CN118131680A - 用于魔芋制品加工的设备安全监控方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及设备监控技术领域，一种用于魔芋制品加工的设备安全监控方法及装置，包括：接收安全监控指令，启动实时检测系统，基于功率传感器集采集设备加工车间的设备功率信息，计算设备加工车间的实时工效指标，收集主辅车间数据，其中，主辅车间数据由设备状态参数、设备加工任务、设备功率信息和实时工效指标组成，对主辅车间数据执行集成处理得到车间孪生数据集，构建虚拟映射车间，将监测服务模块与车间孪生模块执行连接交互，对虚拟映射车间执行数据可视化的安全监测，完成用于魔芋制品加工的设备安全监控。本发明通过构建反映实时工效指标等设备工作状态的虚拟映射车间，有助于及时发现设备运行问题，提高设备安全监控的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及设备监控技术领域，尤其涉及一种用于魔芋制品加工的设备安全监控方法及装置。
背景技术
用于魔芋制品加工的设备往往因魔芋自身的黏性特质出现机器部件滞钝，导致设备的工作效率降低，甚至引起设备故障问题，因此在设备安全管理的过程中对加工设备的安全监控环节必不可少。一般来说，魔芋制品加工的设备密集分布在特定环境的大型加工车间，若单独对每个机器设备进行物理监控则操作较为繁琐，且不能实时准确获取所有的机器设备状态。
目前的技术手段一般是在魔芋制品加工车间安装高清摄像头，对生产过程进行实时视频监控，并通过视频回放分析机器操作是否正常，这种方法准确性较差，并且监控效率低下。如何构建衡量设备工作状态的工效指标，将其及时并可视化地展示于数字孪生空间，从而提高设备安全监控的准确性是急需解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种用于魔芋制品加工的设备安全监控方法、及装置，其主要目的在于通过构建反映实时工效指标等设备工作状态的虚拟映射车间，可有助于及时发现设备运行问题，提高设备安全监控的准确性。
为实现上述目的，本发明提供的一种用于魔芋制品加工的设备安全监控方法，包括：
接收魔芋制品加工设备的安全监控指令，根据所述安全监控指令启动实时检测系统，其中，实时检测系统内嵌有物理感知模块、车间孪生模块和监测服务模块；
启动所述物理感知模块，其中，物理感知模块包括功率传感器集和数据集成系统，功率传感器集已经预先安装在设备加工车间，基于所述功率传感器集采集得到设备加工车间的设备功率信息；
根据所述设备功率信息计算得到设备加工车间的实时工效指标，并利用所述数据集成系统收集主辅车间数据，其中，主辅车间数据由设备状态参数、设备加工任务、设备功率信息和实时工效指标组成；
对所述主辅车间数据执行集成处理，生成得到车间孪生数据集，并基于所述车间孪生数据集，利用所述车间孪生模块构建虚拟映射车间；
将所述监测服务模块与车间孪生模块执行连接交互，当连接成功后，对虚拟映射车间显示的设备运行状态执行数据可视化的安全监测，完成用于魔芋制品加工的设备安全监控。
可选地，所述基于所述功率传感器集采集得到设备加工车间的设备功率信息，包括：
设定所述功率传感器集的设备通信地址，并根据所述设备通信地址构造请求数据报文；
确定所述功率传感器集的寄存器地址，其中寄存器地址表示功率传感器中用于暂存数据信息的处理器位置；
基于所述设备通信地址向设备加工车间发送请求数据报文，在发送成功后，等待来自设备加工车间的响应数据报文；
利用所述寄存器地址接收响应数据报文，当接收成功时，对所述响应数据报文执行错误域检查，并根据检查结果获取设备功率信息。
可选地，所述对所述响应数据报文执行错误域检查，并根据检查结果获取设备功率信息，包括：
检查所述响应数据报文是否存在错误域，若不存在错误域，则根据所述功率传感器集的数据存储格式解析响应数据报文，得到设备功率信息；
若存在错误域，则重新计算响应数据报文的错误域，将重新计算出的错误域与响应数据报文中的错误域进行比较；
当比较结果出现一致，此时根据所述设备通信地址构造新的请求数据报文并进行再次发送，当比较结果出现不一致，此时确认所述响应数据报文存在信息错误， 重新发送所述请求数据报文，直至接收到的响应数据报文经检查不存在错误域。
可选地，所述根据所述设备功率信息计算得到设备加工车间的实时工效指标，包括：
根据设备出厂信息，确定每个机器设备由个设备单独零件组成；
基于设备工序时段，将所述设备功率信息分类得到每个设备单独零件的表皮处理功率、加工制作功率和机器待机功率；
根据所述设备功率信息，计算得到每次执行魔芋制品加工任务时的设备能耗信息，其中设备能耗信息由每个设备单独零件的表皮处理能耗、加工制作能耗和机器待机能耗组成；
