CN115865986B - 用于耗材调控的工业物联网系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于耗材调控的工业物联网系统及其控制方法，用于耗材调控的工业物联网系统包括依次交互的用户平台、服务平台、管理平台、传感网络平台和对象平台；所述服务平台采用前分平台式布置，所述管理平台采用后分平台式布置，所述传感网络平台采用独立式布置。所述控制方法应用于所述物联网。本物联网系统通过对耗材按类别分类进行耗材损耗和补充量计算，可实时监控各类原料的耗材量和需要补充的耗材量，无论制造设备损耗的一种还是多种耗材均能提前获知，并能最终通过汇总获得整个的补充量，在需要时一次性补充，无需再去获取每个制造设备的补充量，既简化了耗材调控流程，又可解决原料补充不及时而停产问题。

Description

用于耗材调控的工业物联网系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及智能制造技术，具体涉及用于耗材调控的工业物联网系统及其控制方法。

背景技术

在一些特殊行业的产品制造中，例如橡胶制品行业、塑胶制品行业、医疗液剂制品行业、饮料制品行业等等，其中的很多产品都是多原料产品，该类产品在制造过程中，需要持续或间隔的加入一种或多种原料，通过不同的制造设备来进行加工制造。

现有产品制造中，由于多种原料需要以液态方式进行添加和制造，因此对于原料输送和添加，大多是每个制造设备都配置对应的容器，来盛装对应所需原料，当制造设备对应多个原料时，相应容器也需要多个，这就导致原料容器、管路增多，且每个制造设备单独供应原料，使得原料损耗无法进行统计，并且原料添加极为麻烦，需要专人看管监控，耗时耗力。

为解决以上问题，在一些行业中，出现了集中供料和监控的制造方案，即将所需要的原料集中存储和供应，这样能省去较多的容器设置，原料损耗和添加也极为方便，仅需要布置管路即可，且该方式布置管路后管路分类输送原料，也便于维护维修，可更加方便的进行原料供应和管控。

一些特殊原料例如医疗液剂、果汁饮品等，其因为挥发性、效力及变质等问题，无法长时间存储，因此大多都是随用随供，即此类原料供应量大多是按照生产计划提供对应的供应量，不会过多存储，但由于制造设备在实际制造中，自身存在原料损耗、泄露等，并且可能加工出残次品、废品等，导致实际生产中，原料需求大多超过供应量，且大多是不可控的，无法预料准确损耗量，加上原料种类繁多，导致集中供料和监控的制造方案中，实际生产时常因为无法及时获得实时的原料损耗情况，导致集中的原料供应出现不足而停产问题，影响到整个产品的制造。

随着物联网技术的飞速发展，传统机械制造+物联网的智能制造技术飞速发展。基于此，如何利用物联网技术来实现原料耗材的实时调控，是我们急需解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于耗材调控的工业物联网系统，该物联网可实时监控各类原料的耗材量和需要补充的耗材量，可以实时监控原料损耗情况，进而可以基于原料实时损耗情况来进行对应的原料补充，解决原料补充不及时而停产问题。

本发明通过下述技术方案实现：用于耗材调控的工业物联网系统，包括：从上到下依次交互的用户平台、服务平台、管理平台、传感网络平台和对象平台；

所述服务平台采用前分平台式布置，所述管理平台采用后分平台式布置，所述传感网络平台采用独立式布置；所述前分平台式布置是指对应平台设置有一个总平台和多个分平台，多个分平台分别存储和处理下层平台发送的不同类型或不同接收对象的数据，一个总平台对多个分平台的数据进行汇总后存储和处理，并传输数据至上层平台；所述后分平台式布置是指所述管理平台设置有总平台和多个分平台，多个分平台分别存储和处理所述服务平台发送的不同类型或不同接收对象的数据，所述总平台对多个分平台的数据进行汇总后存储和处理，并传输数据至传感网络平台；所述服务平台的分平台与管理平台的分平台呈上下一一对应关系以实现数据独立交互；所述独立式布置是指传感网络平台对不同对象平台的数据采用不同的分平台进行数据存储、数据处理和/或数据传输；所述对象平台被配置为生产线中的制造设备；

当制造设备按照生产计划执行制造时，上传实时制造信息至对应的传感网络平台的分平台，所述实时制造信息至少包括制造设备名称、耗材量、耗材类别及制造件数；

对应传感网络平台的分平台接收实时制造信息，将实时制造信息转换成管理平台可识别的组态文件，并发送至管理平台的总平台；

管理平台的总平台接收组态文件，基于组态文件获取对应制造设备的实时所需耗材量，并以耗材类别为分类基准，将同一制造设备中不同类别的实时所需耗材量汇总获得不同类别耗材的实时所需耗材总量，并基于耗材类别，将所有制造设备中同类别的所有实时所需耗材总量相加，获得所有制造设备的同类别的实时耗材量，并按照类别将实时耗材量发送至对应的管理平台的分平台；

