存储服务器分别连接，所述可视化操作界面具有：

在作业管理页面提交任务到边缘设备、查看已提交作业的历史记录以及查看作业的执行结果；

在设备管理页面查看当前管理的所有厂商及设备信息，查看设备的生产状况，根据时间点获取设备数据，配置设备的剔除率告警阈值等操作；

在告警通知管理页面管理通知机器人，管理通知模板，管理设备告警信息对应要发送到的钉钉群或企业微信群。

优选的，所述现场设备或边缘设备上执行任务包括：执行任务执行命令、分发文件、上传文件以及调用数据上传管理工具对现场设备或边缘设备的Web页面操作管理。

优选的，所述数据上传管理工具包括上传管理单元和页面管理单元。

优选的，所述上传管理单元具有：

在持续上传现场设备产生的图片数据至云对象存储时，根据起止时间以及每日的时间范围进行过滤性上传，同时对图片数据名称进行解析，对生成时间、产品线信息上传至对应的文件夹归档；

还具有管理各个数据目录的上传进度、接收中台服务系统提交的特殊上传任务；向页面管理单元提供管理接口。

优选的，所述页面管理单元包括：

提供页面查看当前现场设备上的上传管理单元的数据目录上传进度、配置信息以及运行状态；

提供页面查看当前现场设备上执行上传任务的进度及运行状态。

对于之前基于文档式的设备管理，系统实现对不同生产厂商、不同行业的所有设备进行中心化管理，并提供批量操作接口与可视化界面进行操作。

增加主动式抓取设备以及产线的监控指标，在发现异常时，通过企业微信/钉钉发送消息进行告警，并记录相应的响应措施。系统还实时提供当前生产状况（生产总数、各瑕疵数、剔除率等）的图表。

针对目前使用传输数据的云盘限制，系统分别自主开发了作为守护进程运行在设备后台的静默上传工具以及供人工使用的可视化界面的上传下载工具。架构上使用云厂商的对象存储服务进行数据交换，对存储总空间无限制，且在并发性能上满足需求。

附图说明

以下附图仅对本发明作示意性的说明和解释，并不用于限定本发明的范围，其中：

图1为本发明的框架原理总图；

图2为本发明系统的框架原理示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案、设计方法及优点更加清楚明了，以下结合附图通过具体实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

解释：

REST：即Representational State Transfer的缩写。它是一种互联网应用程序的API设计理念：URL定位资源，用HTTP动词（GET，POST，DELETE，DETC）描述操作。

RESTful：在服务器上每一种资源，比如一个文件，一张图片，都有对应的url地址，如果客户端需要对服务器上的这个资源进行操作，就需要通过http协议执行相应的动作来操作它，比如进行获取，更新，删除。

Agent：嵌入在微信或者钉钉等工具中的机器人。

Ranger：是集中式权限管理框架。

参照图1至图2，本发明提供了一种工业产线运维控制系统，包括：

基于微服务架构的运行在服务器端的中台服务系统；

所述中台服务系统包括：

控制模块，该控制模块向可视化操作界面提供连接并向可视化操作界面服务提供身份验证；向现场设备、边缘设备提供RESTful API接口，以及与现场设备内设置的Agent（嵌入式机械人）进行通讯；

通知模块，提供操作数据库配置模块管理通知机器人、模板信息的接口，以用于对管理现场设备或者边缘设备的驱动机器人进行连接和模板信息的管理；具体的可以用于管理钉钉助手机器人与企业微信群机器人；管理通知信息模板；通过发送消息到钉钉助手机器人或企业微信群机器人记录发送告警通知的详情；向操作数据库配置模块提供管理和通知的机器人、模板信息的接口；

Ranger模块（权限管理模块），用于向现场设备或边缘设备提供剔除率阈值配置和告警配置；

缓存模块，用于与外部系统进行数据同步；

以及可视化操作界面；

所述服务子系统具有Agent模块、数据上传管理工具、监控模块、图形化处理模块以及现场设备操作工具；

所述Agent模块用于接收现场设备及边缘设备提交的任务，在现场设备或边缘设备上执行任务后将RESTful发回至中台服务系统；

所述监控模块用于采集现场设备和边缘设备上的监控指标；

优选的，所述Ranger模块向现场设备提供剔除率阈值配置和告警配置包括：

优选的，所述上传管理单元具有：

优选的，所述页面管理单元包括：

所述监控模块用于监控生产数据以及剔除率情况，CPU的使用情况，内存的使用情况，磁盘的状态，各磁盘文件系统的使用情况，当前设备系统的进程信息，以上采集到的监控指标将汇总到中台服务系统，可对以上信息进行评估、展示等操作。