对所述设备能耗信息执行汇总加权，计算得到设备加工车间的实时工效指标。
可选地，所述根据所述设备功率信息，计算得到每次执行魔芋制品加工任务时的设备能耗信息，包括：
其中，、/>、/>分别表示每次执行魔芋制品加工任务时第/>个设备单独零件的表皮处理能耗、加工制作能耗和机器待机能耗，/>、/>、/>分别表示每次执行魔芋制品加工任务时表皮处理时间、加工制作时间和机器待机时间，/>、/>、/>分别表示第/>个设备单独零件的表皮处理功率、加工制作功率和机器待机功率。
可选地，所述对所述设备能耗信息执行汇总加权，计算得到设备加工车间的实时工效指标，包括：
其中，表示设备加工车间的实时工效指标，/>、/>、/>表示每次执行魔芋制品加工任务时第/>个设备单独零件的表皮处理能耗、加工制作能耗和机器待机能耗，/>表示设备工序时段的总段数，/>表示设备单独零件的总数量。
可选地，所述对所述主辅车间数据执行集成处理，生成得到车间孪生数据集，并基于所述车间孪生数据集，利用所述车间孪生模块构建虚拟映射车间，包括：
对所述主辅车间数据执行数据建模，生成具有逻辑的车间孪生数据集；
确定车间孪生模块的数据存储格式，基于所述数据存储格式对车间孪生数据集执行数据格式转换；
将执行数据格式转换后的车间孪生数据集以键值对的形式同步缓存至车间孪生模块；
利用所述车间孪生模块构建几何层次模型，当构建成功后，基于车间实时加工过程对所述几何层次模型执行过程一一映射，得到虚拟映射车间。
可选地，所述对所述主辅车间数据执行数据建模，生成具有逻辑的车间孪生数据集，包括：
对所述主辅车间数据按照以下数据模型集成进行数据建模，生成具有逻辑的车间孪生数据集：
其中，表示车间孪生数据集，/>表示数据集成系统中第/>个采集终端获取到的主辅车间数据，/>表示数据集成系统中采集终端的总数量。
可选地，所述利用所述车间孪生模块构建几何层次模型，包括：
将设备加工车间划分为车间环境、车间物料和车间设备；
获取所述车间设备的组成零件，并识别所述组成零件之间的连接关系；
利用所述车间孪生模块构建组成零件的孪生零件，并根据所述连接关系生成车间设备的几何层次模型；
识别所述车间物料和车间设备的依附关系，并根据所述依附关系生成车间物料的几何层次模型；
将所述车间环境输入车间孪生模块，生成车间环境的几何层次模型，完成几何层次模型的构建。
为实现上述目的，本发明还提供一种用于魔芋制品加工的设备安全监控装置，包括：
监控指令接收模块，用于接收魔芋制品加工设备的安全监控指令，根据所述安全监控指令启动实时检测系统，其中，实时检测系统内嵌有物理感知模块、车间孪生模块和监测服务模块；
工效指标计算模块，用于启动所述物理感知模块，其中，物理感知模块包括功率传感器集和数据集成系统，功率传感器集已经预先安装在设备加工车间，基于所述功率传感器集采集得到设备加工车间的设备功率信息，根据所述设备功率信息计算得到设备加工车间的实时工效指标，并利用所述数据集成系统收集主辅车间数据，其中，主辅车间数据由设备状态参数、设备加工任务、设备功率信息和实时工效指标组成；
孪生车间构建模块，用于对所述主辅车间数据执行集成处理，生成得到车间孪生数据集，并基于所述车间孪生数据集，利用所述车间孪生模块构建虚拟映射车间；
交互可视化检测模块，用于将所述监测服务模块与车间孪生模块执行连接交互，当连接成功后，对虚拟映射车间显示的设备运行状态执行数据可视化的安全监测，完成用于魔芋制品加工的设备安全监控。
本发明为解决背景技术问题，首先接收魔芋制品加工设备的安全监控指令，利用功率传感器集采集设备加工车间的设备功率信息，并根据设备功率信息计算得到设备加工车间的实时工效指标，需解释的是，实时工效指标衡量机器设备在执行加工任务时的工作能效，通过对实时工效指标的对比判断，能够确认当前机器加工设备是否处于正常工作状态，同时，利用数据集成系统收集主辅车间数据，对主辅车间数据执行集成处理生成车间孪生数据集，再利用车间孪生模块构建虚拟映射车间，可见本发明实施例构建设备加工车间的数字孪生模型，再根据车间实时加工过程和相应的过程映射规则将数据与模型一一对应，实现虚拟映射车间的虚实同步，并且观测虚拟映射车间即可实时监控加工设备工作过程中的安全隐患，及时发现并解决问题，另外，将监测服务模块与车间孪生模块执行连接交互，需解释的是，监测服务模块通过视图界面展示车间设备的实时工作过程，直观显示设备状态参数、设备加工任务、设备功率信息和实时工效指标，有助于监测设备当前的运行状态及整个设备加工车间的运行趋势。因此，本发明实施通过构建反映实时工效指标等设备工作状态的虚拟映射车间，可有助于及时发现设备运行问题，提高设备安全监控的准确性。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的用于魔芋制品加工的设备安全监控方法的流程示意图；