管理平台的分平台接收对应类别的实时耗材量并存储，基于实时耗材量判断对应类别的供应耗材是否满足耗材实时需求，当对应类别的供应耗材不满足耗材实时需求时，则基于实时耗材量和供应耗材获取耗材最小补充量，将耗材类别、耗材最小补充量发送至对应的服务平台的分平台；

服务平台的分平台获取耗材类别、耗材最小补充量并将二者关联后形成数据集，将数据集发送至服务平台的总平台；

服务平台的总平台接收所有耗材类别的数据集后，以耗材类别作为著录项、耗材最小补充量作为对应耗材类别的著录信息，形成耗材补充著录表并存储。

当所述用户平台发出调取指令后，所述服务平台的总平台接收调取指令并发送耗材补充著录表至用户平台。

基于以上技术方案，所述管理平台的总平台基于组态文件获取对应制造设备的实时所需耗材量，具体为：

管理平台的总平台存储有所有制造设备的生产计划数据表；

当管理平台的总平台接收组态文件后，基于组态文件中的制造设备名称，找到生产计划数据表对应制造设备的生产计划，生产计划至少包括制造设备的产品制造总件数；

基于组态文件的耗材量和制造件数，计算单件实时耗材量，将单件实时耗材量与产品制造总件数乘积运算，即获得实时所需耗材量。

基于以上技术方案，当对应制造设备的组态文件中，对应耗材类别为两种及以上时，所述管理平台的总平台基于组态文件的耗材量、耗材类别和制造件数，计算每一类耗材的实时所需耗材量并进行分类，获得对应类别耗材的实时所需耗材总量。

基于以上技术方案，并基于耗材类别，将所有制造设备中同类别的所有实时所需耗材总量相加，获得所有制造设备的同类别的实时耗材量，并按照类别将实时耗材量发送至对应的管理平台的分平台，具体为：

管理平台的总平台获取所有制造设备对应的实时所需耗材总量；

以耗材类别为基准项，将同一类别的耗材对应的所有实时所需耗材总量进行加法运算，获得所有制造设备的同类别的实时耗材量；

以耗材类别为对应项，将对应耗材类别的实时耗材量发送至对应耗材类别的管理平台的分平台，其中每个所述管理平台的分平台均单独对应一个耗材类别。

基于以上技术方案，所述管理平台的分平台接收对应类别的实时耗材量并存储，基于实时耗材量判断对应类别的供应耗材是否满足耗材实时需求，具体为：

管理平台的分平台存储有对应类别的耗材库存量；

当管理平台的分平台接收对应类别的实时耗材量后，基于耗材库存量和实时耗材量进行比较并判断：

若耗材库存量大于实时耗材量，则判断对应类别的供应耗材满足耗材实时需求，此时管理平台的分平台删除实时耗材量相关数据并中断所有流程；

若耗材库存量小于实时耗材量，则判断对应类别的供应耗材不满足耗材实时需求，则基于实时耗材量和供应耗材获取耗材最小补充量。

基于以上技术方案，当耗材库存量小于实时耗材量时，以实时耗材量减去耗材库存量获得差值，该差值即为所述耗材最小补充量。

本发明还基于以上用于耗材调控的工业物联网系统，公开了一种用于耗材调控的工业物联网系统的控制方法，所述用于耗材调控的工业物联网系统包括从上到下依次交互的用户平台、服务平台、管理平台、传感网络平台和对象平台；

所述服务平台采用前分平台式布置，所述管理平台采用后分平台式布置，所述传感网络平台采用独立式布置；所述前分平台式布置是指对应平台设置有一个总平台和多个分平台，多个分平台分别存储和处理下层平台发送的不同类型或不同接收对象的数据，一个总平台对多个分平台的数据进行汇总后存储和处理，并传输数据至上层平台；所述后分平台式布置是指所述管理平台设置有总平台和多个分平台，多个分平台分别存储和处理所述服务平台发送的不同类型或不同接收对象的数据，所述总平台对多个分平台的数据进行汇总后存储和处理，并传输数据至传感网络平台；所述服务平台的分平台与管理平台的分平台呈上下一一对应关系以实现数据独立交互；所述独立式布置是指传感网络平台对不同对象平台的数据采用不同的分平台进行数据存储、数据处理和/或数据传输；所述对象平台被配置为生产线中的制造设备；

当制造设备按照生产计划执行制造时，上传实时制造信息至对应的传感网络平台的分平台，所述实时制造信息至少包括制造设备名称、耗材量、耗材类别及制造件数；

对应传感网络平台的分平台接收实时制造信息，将实时制造信息转换成管理平台可识别的组态文件，并发送至管理平台的总平台；

管理平台的总平台接收组态文件，基于组态文件获取对应制造设备的实时所需耗材量，并以耗材类别为分类基准，将同类别的实时所需耗材量汇总获得该类别耗材的实时所需耗材总量，并基于耗材类别，将同类别的所有实时所需耗材总量相加，获得所有制造设备的同类别的实时耗材量，并按照类别将实时耗材量发送至对应的管理平台的分平台；

