一种基于工业以太网的运行控制系统及方法与流程

1.本发明涉及工业互联网技术领域，具体是一种基于工业以太网的运行控制系统及方法。


背景技术：

2.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。
3.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；现有的工业设备运行控制系统大多只是进行简单的生产设备调试，当设备出现问题时，存在无法根据生产设备的联动系数为对应的维修任务划分优先级的问题，从而无法发挥出最大的潜力提高个人和企业的生产效率；基于以上不足，本发明提出一种基于工业以太网的运行控制系统及方法。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种基于工业以太网的运行控制系统及方法。
5.为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种基于工业以太网的运行控制系统，包括设备管理模块、指令记录模块、指令分析模块、问题上传模块以及维修管理模块；所述设备管理模块用于展示生产设备运行状态信息以及生产设备保养信息的上传及下发；当操作员通过设备管理模块对生产设备进行指令控制时，所述指令记录模块用于对生产设备的指令控制进行记录，得到指令控制信息并将指令控制信息传输至现场数据库存储；所述指令分析模块用于对现场数据库储存的指令控制信息进行联动分析，得到生产设备的联动系数ld并存储至云平台；当生产设备出现异常时，对应生产设备的操作员通过问题上传模块对故障问题进行记录、申报上传，控制器将该故障问题与问题库中存储的故障问题进行相似度匹配，获取得到该故障问题的故障类别；所述控制器用于将故障问题、故障类别以及生产设备融合形成维修任务并将维修任务发送至维修管理模块，维修管理模块用于对维修任务进行优先值分析，并按照优先值gs大小依次分配对应的维修人员进行处理。
6.进一步地，所述指令分析模块的具体分析步骤为：
针对同一生产设备，获取预设时间段内该生产设备的指令控制信息；根据指令控制信息分析得到该生产设备对应的目标联动设备；统计目标联动设备的数量为l1；将每个目标联动设备的出现次数标记为nm；其中m表示第m个目标联动设备；将nm与第二数量阈值相比较；统计nm≥第二数量阈值的次数占比为zb；当nm≥第二数量阈值时，获取nm与第二数量阈值的差值并求和得到超次总值ct；利用公式cz=zb
×
g1+ct
×
g2计算得到超次系数cz，其中g1、g2均为系数因子；利用公式ld=l1
×
g3+cz
×
g4计算得到该生产设备的联动系数ld，其中g3、g4均为系数因子；所述指令分析模块用于将生产设备的联动系数ld打上时间戳并存储至云平台。
7.进一步地，目标联动设备的具体分析过程如下：以任意一个指令控制信息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其它生产设备标记为疑似联动设备；统计同一疑似联动设备的出现次数为ci；若ci大于第一数量阈值，则将对应疑似联动设备标记为目标联动设备；其中i表示第i个疑似联动设备。
8.进一步地，所述维修管理模块的具体分析步骤为：获取维修任务的发布时间，将该发布时间与系统当前时间进行时间差计算得到发布时长t1；获取维修任务对应的生产设备，自动从云平台调取该生产设备的联动系数ld；利用公式计算得到维修任务的优先值gs，其中b1、b2均为系数因子。
9.进一步地，所述指令控制信息包括指令类型、指令控制时刻；所述设备管理模块包括状态监控单元、操作管理单元、分析单元、生产数据管理单元以及停机管理单元。
10.进一步地，其中，控制器进行相似度匹配的具体过程如下：将申报上传的故障问题标记为目标问题；将问题库中存储的故障问题标记为参照问题；对目标问题和参照问题分别进行关键词提取；然后将目标问题的关键词与参照问题的关键词进行匹配，获取得到关键词重合度，并标记为ch；将关键词重合度ch大于90%的参照问题标记为相似问题；统计相似问题在系统当前时间前三十天内被选中的次数，并标记为选中频次p1；利用公式hy=ch
×
b3+p1
×