图2为本发明一实施例提供的用于魔芋制品加工的设备安全监控装置的功能模块图；
图3为本发明一实施例提供的实现所述用于魔芋制品加工的设备安全监控方法的电子设备的结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本申请实施例提供一种用于魔芋制品加工的设备安全监控方法。所述用于魔芋制品加工的设备安全监控方法的执行主体包括但不限于服务端、终端等能够被配置为执行本申请实施例提供的该方法的电子设备中的至少一种。换言之，所述用于魔芋制品加工的设备安全监控方法可以由安装在终端设备或服务端设备的软件或硬件来执行，所述软件可以是区块链平台。所述服务端包括但不限于：单台服务器、服务器集群、云端服务器或云端服务器集群等。
参照图1所示，为本发明一实施例提供的用于魔芋制品加工的设备安全监控方法的流程示意图。在本实施例中，所述用于魔芋制品加工的设备安全监控方法包括：
S1、接收魔芋制品加工设备的安全监控指令，根据所述安全监控指令启动实时检测系统，其中，实时检测系统内嵌有物理感知模块、车间孪生模块和监测服务模块。
示例性的，小张为某魔芋制品厂的加工设备车间管理人员，其工作职责是负责管理加工设备车间的安全运行工作，因此小张发起安全监控指令，其目的是获取实时准确的设备运行状态，以便及时发现故障后进行排查。
需解释的是，本发明实施例中，实时检测系统内嵌有物理感知模块、车间孪生模块和监测服务模块，其中，物理感知模块含有预先安装在设备加工车间的功率传感器和数据集成系统，因此可用于收集包括设备状态参数、设备加工任务、设备功率信息和实时工效指标在内的主辅车间数据，同时，车间孪生模块基于以上主辅车间数据搭建得到数字孪生车间，另外，监测服务模块能够对数字孪生车间进行实时全面地监测，并在模块中进行设备运行状态的可视化。
需强调的是，用于魔芋制品加工的设备往往因魔芋的黏性特质出现机器部件滞钝，从而引起设备故障，因此在管理过程中对加工设备的安全监控环节必不可少。一般来说，这些机器设备密集分布在特定环境的加工车间，若单独对每个机器设备进行物理监控则操作较为繁琐，且不能实时准确获取所有的机器设备状态，因此本发明实施例基于实时设备信息构建数字孪生车间，实现在后台通过可视化的方式获取目前所有的设备状态信息，达到实时安全监控的目的。
S2、启动所述物理感知模块，其中，物理感知模块包括功率传感器集和数据集成系统，功率传感器集已经预先安装在设备加工车间，基于所述功率传感器集采集得到设备加工车间的设备功率信息。
可理解的是，本发明实施例中，功率传感器集是由多个单独的功率传感器组成，这些单独的功率传感器预先分别安装在设备加工车间的每个机器设备上，能够准确测量设备不同状态下输入电流、输出电流、电压及相位角等参数，并自动将以上参数解析转换得到设备功率信息。
详细地，所述基于所述功率传感器集采集得到设备加工车间的设备功率信息，包括：
设定所述功率传感器集的设备通信地址，并根据所述设备通信地址构造请求数据报文；
确定所述功率传感器集的寄存器地址，其中寄存器地址表示功率传感器中用于暂存数据信息的处理器位置；
基于所述设备通信地址向设备加工车间发送请求数据报文，在发送成功后，等待来自设备加工车间的响应数据报文；
利用所述寄存器地址接收响应数据报文，当接收成功时，对所述响应数据报文执行错误域检查，并根据检查结果获取设备功率信息。
可解释的是，由于功率传感器采集的信息在整体传输过程中可能会受到电磁噪声、线路故障等干扰，导致采集的信息在接收过程中出现数据畸变或丢失等问题，因此需及时检测设备加工车间发送至功率传感器的响应数据报文是否存在错误域，从而确保采集数据的完整性。
进一步地，所述对所述响应数据报文执行错误域检查，并根据检查结果获取设备功率信息，包括：
检查所述响应数据报文是否存在错误域，若不存在错误域，则根据所述功率传感器集的数据存储格式解析响应数据报文，得到设备功率信息；
若存在错误域，则重新计算响应数据报文的错误域，将重新计算出的错误域与响应数据报文中的错误域进行比较；
当比较结果出现一致，此时根据所述设备通信地址构造新的请求数据报文并进行再次发送，当比较结果出现不一致，此时确认所述响应数据报文存在信息错误， 重新发送所述请求数据报文，直至接收到的响应数据报文经检查不存在错误域。
S3、根据所述设备功率信息计算得到设备加工车间的实时工效指标，并利用所述数据集成系统收集主辅车间数据，其中，主辅车间数据由设备状态参数、设备加工任务、设备功率信息和实时工效指标组成。