管理平台的分平台接收对应类别的实时耗材量并存储，基于实时耗材量判断对应类别的供应耗材是否满足耗材实时需求，当对应类别的供应耗材不满足耗材实时需求时，则基于实时耗材量和供应耗材获取耗材最小补充量，将耗材类别、耗材最小补充量发送至对应的服务平台的分平台；

服务平台的分平台获取耗材类别、耗材最小补充量并将二者关联后形成数据集，将数据集发送至服务平台的总平台；

服务平台的总平台接收所有耗材类别的数据集后，以耗材类别作为著录项、耗材最小补充量作为对应耗材类别的著录信息，形成耗材补充著录表并存储。

当所述用户平台发出调取指令后，所述服务平台的总平台接收调取指令并发送耗材补充著录表至用户平台。

在以上控制方法中，所述管理平台的总平台基于组态文件获取对应制造设备的实时所需耗材量，具体为：

管理平台的总平台存储有所有制造设备的生产计划数据表；

当管理平台的总平台接收组态文件后，基于组态文件中的制造设备名称，找到生产计划数据表对应制造设备的生产计划，生产计划至少包括制造设备的产品制造总件数；

基于组态文件的耗材量和制造件数，计算单件实时耗材量，将单件实时耗材量与产品制造总件数乘积运算，即获得实时所需耗材量。

在以上控制方法中，基于耗材类别，将所有制造设备中同类别的所有实时所需耗材总量相加，获得所有制造设备的同类别的实时耗材量，并按照类别将实时耗材量发送至对应的管理平台的分平台，具体为：

管理平台的总平台获取所有制造设备对应的实时所需耗材总量；

以耗材类别为基准项，将同一类别的耗材对应的所有实时所需耗材总量进行加法运算，获得所有制造设备的同类别的实时耗材量；

以耗材类别为对应项，将对应耗材类别的实时耗材量发送至对应耗材类别的管理平台的分平台，其中每个所述管理平台的分平台均单独对应一个耗材类别。

在以上控制方法中，所述管理平台的分平台接收对应类别的实时耗材量并存储，基于实时耗材量判断对应类别的供应耗材是否满足耗材实时需求，具体为：

管理平台的分平台存储有对应类别的耗材库存量；

当管理平台的分平台接收对应类别的实时耗材量后，基于耗材库存量和实时耗材量进行比较并判断：

若耗材库存量大于实时耗材量，则判断对应类别的供应耗材满足耗材实时需求，此时管理平台的分平台删除实时耗材量相关数据并中断所有流程；

若耗材库存量小于实时耗材量，则判断对应类别的供应耗材不满足耗材实时需求，则基于实时耗材量和供应耗材获取耗材最小补充量。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明的用于耗材调控的工业物联网系统及控制方法，其中的工业物联网系统基于五平台结构搭建，其中服务平台采用前分平台式布置，可以通过总平台与用户平台进行数据交互，并可通过各个独立的分平台进行独立的数据传输和处理，相互数据互不影响，各个分平台数据处理需求降低，同时管理平台采用后分平台式布置，其可以通过独立的管理平台的分平台分别对应不同的服务平台的分平台，使得服务平台的分平台的数据能通过对应的管理平台的分平台一一对应单独处理，并实时的获取所需数据更新对应服务平台的分平台的数据，而管理平台的总平台则可以将所有接收的数据进行重新处理，进而实现所有数据的分类和统计，而独立式布置的传感网络平台则可以确保每个制造设备的数据单独处理和传输，避免数据出错以及确保数据传输的及时性。

本发明在使用时，制造设备在进行制造时，其实时上传实时制造信息，并通过独立的传感网络平台进行数据转换和传输，可以即时、快速及准确的将实时制造信息传输至管理平台，而管理平台的总平台可以基于接收的实时制造信息，将各类别的耗材进行分类和汇总，获得所有制造设备的同类别的实时耗材量，进而通过将实时耗材分类处理，并将不同类别的实时耗材量分发至不同的管理平台的分平台，管理平台的分平台可以针对其对应的耗材进行处理和分析，进而可以判断是否需要补充耗材以及耗材最小补充量，再通过对应的服务平台的分平台进行同类数据整合，最后通过服务平台的分平台将各类数据形成耗材补充著录表并存储，进而在用户平台需要时可以随时查看实时需要的耗材补充情况，即可根据损耗情况及时、快速、准确的进行应对。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为用于耗材调控的工业物联网系统的结构框架图；

图2为用于耗材调控的工业物联网系统的控制方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

如图1所示，本发明第一个实施例旨在提供一种用于耗材调控的工业物联网系统，包括：从上到下依次交互的用户平台、服务平台、管理平台、传感网络平台和对象平台；其特征在于，