数据上传管理工具采用XJCollector和seeking-tools。

XJCollector是一款图形化的主要用来大批量上传、下载图片数据的高并发工具。它只提供以下2方面的功能：

1）将指定设备/项目的图片数据上传至云对象存储服务上；

2）将云对象存储服务上指定文件夹的数据下载回本地。

seeking-tools是一组主要用于处理工业产线设备端的日常操作的工具，它包含以下几个工具：

• xjmv

• xjrm

• xj-logmv

xjmv：产线设备在正常生产的情况下，每天会产生数十GB到数百GB的数据，这部分数据通常要按生成的时间维度来进行归档（从SSD移动到机械硬盘上，同时进行时间维度的归档），xjmv工具就是用来处理这种任务的工具。

xjmv会被设置为定时任务，在任务启动后，分别将图片按good与NG的类别分别移动到不同的文件夹中，同时再从图片的文件名中解析出生成图片的时间，然后挪到代表指定时间的目录下（如20210908/13/目录）。

xjrm：按上面的描述，产线设备上每天产生的数据可能会达到数十GB到数百GB，而设备的磁盘空间大小有限制，管理这部分历史数据，在磁盘空间较少的情况下，及时清理磁盘空间就必然是设备的频繁任务。xjrm就是处理这种情况的工具。

xjrm会被设置为定时任务，当任务启动后，会判断hdd的剩余空间，当剩余空间百分比低于设定好的阈值后，会启动删除线程，按good、NG图片以及日志的生成时间进行排序，最旧的数据将会被删除，直至剩余空间恢复到阈值以上。

xjrm还能通过参数设置，将NG图片的生成时间往后延指定的时间，从而达到优先保留NG图片数据的效果。

xj-logmv：xj-logmv是用于将日志文件按生成时间戳进行归档的工具。xj-logmv工具从日志中每行的内容中解析出时间信息，将该行内容归档到设置好的目录下代表指定时间的日志文件中（如20210908-13.log）。xj-logmv工具归档后的日志能更方便的按时间检索到指定时间点的日志。

系统在多个环节实现了自动化过程，有效减少了人为介入。例如：在生产数据上传的环节，系统中的数据上传管理工具服务会随系统启动开始就一直运行在后台，持续不断地将数据上传至云存储服务上，而不需要人为的从产线拷贝数据至移动硬盘，再通过百度网盘等工具进行上传。

系统还通过Agent服务，利用消息队列保持与工业产线上的设备进行通讯，可以通过SMWS中台统一对设备进行集中管理，用户可以在SMWS中台页面上批量对设备执行命令、分发文件等操作，有效提升了对产线现场设备的管理效率。

监控模块从工业产线的现场持续采集监控指标和性能指标，上传到服务端的时序数据库上，可视化操作界面从时序数据库上获取数据，生成展示的图表。因此用户可以实时分析产线的生产状况，以及趋势。Ranger服务周期性地对需要监控告警的指标进行评估，如果指标触发了告警，则会通过调用通知服务通知到企业微信或钉钉群上。这也有效提升了响应速度，提高了处理效率。

XJCollector图形上传/下载工具，依托云提供商的云对象存储服务，存储空间大小、文件数量限制、并发性能与客户端数量也不再是问题。这部分的数据也能按制定好的规则进行归档，方便用户查询下载，同时还可以有效地被其他服务进行复用。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims

1.一种工业产线运维控制系统，其特征在于，包括：

基于微服务架构的运行在服务器端的中台服务系统；

所述中台服务系统包括：

控制模块，该控制模块向可视化操作界面提供连接并向可视化操作界面服务提供身份验证；向现场设备、边缘设备提供RESTful API接口，以及与现场设备内设置的嵌入式机械人进行通讯；

缓存模块，用于与外部系统进行数据同步；

以及可视化操作界面；

所述服务子系统具有嵌入式机械人模块、数据上传管理工具、监控模块、图形化处理模块以及现场设备操作工具；

所述嵌入式机械人模块用于接收现场设备及边缘设备提交的任务，在现场设备或边缘设备上执行任务后将RESTful发回至中台服务系统；

所述监控模块用于采集现场设备和边缘设备上的监控指标；

所述图形化处理模块用于将指定现场设备或者边缘设备的图片数据上传至云对象存储服务器上；或将云对象存储服务器上指定文件夹的数据下载回现场设备或者边缘设备；

所述权限管理模块向现场设备提供剔除率阈值配置和告警配置包括：

向现场设备或者边缘设备提供可定义剔除率阈值配置、向现场设备或者边缘设备提供告警的最小生产数配置；当剔除率高于定义好的剔除率阈值，并且当前生产数高于配置的最小生产数时通过通知模块发送消息至企业微信群机器人或钉钉群机器人进行通知告警；

所述可视化操作界面与数据库配置模块、控制模块、通知模块、权限管理模块及云对象存储服务器分别连接，所述可视化操作界面具有：

在设备管理页面查看当前管理的所有厂商及设备信息，查看设备的生产状况，根据时间点获取设备数据，配置设备的剔除率告警阈值操作；

2.根据权利要求1所述的工业产线运维控制系统，其特征在于，所述现场设备或边缘设备上执行任务包括：执行任务执行命令、分发文件、上传文件以及调用数据上传管理工具对现场设备或边缘设备的Web页面操作管理。

3.根据权利要求1所述的工业产线运维控制系统，其特征在于，所述数据上传管理工具包括上传管理单元和页面管理单元。

4.根据权利要求3所述的工业产线运维控制系统，其特征在于，所述上传管理单元具有：

5.根据权利要求3或4所述的工业产线运维控制系统，其特征在于，所述页面管理单元包括：

提供页面查看当前现场设备上的上传管理单元的数据目录上传进度、配置信息以及运行状态；提供页面查看当前现场设备上执行上传任务的进度及运行状态。