需解释的是，在设备加工车间中，每个机器设备在加工运行过程中通常会表现出不同的时段特性，本发明实施例因此将设备工序时段分为魔芋进行清洗削皮的表皮处理阶段、魔芋进行切割烹饪的加工制作阶段和不处于以上两种阶段的机器待机状态，并且对应地将设备功率信息基于设备工序时段分类为表皮处理功率、加工制作功率和机器待机功率。
详细地，所述根据所述设备功率信息计算得到设备加工车间的实时工效指标，包括：
根据设备出厂信息，确定每个机器设备由个设备单独零件组成；
基于设备工序时段，将所述设备功率信息分类得到每个设备单独零件的表皮处理功率、加工制作功率和机器待机功率；
根据所述设备功率信息，计算得到每次执行魔芋制品加工任务时的设备能耗信息，其中设备能耗信息由每个设备单独零件的表皮处理能耗、加工制作能耗和机器待机能耗组成；
对所述设备能耗信息执行汇总加权，计算得到设备加工车间的实时工效指标。
可理解的是，每次执行魔芋制品加工任务时的设备能耗信息由每个设备单独零件的表皮处理能耗、加工制作能耗和机器待机能耗组成，故分别由每个设备单独零件的表皮处理功率、加工制作功率和机器待机功率按照各自工序时间的区间进行积分求得。
进一步地，所述根据所述设备功率信息，计算得到每次执行魔芋制品加工任务时的设备能耗信息，包括：
其中，、/>、/>分别表示每次执行魔芋制品加工任务时第/>个设备单独零件的表皮处理能耗、加工制作能耗和机器待机能耗，/>、/>、/>分别表示每次执行魔芋制品加工任务时表皮处理时间、加工制作时间和机器待机时间，/>、/>、/>分别表示第/>个设备单独零件的表皮处理功率、加工制作功率和机器待机功率。
可解释的是，本发明实施例中，实时工效指标衡量每个机器设备在执行魔芋制品加工任务时所有工序时段消耗的总能量与参与加工任务的设备单独零件总数量的比值，当计算出的实时工效指标越小，则表示该机器设备在执行魔芋制品加工任务时的工作能效越高。
进一步地，所述对所述设备能耗信息执行汇总加权，计算得到设备加工车间的实时工效指标，包括：
其中，表示设备加工车间的实时工效指标，/>、/>、/>表示每次执行魔芋制品加工任务时第/>个设备单独零件的表皮处理能耗、加工制作能耗和机器待机能耗，/>表示设备工序时段的总段数，/>表示设备单独零件的总数量。
另外，为了后续构建数字孪生的虚拟映射车间，并对虚拟映射车间进行实时系统驱动，需要预先利用数据集成系统采集能够反映设备加工车间工作状态的主辅车间数据，其中，数据集成系统内嵌有多个采集终端，且采集主辅车间数据由设备状态参数、设备加工任务、设备功率信息和实时工效指标组成，分别表示机器设备的信息参数、正在执行的工作任务、工序时段的不同功率和机器设备的耗能情况。
S4、对所述主辅车间数据执行集成处理，生成得到车间孪生数据集，并基于所述车间孪生数据集，利用所述车间孪生模块构建虚拟映射车间。
需解释的是，在数据集成系统获取主辅车间数据的基础上，需要利用车间孪生模块构建设备加工车间的数字孪生模型，即物理车间的几何层次模型，再根据车间实时加工过程，通过相应的过程映射规则将数据与几何层次模型执行依次对应，可实现虚拟映射车间的虚实同步。
详细地，所述对所述主辅车间数据执行集成处理，生成得到车间孪生数据集，并基于所述车间孪生数据集，利用所述车间孪生模块构建虚拟映射车间，包括：
对所述主辅车间数据执行数据建模，生成具有逻辑的车间孪生数据集；
确定车间孪生模块的数据存储格式，基于所述数据存储格式对车间孪生数据集执行数据格式转换；
将执行数据格式转换后的车间孪生数据集以键值对的形式同步缓存至车间孪生模块；
利用所述车间孪生模块构建几何层次模型，当构建成功后，基于车间实时加工过程对所述几何层次模型执行过程一一映射，得到虚拟映射车间。
可理解的是，将主辅车间数据执行数据建模转换为具有逻辑的车间孪生数据集，其原理是将从数据集成系统内多个采集终端收集的主辅车间数据进行整合，形成统一的数据视图，因此以便于在后续的监测服务模块中将数据可视化，使数据表达更加直观，有助于管理人员更好地理解、分析数据。
进一步地，所述对所述主辅车间数据执行数据建模，生成具有逻辑的车间孪生数据集，包括：
对所述主辅车间数据按照以下数据模型集成进行数据建模，生成具有逻辑的车间孪生数据集：
其中，表示车间孪生数据集，/>表示数据集成系统中第/>个采集终端获取到的主辅车间数据，/>表示数据集成系统中采集终端的总数量。
可解释的是，几何层次模型是设备加工车间的数字孪生载体，本发明实施例考虑设备加工车间的实际构成情况，从车间环境、车间物料和车间设备层面依次建立每个层面的几何层次模型，最终达成完整几何层次模型的构建。
进一步地，所述利用所述车间孪生模块构建几何层次模型，包括：
将设备加工车间划分为车间环境、车间物料和车间设备；
获取所述车间设备的组成零件，并识别所述组成零件之间的连接关系；
利用所述车间孪生模块构建组成零件的孪生零件，并根据所述连接关系生成车间设备的几何层次模型；