所述服务平台采用前分平台式布置，所述管理平台采用后分平台式布置，所述传感网络平台采用独立式布置；所述前分平台式布置是指对应平台设置有一个总平台和多个分平台，多个分平台分别存储和处理下层平台发送的不同类型或不同接收对象的数据，一个总平台对多个分平台的数据进行汇总后存储和处理，并传输数据至上层平台；所述后分平台式布置是指所述管理平台设置有总平台和多个分平台，多个分平台分别存储和处理所述服务平台发送的不同类型或不同接收对象的数据，所述总平台对多个分平台的数据进行汇总后存储和处理，并传输数据至传感网络平台；所述服务平台的分平台与管理平台的分平台呈上下一一对应关系以实现数据独立交互；所述独立式布置是指传感网络平台对不同对象平台的数据采用不同的分平台进行数据存储、数据处理和/或数据传输；所述对象平台被配置为生产线中的制造设备；

当制造设备按照生产计划执行制造时，上传实时制造信息至对应的传感网络平台的分平台，所述实时制造信息至少包括制造设备名称、耗材量、耗材类别及制造件数；

对应传感网络平台的分平台接收实时制造信息，将实时制造信息转换成管理平台可识别的组态文件，并发送至管理平台的总平台；

管理平台的总平台接收组态文件，基于组态文件获取对应制造设备的实时所需耗材量，并以耗材类别为分类基准，将同一制造设备中不同类别的实时所需耗材量汇总获得不同类别耗材的实时所需耗材总量，并基于耗材类别，将所有制造设备中同类别的所有实时所需耗材总量相加，获得所有制造设备的同类别的实时耗材量，并按照类别将实时耗材量发送至对应的管理平台的分平台；

管理平台的分平台接收对应类别的实时耗材量并存储，基于实时耗材量判断对应类别的供应耗材是否满足耗材实时需求，当对应类别的供应耗材不满足耗材实时需求时，则基于实时耗材量和供应耗材获取耗材最小补充量，将耗材类别、耗材最小补充量发送至对应的服务平台的分平台；

服务平台的分平台获取耗材类别、耗材最小补充量并将二者关联后形成数据集，将数据集发送至服务平台的总平台；

服务平台的总平台接收所有耗材类别的数据集后，以耗材类别作为著录项、耗材最小补充量作为对应耗材类别的著录信息，形成耗材补充著录表并存储。

当所述用户平台发出调取指令后，所述服务平台的总平台接收调取指令并发送耗材补充著录表至用户平台。

需要说明的是，作为工业物联网系统的物理架构，其具体为：用户平台，被配置为终端设备，且交互于用户；服务平台，被配置为第一服务器，接收所述用户平台的指令并发送至所述管理平台，且从所述管理平台中提取处理所述用户平台需要的信息，并发送至所述用户平台；管理平台，被配置为第二服务器，且控制所述对象平台运行，并接收所述对象平台的反馈数据；传感网络平台，被配置为通信网络和网关，用于所述对象平台和所述管理平台交互；对象平台，被配置为生产线中的制造设备。由于此部分属于现有技术中较为常见的架构，本实施例不再多余累述。

需要说明的是，本实施例中的对应，是指不同类别的耗材仅对应独立的服务平台的分平台和下层的管理平台的分平台，三者形成一一对应的独立数据线路，不同独立数据线路之间数据不会交互，并且每个独立数据线路均单独对应一个不同的耗材类别，例如，耗材Ａ只会通过对应的服务平台的分平台01、管理平台的分平台01进行传输和处理，耗材Ｂ只会通过对应的服务平台的分平台02、管理平台的分平台02进行传输和处理，并且耗材Ａ的数据不会通过服务平台的分平台02、管理平台的分平台02进行传输和处理，相互形成独立的路径。

现有技术中，为了便于原料也即耗材的统一管理和添加，一些特殊原料例如医疗液剂、果汁饮品等大多采用一个统一的容器进行存储和供料，其中设计对应管路供料给制造设备，这种方式方便了原料的集中管控，并能减少一些化学原料的危害性等，但采用此方式集中供料，则存在问题如下：由于此类特殊原料的易挥发性、易变质性、有效暴露时间短等特点，无法长时间存储，使得很多原料都是基于生产计划来进行足量或少量超量供应，并且大多都是随用随供，不会过多存储，需要添加时还需要提前时间进行准备，但由于制造设备在实际制造中，自身存在原料损耗、泄露等，并且可能加工出残次品、废品等，导致实际生产中，原料需求大多超过供应量，且大多是不可控的，无法预料准确损耗量，加上原料种类繁多，导致集中供料和监控的制造方案中，实际生产时常因为无法及时获得实时的原料损耗情况，导致集中的原料供应出现不足、补充时间不够或补充不及时而停产问题，影响到整个产品的制造。

基于此，本发明的用于耗材调控的工业物联网系统及控制方法，其中的工业物联网系统基于五平台结构搭建，其中服务平台采用前分平台式布置，可以通过总平台与用户平台进行数据交互，并可通过各个独立的分平台进行独立的数据传输和处理，相互数据互不影响，各个分平台数据处理需求降低，同时管理平台采用后分平台式布置，其可以通过独立的管理平台的分平台分别对应不同的服务平台的分平台，使得服务平台的分平台的数据能通过对应的管理平台的分平台一一对应单独处理，并实时的获取所需数据更新对应服务平台的分平台的数据，而管理平台的总平台则可以将所有接收的数据进行重新处理，进而实现所有数据的分类和统计，而独立式布置的传感网络平台则可以确保每个制造设备的数据单独处理和传输，避免数据出错以及确保数据传输的及时性。

本发明在使用时，制造设备在进行制造时，其实时上传实时制造信息，并通过独立的传感网络平台进行数据转换和传输，可以即时、快速及准确的将实时制造信息传输至管理平台，而管理平台的总平台可以基于接收的实时制造信息，将各类别的耗材进行分类和汇总，获得所有制造设备的同类别的实时耗材量，进而通过将实时耗材分类处理，并将不同类别的实时耗材量分发至不同的管理平台的分平台，管理平台的分平台可以针对其对应的耗材进行处理和分析，进而可以判断是否需要补充耗材以及耗材最小补充量，再通过对应的服务平台的分平台进行同类数据整合，最后通过服务平台的分平台将各类数据形成耗材补充著录表并存储，进而在用户平台需要时可以随时查看实时需要的耗材补充情况，即可根据损耗情况及时、快速、准确的进行应对。

本实施例通过对耗材按类别进行分类进行耗材损耗和补充量计算，可以针对一种或多种耗材进行实时损耗监控，进而无论制造设备损耗的一种还是多种耗材均能提前获知，并能最终通过汇总获得同一类耗材整个的补充量或所有制造设备所需耗材的总补充量，在需要时一次性补充即可，而无需再去获取每个制造设备的补充量，简化了耗材调控流程。

需要说明的是，本实施例中的用户平台可以是台式电脑、平板电脑、笔记本电脑、手机或者其他能够实现数据处理以及数据通信的电子设备，在此不作过多限定。在具体应用中，第一服务器和第二服务器可以采用单一服务器，也可以采用服务器集群，在此不作过多限定。应当理解的是，在本实施例中所提到的数据处理过程可以通过服务器的处理器进行处理，而存储在服务器的数据，都可以存储在服务器的存储设备上，如硬盘等存储器。在具体应用中，传感网络平台可以采用多组网关服务器，或者多组智能路由器，在此不作过多限定。应当理解的是，在本申请实施例中所提到的数据处理过程可以通过网关服务器的处理器进行处理，而存储在网关服务器的数据，都可以存储在网关服务器的存储设备上，如硬盘和SSD等存储器。

在一些实施例中，所述管理平台的总平台基于组态文件获取对应制造设备的实时所需耗材量，具体为：管理平台的总平台存储有所有制造设备的生产计划数据表；当管理平台的总平台接收组态文件后，基于组态文件中的制造设备名称，找到生产计划数据表对应制造设备的生产计划，生产计划至少包括制造设备的产品制造总件数；基于组态文件的耗材量和制造件数，计算单件实时耗材量，将单件实时耗材量与产品制造总件数乘积运算，即获得实时所需耗材量。

在应用时，由于产品废品、次品重做以及少量泄露，导致实时损耗会大于预期的正常损耗，因此，当管理平台的总平台接收组态文件后，可以提取组态文件中的耗材量和制造件数，将已消耗的耗材量除以已完成制造的制造件数，即可获得已完成制造的单件实时耗材量的均值，进而将废品、次品重做以及少量泄露而产生的多余损耗计算在产品制造的损耗中，进而非正常损耗和正常损耗结合起来综合计算实时所需耗材量，即可实时的获取耗材整体所需量，以此进行实时调控和综合分析，更为准确的掌握不同情形的原料消耗数据。

需要说明的是，获得的实时所需耗材量，是根据制造设备上传时间而实时获取的，期间间隔时间稳定可调，进而此数据时刻在变化，从而可以实时的根据制造设备损耗情况进行修正，从而使得后续的相应数据更加的贴合制造设备的损耗，也能确保最终的耗材最小补充量能够更准确的满足使用需求而添加，不会造成浪费，故采用此方式也能最大化的减少原料资源的浪费。

由于一些产品中涉及的原料种类较多，例如液体医疗药品、饮料、混合物原料等，因此在实际应用时，当对应制造设备的组态文件中，对应耗材类别为两种及以上时，所述管理平台的总平台基于组态文件的耗材量、耗材类别和制造件数，计算每一类耗材的实时所需耗材量并进行分类，获得对应类别耗材的实时所需耗材总量。进而采用此方式，可以将每个制造设备的多种原料进行分类和计算，进而满足后续分类需求，也能确保每个制造设备的原料能够实时的得到调控。