识别所述车间物料和车间设备的依附关系，并根据所述依附关系生成车间物料的几何层次模型；
将所述车间环境输入车间孪生模块，生成车间环境的几何层次模型，完成几何层次模型的构建。
可理解的是，基于车间实时加工过程对几何层次模型执行过程一一映射，是通过车间零件的实时位置数据驱动实现机器设备特定的运动映射，以及通过执行系统预设的动作实现机器设备对车间物料未执行有效工作时的虚拟映射，例如当机器设备未执行任务处于待机状态，由于目前虚拟映射技术已为公开技术，此处不再赘述。
另外，当实际的设备加工车间规模过于庞大时，通过构建虚拟映射车间能够实现车间状态的虚实同步，观测虚拟映射车间即可实时监控加工设备工作过程中的安全隐患，及时发现并解决。
S5、将所述监测服务模块与车间孪生模块执行连接交互，当连接成功后，对虚拟映射车间显示的设备运行状态执行数据可视化的安全监测，完成用于魔芋制品加工的设备安全监控。
需解释的是，监测服务模块通过3D 设计可视化界面和车间孪生模块进行连接交互，在监测服务模块界面展示设备加工车间中机器加工设备的实时工作过程，包括设备状态参数、设备加工任务、设备功率信息和实时工效指标，通过以上信息运行数据可实现监测设备当前的运行状态及整个设备加工车间的运行趋势，最重要的是，可视化界面能够进行实时工效指标的对比判断，以此确认当前机器加工设备是否处于正常工作区间。
本发明为解决背景技术问题，首先接收魔芋制品加工设备的安全监控指令，利用功率传感器集采集设备加工车间的设备功率信息，并根据设备功率信息计算得到设备加工车间的实时工效指标，需解释的是，实时工效指标衡量机器设备在执行加工任务时的工作能效，通过对实时工效指标的对比判断，能够确认当前机器加工设备是否处于正常工作状态，同时，利用数据集成系统收集主辅车间数据，对主辅车间数据执行集成处理生成车间孪生数据集，再利用车间孪生模块构建虚拟映射车间，可见本发明实施例构建设备加工车间的数字孪生模型，再根据车间实时加工过程和相应的过程映射规则将数据与模型一一对应，实现虚拟映射车间的虚实同步，并且观测虚拟映射车间即可实时监控加工设备工作过程中的安全隐患，及时发现并解决问题，另外，将监测服务模块与车间孪生模块执行连接交互，需解释的是，监测服务模块通过视图界面展示车间设备的实时工作过程，直观显示设备状态参数、设备加工任务、设备功率信息和实时工效指标，有助于监测设备当前的运行状态及整个设备加工车间的运行趋势。因此，本发明实施通过构建反映实时工效指标等设备工作状态的虚拟映射车间，可有助于及时发现设备运行问题，提高设备安全监控的准确性。
如图2所示，是本发明一实施例提供的用于魔芋制品加工的设备安全监控装置的功能模块图。
本发明所述用于魔芋制品加工的设备安全监控装置100可以安装于电子设备中。根据实现的功能，所述用于魔芋制品加工的设备安全监控装置100可以包括监控指令接收模块101、工效指标计算模块102、孪生车间构建模块103及交互可视化检测模块104。本发明所述模块也可以称之为单元，是指一种能够被电子设备处理器所执行，并且能够完成固定功能的一系列计算机程序段，其存储在电子设备的存储器中。
所述监控指令接收模块101，用于接收魔芋制品加工设备的安全监控指令，根据所述安全监控指令启动实时检测系统，其中，实时检测系统内嵌有物理感知模块、车间孪生模块和监测服务模块；
所述工效指标计算模块102，用于启动所述物理感知模块，其中，物理感知模块包括功率传感器集和数据集成系统，功率传感器集已经预先安装在设备加工车间，基于所述功率传感器集采集得到设备加工车间的设备功率信息，根据所述设备功率信息计算得到设备加工车间的实时工效指标，并利用所述数据集成系统收集主辅车间数据，其中，主辅车间数据由设备状态参数、设备加工任务、设备功率信息和实时工效指标组成；
所述孪生车间构建模块103，用于对所述主辅车间数据执行集成处理，生成得到车间孪生数据集，并基于所述车间孪生数据集，利用所述车间孪生模块构建虚拟映射车间；
所述交互可视化检测模块104，用于将所述监测服务模块与车间孪生模块执行连接交互，当连接成功后，对虚拟映射车间显示的设备运行状态执行数据可视化的安全监测，完成用于魔芋制品加工的设备安全监控。
详细地，本发明实施例中所述用于魔芋制品加工的设备安全监控装置100中的所述各模块在使用时采用与上述的图1中所述的用于魔芋制品加工的设备安全监控方法一样的技术手段，并能够产生相同的技术效果，这里不再赘述。
如图3所示，是本发明一实施例提供的实现用于魔芋制品加工的设备安全监控方法的电子设备的结构示意图。
所述电子设备1可以包括处理器10、存储器11和总线12，还可以包括存储在所述存储器11中并可在所述处理器10上运行的计算机程序，如用于魔芋制品加工的设备安全监控方法程序。