在一些实施例中，并基于耗材类别，将所有制造设备中同类别的所有实时所需耗材总量相加，获得所有制造设备的同类别的实时耗材量，并按照类别将实时耗材量发送至对应的管理平台的分平台，具体为：管理平台的总平台获取所有制造设备对应的实时所需耗材总量；以耗材类别为基准项，将同一类别的耗材对应的所有实时所需耗材总量进行加法运算，获得所有制造设备的同类别的实时耗材量；以耗材类别为对应项，将对应耗材类别的实时耗材量发送至对应耗材类别的管理平台的分平台，其中每个所述管理平台的分平台均单独对应一个耗材类别。本方式利用耗材类别作为数据分类对象进行分类数据处理和传输，进而可以针对不同的类别耗材进行单独的处理，而不会影响到其他原料的正常供给或补充，形成以类别为基准的各个独立数据，进而不仅方便了各类耗材的实时监控，也能避免数据统一处理时需要的大量计算能力和存储能力，降低物联网架构难度。

在一些实施例中，所述管理平台的分平台接收对应类别的实时耗材量并存储，基于实时耗材量判断对应类别的供应耗材是否满足耗材实时需求，具体为：管理平台的分平台存储有对应类别的耗材库存量；当管理平台的分平台接收对应类别的实时耗材量后，基于耗材库存量和实时耗材量进行比较并判断：若耗材库存量大于实时耗材量，则判断对应类别的供应耗材满足耗材实时需求，此时管理平台的分平台删除实时耗材量相关数据并中断所有流程；若耗材库存量小于实时耗材量，则判断对应类别的供应耗材不满足耗材实时需求，则基于实时耗材量和供应耗材获取耗材最小补充量。需要说明的是，中断所有流程中的所有流程是指在此步骤前对应此次实时数据所有数据上传、转换及分析、处理流程，也即当判断对应类别的供应耗材满足耗材实时需求时，则表示该实时状态下耗材足够，即不需要再进行后续操作，此次的所有流程中断，等待下一次的实时数据采集、上传、转换及分析、处理流程。

在具体应用时，耗材库存量为对应类别的耗材当前的耗材库存或者是可直接使用的库存，例如存于容器内的耗材总量，当获取到实时耗材量时，即可根据具体的耗材库存量与实时耗材量的大小来判断耗材库存量在当前实时耗材量需求下是否足够，进而可以实时判断耗材损耗或库存情况。

在具体应用时，当耗材库存量小于实时耗材量时，以实时耗材量减去耗材库存量获得差值，该差值即为所述耗材最小补充量。

如图2所示，本发明第二个实施例旨在提供一种适用于耗材调控的工业物联网系统的控制方法，所述用于耗材调控的工业物联网系统包括从上到下依次交互的用户平台、服务平台、管理平台、传感网络平台和对象平台；

其中，所述服务平台采用前分平台式布置，所述管理平台采用后分平台式布置，所述传感网络平台采用独立式布置；所述前分平台式布置是指对应平台设置有一个总平台和多个分平台，多个分平台分别存储和处理下层平台发送的不同类型或不同接收对象的数据，一个总平台对多个分平台的数据进行汇总后存储和处理，并传输数据至上层平台；所述后分平台式布置是指所述管理平台设置有总平台和多个分平台，多个分平台分别存储和处理所述服务平台发送的不同类型或不同接收对象的数据，所述总平台对多个分平台的数据进行汇总后存储和处理，并传输数据至传感网络平台；所述服务平台的分平台与管理平台的分平台呈上下一一对应关系以实现数据独立交互；所述独立式布置是指传感网络平台对不同对象平台的数据采用不同的分平台进行数据存储、数据处理和/或数据传输；所述对象平台被配置为生产线中的制造设备；

所述控制方法包括以下步骤：

S1、当制造设备按照生产计划执行制造时，上传实时制造信息至对应的传感网络平台的分平台，所述实时制造信息至少包括制造设备名称、耗材量、耗材类别及制造件数；

S2、对应传感网络平台的分平台接收实时制造信息，将实时制造信息转换成管理平台可识别的组态文件，并发送至管理平台的总平台；

S3、管理平台的总平台接收组态文件，基于组态文件获取对应制造设备的实时所需耗材量，并以耗材类别为分类基准，将同类别的实时所需耗材量汇总获得该类别耗材的实时所需耗材总量，并基于耗材类别，将同类别的所有实时所需耗材总量相加，获得所有制造设备的同类别的实时耗材量，并按照类别将实时耗材量发送至对应的管理平台的分平台；

S4、管理平台的分平台接收对应类别的实时耗材量并存储，基于实时耗材量判断对应类别的供应耗材是否满足耗材实时需求，当对应类别的供应耗材不满足耗材实时需求时，则基于实时耗材量和供应耗材获取耗材最小补充量，将耗材类别、耗材最小补充量发送至对应的服务平台的分平台；

S5、服务平台的分平台获取耗材类别、耗材最小补充量并将二者关联后形成数据集，将数据集发送至服务平台的总平台；

S6、服务平台的总平台接收所有耗材类别的数据集后，以耗材类别作为著录项、耗材最小补充量作为对应耗材类别的著录信息，形成耗材补充著录表并存储；

S7、当所述用户平台发出调取指令后，所述服务平台的总平台接收调取指令并发送耗材补充著录表至用户平台。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网格设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.用于耗材调控的工业物联网系统，包括：从上到下依次交互的用户平台、服务平台、管理平台、传感网络平台和对象平台；其特征在于，