其中，所述存储器11至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、移动硬盘、多媒体卡、卡型存储器（例如：SD或DX存储器等）、磁性存储器、磁盘、光盘等。所述存储器11在一些实施例中可以是电子设备1的内部存储单元，例如该电子设备1的移动硬盘。所述存储器11在另一些实施例中也可以是电子设备1的外部存储设备，例如电子设备1上配备的插接式移动硬盘、智能存储卡（Smart Media Card， SMC）、安全数字（SecureDigital， SD）卡、闪存卡（Flash Card）等。进一步地，所述存储器11还包括电子设备1的内部存储单元，也包括外部存储设备。所述存储器11不仅可以用于存储安装于电子设备1的应用软件及各类数据，例如用于魔芋制品加工的设备安全监控方法程序的代码等，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所述处理器10在一些实施例中可以由集成电路组成，例如可以由单个封装的集成电路所组成，也可以是由多个相同功能或不同功能封装的集成电路所组成，包括一个或者多个中央处理器（Central Processing unit，CPU）、微处理器、数字处理芯片、图形处理器及各种控制芯片的组合等。所述处理器10是所述电子设备的控制核心（Control Unit），利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部件，通过运行或执行存储在所述存储器11内的程序或者模块（例如用于魔芋制品加工的设备安全监控方法程序等），以及调用存储在所述存储器11内的数据，以执行电子设备1的各种功能和处理数据。
所述总线12可以是外设部件互连标准（peripheral component interconnect，简称PCI）总线或扩展工业标准结构（extended industry standard architecture，简称EISA）总线等。该总线12可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。所述总线12被设置为实现所述存储器11以及至少一个处理器10等之间的连接通信。
图3仅示出了具有部件的电子设备，本领域技术人员可以理解的是，图3示出的结构并不构成对所述电子设备1的限定，可以包括比图示更少或者更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
例如，尽管未示出，所述电子设备1还可以包括给各个部件供电的电源（比如电池），优选地，电源可以通过电源管理装置与所述至少一个处理器10逻辑相连，从而通过电源管理装置实现充电管理、放电管理、以及功耗管理等功能。电源还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电装置、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。所述电子设备1还可以包括多种传感器、蓝牙模块、Wi-Fi模块等，在此不再赘述。
进一步地，所述电子设备1还可以包括网络接口，可选地，所述网络接口可以包括有线接口和/或无线接口（如WI-FI接口、蓝牙接口等），通常用于在该电子设备1与其他电子设备之间建立通信连接。
可选地，该电子设备1还可以包括用户接口，用户接口可以是显示器（Display）、输入单元（比如键盘（Keyboard）），可选地，用户接口还可以是标准的有线接口、无线接口。可选地，在一些实施例中，显示器可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED（Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管）触摸器等。其中，显示器也可以适当的称为显示屏或显示单元，用于显示在电子设备1中处理的信息以及用于显示可视化的用户界面。
应该了解，所述实施例仅为说明之用，在专利申请范围上并不受此结构的限制。
所述电子设备1中的所述存储器11存储的用于魔芋制品加工的设备安全监控方法程序是多个指令的组合，在所述处理器10中运行时，可以实现：
接收魔芋制品加工设备的安全监控指令，根据所述安全监控指令启动实时检测系统，其中，实时检测系统内嵌有物理感知模块、车间孪生模块和监测服务模块；
启动所述物理感知模块，其中，物理感知模块包括功率传感器集和数据集成系统，功率传感器集已经预先安装在设备加工车间，基于所述功率传感器集采集得到设备加工车间的设备功率信息；
根据所述设备功率信息计算得到设备加工车间的实时工效指标，并利用所述数据集成系统收集主辅车间数据，其中，主辅车间数据由设备状态参数、设备加工任务、设备功率信息和实时工效指标组成；