所述服务平台采用前分平台式布置，所述管理平台采用后分平台式布置，所述传感网络平台采用独立式布置；所述前分平台式布置是指对应平台设置有一个总平台和多个分平台，多个分平台分别存储和处理下层平台发送的不同类型或不同接收对象的数据，一个总平台对多个分平台的数据进行汇总后存储和处理，并传输数据至上层平台；所述后分平台式布置是指所述管理平台设置有总平台和多个分平台，多个分平台分别存储和处理所述服务平台发送的不同类型或不同接收对象的数据，所述总平台对多个分平台的数据进行汇总后存储和处理，并传输数据至传感网络平台；所述服务平台的分平台与管理平台的分平台呈上下一一对应关系以实现数据独立交互；所述独立式布置是指传感网络平台对不同对象平台的数据采用不同的分平台进行数据存储、数据处理和/或数据传输；所述对象平台被配置为生产线中的制造设备；

当制造设备按照生产计划执行制造时，上传实时制造信息至对应的传感网络平台的分平台，所述实时制造信息至少包括制造设备名称、耗材量、耗材类别及制造件数；

对应传感网络平台的分平台接收实时制造信息，将实时制造信息转换成管理平台可识别的组态文件，并发送至管理平台的总平台；

管理平台的总平台接收组态文件，基于组态文件获取对应制造设备的实时所需耗材量，并以耗材类别为分类基准，将同一制造设备中不同类别的实时所需耗材量汇总获得不同类别耗材的实时所需耗材总量，并基于耗材类别，将所有制造设备中同类别的所有实时所需耗材总量相加，获得所有制造设备的同类别的实时耗材量，并按照类别将实时耗材量发送至对应的管理平台的分平台；

管理平台的分平台接收对应类别的实时耗材量并存储，基于实时耗材量判断对应类别的供应耗材是否满足耗材实时需求，当对应类别的供应耗材不满足耗材实时需求时，则基于实时耗材量和供应耗材获取耗材最小补充量，将耗材类别、耗材最小补充量发送至对应的服务平台的分平台；

服务平台的分平台获取耗材类别、耗材最小补充量并将二者关联后形成数据集，将数据集发送至服务平台的总平台；

服务平台的总平台接收所有耗材类别的数据集后，以耗材类别作为著录项、耗材最小补充量作为对应耗材类别的著录信息，形成耗材补充著录表并存储；

当所述用户平台发出调取指令后，所述服务平台的总平台接收调取指令并发送耗材补充著录表至用户平台。

2.根据权利要求1所述的工业物联网系统，其特征在于，所述管理平台的总平台基于组态文件获取对应制造设备的实时所需耗材量，具体为：

管理平台的总平台存储有所有制造设备的生产计划数据表；

当管理平台的总平台接收组态文件后，基于组态文件中的制造设备名称，找到生产计划数据表对应制造设备的生产计划，生产计划至少包括制造设备的产品制造总件数；

基于组态文件的耗材量和制造件数，计算单件实时耗材量，将单件实时耗材量与产品制造总件数乘积运算，即获得实时所需耗材量。

3.根据权利要求2所述的工业物联网系统，其特征在于，当对应制造设备的组态文件中，对应耗材类别为两种及以上时，所述管理平台的总平台基于组态文件的耗材量、耗材类别和制造件数，计算每一类耗材的实时所需耗材量并进行分类，获得对应类别耗材的实时所需耗材总量。

4.根据权利要求1所述的工业物联网系统，其特征在于，基于耗材类别，将所有制造设备中同类别的所有实时所需耗材总量相加，获得所有制造设备的同类别的实时耗材量，并按照类别将实时耗材量发送至对应的管理平台的分平台，具体为：

管理平台的总平台获取所有制造设备对应的实时所需耗材总量；

以耗材类别为基准项，将同一类别的耗材对应的所有实时所需耗材总量进行加法运算，获得所有制造设备的同类别的实时耗材量；

以耗材类别为对应项，将对应耗材类别的实时耗材量发送至对应耗材类别的管理平台的分平台，其中每个所述管理平台的分平台均单独对应一个耗材类别。

5.根据权利要求1所述的工业物联网系统，其特征在于，所述管理平台的分平台接收对应类别的实时耗材量并存储，基于实时耗材量判断对应类别的供应耗材是否满足耗材实时需求，具体为：

管理平台的分平台存储有对应类别的耗材库存量；

当管理平台的分平台接收对应类别的实时耗材量后，基于耗材库存量和实时耗材量进行比较并判断：

若耗材库存量大于实时耗材量，则判断对应类别的供应耗材满足耗材实时需求，此时管理平台的分平台删除实时耗材量相关数据并中断所有流程；

若耗材库存量小于实时耗材量，则判断对应类别的供应耗材不满足耗材实时需求，则基于实时耗材量和供应耗材获取耗材最小补充量。

6.根据权利要求5所述的工业物联网系统，其特征在于，当耗材库存量小于实时耗材量时，以实时耗材量减去耗材库存量获得差值，该差值即为所述耗材最小补充量。

7.用于耗材调控的工业物联网系统的控制方法，所述方法应用于权利要求 1 所述的用于耗材调控的工业物联网系统，所述用于耗材调控的工业物联网系统包括从上到下依次交互的用户平台、服务平台、管理平台、传感网络平台和对象平台；其特征在于，