对所述主辅车间数据执行集成处理，生成得到车间孪生数据集，并基于所述车间孪生数据集，利用所述车间孪生模块构建虚拟映射车间；
将所述监测服务模块与车间孪生模块执行连接交互，当连接成功后，对虚拟映射车间显示的设备运行状态执行数据可视化的安全监测，完成用于魔芋制品加工的设备安全监控。
具体地，所述处理器10对上述指令的具体实现方法可参考图1至图3对应实施例中相关步骤的描述，在此不赘述。
进一步地，所述电子设备1集成的模块/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存储介质中。所述计算机可读存储介质可以是易失性的，也可以是非易失性的。例如，所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序在被电子设备的处理器所执行时，可以实现：
接收魔芋制品加工设备的安全监控指令，根据所述安全监控指令启动实时检测系统，其中，实时检测系统内嵌有物理感知模块、车间孪生模块和监测服务模块；
启动所述物理感知模块，其中，物理感知模块包括功率传感器集和数据集成系统，功率传感器集已经预先安装在设备加工车间，基于所述功率传感器集采集得到设备加工车间的设备功率信息；
根据所述设备功率信息计算得到设备加工车间的实时工效指标，并利用所述数据集成系统收集主辅车间数据，其中，主辅车间数据由设备状态参数、设备加工任务、设备功率信息和实时工效指标组成；
对所述主辅车间数据执行集成处理，生成得到车间孪生数据集，并基于所述车间孪生数据集，利用所述车间孪生模块构建虚拟映射车间；
将所述监测服务模块与车间孪生模块执行连接交互，当连接成功后，对虚拟映射车间显示的设备运行状态执行数据可视化的安全监测，完成用于魔芋制品加工的设备安全监控。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备，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是示意性的，实际实现可有另外的划分方式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块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，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。
此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种用于魔芋制品加工的设备安全监控方法，其特征在于，所述方法包括：
接收魔芋制品加工设备的安全监控指令，根据所述安全监控指令启动实时检测系统，其中，实时检测系统内嵌有物理感知模块、车间孪生模块和监测服务模块；
启动所述物理感知模块，其中，物理感知模块包括功率传感器集和数据集成系统，功率传感器集已经预先安装在设备加工车间，基于所述功率传感器集采集得到设备加工车间的设备功率信息；
根据所述设备功率信息计算得到设备加工车间的实时工效指标，并利用所述数据集成系统收集主辅车间数据，其中，主辅车间数据由设备状态参数、设备加工任务、设备功率信息和实时工效指标组成；
对所述主辅车间数据执行集成处理，生成得到车间孪生数据集，并基于所述车间孪生数据集，利用所述车间孪生模块构建虚拟映射车间；
将所述监测服务模块与车间孪生模块执行连接交互，当连接成功后，对虚拟映射车间显示的设备运行状态执行数据可视化的安全监测，完成用于魔芋制品加工的设备安全监控。
2.如权利要求1所述的用于魔芋制品加工的设备安全监控方法，其特征在于，所述基于所述功率传感器集采集得到设备加工车间的设备功率信息，包括：
设定所述功率传感器集的设备通信地址，并根据所述设备通信地址构造请求数据报文；
确定所述功率传感器集的寄存器地址，其中寄存器地址表示功率传感器中用于暂存数据信息的处理器位置；
基于所述设备通信地址向设备加工车间发送请求数据报文，在发送成功后，等待来自设备加工车间的响应数据报文；
利用所述寄存器地址接收响应数据报文，当接收成功时，对所述响应数据报文执行错误域检查，并根据检查结果获取设备功率信息。
3.如权利要求2所述的用于魔芋制品加工的设备安全监控方法，其特征在于，所述对所述响应数据报文执行错误域检查，并根据检查结果获取设备功率信息，包括：
检查所述响应数据报文是否存在错误域，若不存在错误域，则根据所述功率传感器集的数据存储格式解析响应数据报文，得到设备功率信息；
若存在错误域，则重新计算响应数据报文的错误域，将重新计算出的错误域与响应数据报文中的错误域进行比较；
当比较结果出现一致，此时根据所述设备通信地址构造新的请求数据报文并进行再次发送，当比较结果出现不一致，此时确认所述响应数据报文存在信息错误， 重新发送所述请求数据报文，直至接收到的响应数据报文经检查不存在错误域。
4.如权利要求3所述的用于魔芋制品加工的设备安全监控方法，其特征在于，所述根据所述设备功率信息计算得到设备加工车间的实时工效指标，包括：
根据设备出厂信息，确定每个机器设备由个设备单独零件组成；
基于设备工序时段，将所述设备功率信息分类得到每个设备单独零件的表皮处理功率、加工制作功率和机器待机功率；
根据所述设备功率信息，计算得到每次执行魔芋制品加工任务时的设备能耗信息，其中设备能耗信息由每个设备单独零件的表皮处理能耗、加工制作能耗和机器待机能耗组成；
对所述设备能耗信息执行汇总加权，计算得到设备加工车间的实时工效指标。
5.如权利要求4所述的用于魔芋制品加工的设备安全监控方法，其特征在于，所述根据所述设备功率信息，计算得到每次执行魔芋制品加工任务时的设备能耗信息，包括：
其中，、/>、/>分别表示每次执行魔芋制品加工任务时第 />个设备单独零件的表皮处理能耗、加工制作能耗和机器待机能耗，/>、/>、/>分别表示每次执行魔芋制品加工任务时表皮处理时间、加工制作时间和机器待机时间，/>、/>、/>分别表示第 />个设备单独零件的表皮处理功率、加工制作功率和机器待机功率。
6.如权利要求5所述的用于魔芋制品加工的设备安全监控方法，其特征在于，所述对所述设备能耗信息执行汇总加权，计算得到设备加工车间的实时工效指标，包括：
其中，表示设备加工车间的实时工效指标，/>、/>、/>表示每次执行魔芋制品加工任务时第 />个设备单独零件的表皮处理能耗、加工制作能耗和机器待机能耗，/>表示设备工序时段的总段数，/>表示设备单独零件的总数量。
7.如权利要求1所述的用于魔芋制品加工的设备安全监控方法，其特征在于，所述对所述主辅车间数据执行集成处理，生成得到车间孪生数据集，并基于所述车间孪生数据集，利用所述车间孪生模块构建虚拟映射车间，包括：
对所述主辅车间数据执行数据建模，生成具有逻辑的车间孪生数据集；
确定车间孪生模块的数据存储格式，基于所述数据存储格式对车间孪生数据集执行数据格式转换；
将执行数据格式转换后的车间孪生数据集以键值对的形式同步缓存至车间孪生模块；
利用所述车间孪生模块构建几何层次模型，当构建成功后，基于车间实时加工过程对所述几何层次模型执行过程一一映射，得到虚拟映射车间。
8.如权利要求7所述的用于魔芋制品加工的设备安全监控方法，其特征在于，所述对所述主辅车间数据执行数据建模，生成具有逻辑的车间孪生数据集，包括：
对所述主辅车间数据按照以下数据模型集成进行数据建模，生成具有逻辑的车间孪生数据集：
其中，表示车间孪生数据集，/>表示数据集成系统中第/>个采集终端获取到的主辅车间数据，/>表示数据集成系统中采集终端的总数量。
9.如权利要求7所述的用于魔芋制品加工的设备安全监控方法，其特征在于，所述利用所述车间孪生模块构建几何层次模型，包括：
将设备加工车间划分为车间环境、车间物料和车间设备；
获取所述车间设备的组成零件，并识别所述组成零件之间的连接关系；
利用所述车间孪生模块构建组成零件的孪生零件，并根据所述连接关系生成车间设备的几何层次模型；
识别所述车间物料和车间设备的依附关系，并根据所述依附关系生成车间物料的几何层次模型；
将所述车间环境输入车间孪生模块，生成车间环境的几何层次模型，完成几何层次模型的构建。
10.一种用于魔芋制品加工的设备安全监控装置，其特征在于，所述装置包括：
监控指令接收模块，用于接收魔芋制品加工设备的安全监控指令，根据所述安全监控指令启动实时检测系统，其中，实时检测系统内嵌有物理感知模块、车间孪生模块和监测服务模块；
工效指标计算模块，用于启动所述物理感知模块，其中，物理感知模块包括功率传感器集和数据集成系统，功率传感器集已经预先安装在设备加工车间，基于所述功率传感器集采集得到设备加工车间的设备功率信息，根据所述设备功率信息计算得到设备加工车间的实时工效指标，并利用所述数据集成系统收集主辅车间数据，其中，主辅车间数据由设备状态参数、设备加工任务、设备功率信息和实时工效指标组成；
孪生车间构建模块，用于对所述主辅车间数据执行集成处理，生成得到车间孪生数据集，并基于所述车间孪生数据集，利用所述车间孪生模块构建虚拟映射车间；
交互可视化检测模块，用于将所述监测服务模块与车间孪生模块执行连接交互，当连接成功后，对虚拟映射车间显示的设备运行状态执行数据可视化的安全监测，完成用于魔芋制品加工的设备安全监控。
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