所述服务平台采用前分平台式布置，所述管理平台采用后分平台式布置，所述传感网络平台采用独立式布置；所述前分平台式布置是指对应平台设置有一个总平台和多个分平台，多个分平台分别存储和处理下层平台发送的不同类型或不同接收对象的数据，一个总平台对多个分平台的数据进行汇总后存储和处理，并传输数据至上层平台；所述后分平台式布置是指所述管理平台设置有总平台和多个分平台，多个分平台分别存储和处理所述服务平台发送的不同类型或不同接收对象的数据，所述总平台对多个分平台的数据进行汇总后存储和处理，并传输数据至传感网络平台；所述服务平台的分平台与管理平台的分平台呈上下一一对应关系以实现数据独立交互；所述独立式布置是指传感网络平台对不同对象平台的数据采用不同的分平台进行数据存储、数据处理和/或数据传输；所述对象平台被配置为生产线中的制造设备；

当制造设备按照生产计划执行制造时，上传实时制造信息至对应的传感网络平台的分平台，所述实时制造信息至少包括制造设备名称、耗材量、耗材类别及制造件数；

对应传感网络平台的分平台接收实时制造信息，将实时制造信息转换成管理平台可识别的组态文件，并发送至管理平台的总平台；

管理平台的总平台接收组态文件，基于组态文件获取对应制造设备的实时所需耗材量，并以耗材类别为分类基准，将同类别的实时所需耗材量汇总获得该类别耗材的实时所需耗材总量，并基于耗材类别，将同类别的所有实时所需耗材总量相加，获得所有制造设备的同类别的实时耗材量，并按照类别将实时耗材量发送至对应的管理平台的分平台；

管理平台的分平台接收对应类别的实时耗材量并存储，基于实时耗材量判断对应类别的供应耗材是否满足耗材实时需求，当对应类别的供应耗材不满足耗材实时需求时，则基于实时耗材量和供应耗材获取耗材最小补充量，将耗材类别、耗材最小补充量发送至对应的服务平台的分平台；

服务平台的分平台获取耗材类别、耗材最小补充量并将二者关联后形成数据集，将数据集发送至服务平台的总平台；

服务平台的总平台接收所有耗材类别的数据集后，以耗材类别作为著录项、耗材最小补充量作为对应耗材类别的著录信息，形成耗材补充著录表并存储；

当所述用户平台发出调取指令后，所述服务平台的总平台接收调取指令并发送耗材补充著录表至用户平台。

8.根据权利要求7所述的用于耗材调控的工业物联网系统的控制方法，其特征在于，所述管理平台的总平台基于组态文件获取对应制造设备的实时所需耗材量，具体为：

管理平台的总平台存储有所有制造设备的生产计划数据表；

当管理平台的总平台接收组态文件后，基于组态文件中的制造设备名称，找到生产计划数据表对应制造设备的生产计划，生产计划至少包括制造设备的产品制造总件数；

基于组态文件的耗材量和制造件数，计算单件实时耗材量，将单件实时耗材量与产品制造总件数乘积运算，即获得实时所需耗材量。

9.根据权利要求7所述的用于耗材调控的工业物联网系统的控制方法，其特征在于，基于耗材类别，将所有制造设备中同类别的所有实时所需耗材总量相加，获得所有制造设备的同类别的实时耗材量，并按照类别将实时耗材量发送至对应的管理平台的分平台，具体为：

管理平台的总平台获取所有制造设备对应的实时所需耗材总量；

以耗材类别为基准项，将同一类别的耗材对应的所有实时所需耗材总量进行加法运算，获得所有制造设备的同类别的实时耗材量；

以耗材类别为对应项，将对应耗材类别的实时耗材量发送至对应耗材类别的管理平台的分平台，其中每个所述管理平台的分平台均单独对应一个耗材类别。

10.根据权利要求7所述的用于耗材调控的工业物联网系统的控制方法，其特征在于，所述管理平台的分平台接收对应类别的实时耗材量并存储，基于实时耗材量判断对应类别的供应耗材是否满足耗材实时需求，具体为：

管理平台的分平台存储有对应类别的耗材库存量；

当管理平台的分平台接收对应类别的实时耗材量后，基于耗材库存量和实时耗材量进行比较并判断：

若耗材库存量大于实时耗材量，则判断对应类别的供应耗材满足耗材实时需求，此时管理平台的分平台删除实时耗材量相关数据并中断所有流程；

若耗材库存量小于实时耗材量，则判断对应类别的供应耗材不满足耗材实时需求，则基于实时耗材量和供应耗材获取耗材最小补充量。

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