b4获取得到相似问题的匹配值hy；其中b3、b4均为系数因子；将相似问题按照匹配值hy的大小进行排序显示；进一步地，操作员通过问题上传模块选中对应的相似问题，即认为选中问题的故障类别与该目标问题的故障类别一致；同时该相似问题的被选中次数增加一。
11.进一步地，一种基于工业以太网的运行控制方法，包括如下步骤：步骤一：通过设备管理模块展示生产设备运行状态信息以及生产设备保养信息的上传及下发；步骤二：当操作员通过设备管理模块对生产设备进行指令控制时，记录指令控制信息，通过指令分析模块对数据库储存的指令控制信息进行联动分析，得到各个生产设备的联动系数；步骤三：当生产设备出现异常时，对应生产设备的操作员通过问题上传模块对故
障问题进行记录、申报上传，控制器将该故障问题与问题库中存储的故障问题进行相似度匹配，获取得到该故障问题的故障类别；步骤四：通过控制器将故障问题、故障类别以及对应的生产设备融合形成维修任务，然后调取维修管理模块对维修任务进行优先值分析，并按照优先值大小依次分配对应的维修人员进行处理。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明中指令分析模块用于对现场数据库储存的指令控制信息进行联动分析，针对同一生产设备，获取预设时间段内该生产设备的指令控制信息；以任意一个指令控制信息的指令控制时刻作为中心，分析得到该生产设备对应的目标联动设备；结合目标联动设备的数量以及出现次数，计算得到各个生产设备的联动系数ld；所述维修管理模块用于对维修任务进行智能排序并依次分配对应的维修人员进行处理，结合发布时长t1和联动系数ld，计算得到维修任务的优先值gs，并按照优先值大小依次分配对应的维修人员进行处理，本发明能够优先处理联动系数高的维修任务，合理分配资源，从而发挥出最大的潜力提高个人和企业的生产效率；2、本发明中当生产设备出现异常，需要进行维修时，对应生产设备的操作员通过问题上传模块对故障问题进行记录、申报上传，控制器将该故障问题与问题库中存储的故障问题进行相似度匹配，获取得到该故障问题的故障类别；控制器用于将故障问题、故障类别以及对应的生产设备融合形成维修任务并将维修任务发送至维修管理模块，便于维修人员了解故障设备和故障问题，提高维修效率；3、本发明中维修人员接收到维修任务后，从现场数据库中调取对应生产设备运行状态相关的实时数据，能够第一时间准确的掌握生产设备的技术参数，大大缩短维修周期，提高生产设备的维修效率。
附图说明
13.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。
14.图1为本发明一种基于工业以太网的运行控制系统的系统框图。
15.图2为本发明一种基于工业以太网的运行控制方法的流程图。
具体实施方式
16.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。
17.如图1至图2所示，一种基于工业以太网的运行控制系统，包括设备管理模块、指令记录模块、现场数据库、问题库、指令分析模块、云平台、问题上传模块、控制器以及维修管理模块；
设备管理模块用于展示生产设备运行状态信息以及生产设备保养信息的上传及下发；包括：状态监控单元，用于采集生产设备运行状态相关的实时数据，并将其传输至现场数据库内存储；操作管理单元，用于对设备进行指令控制，包括启动、停止、复位等；分析单元，用于获取生产设备实际的生产能力相对于理论产能的比率；生产数据管理单元，用于统计生产设备产量和生产时间并将其上传至服务器；停机管理单元，用于将生产设备的停机和报警信息在界面上展示并进行记录；设备管理模块与指令记录模块相连接，当操作员通过设备管理模块对生产设备进行指令控制时，指令记录模块用于对生产设备的指令控制进行记录，得到指令控制信息并将指令控制信息传输至现场数据库存储；指令控制信息包括指令类型、指令控制时刻；指令分析模块用于对现场数据库储存的指令控制信息进行联动分析，得到各个生产设备的联动系数；具体分析步骤为：针对同一生产设备，获取预设时间段内该生产设备的指令控制信息；以任意一个指令控制信息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其它生产设备标记为疑似联动设备；统计同一疑似联动设备的出现次数为ci；若ci大于第一数量阈值，则将对应疑似联动设备标记为目标联动设备；其中i表示第i个疑似联动设备；统计目标联动设备的数量为l1；将每个目标联动设备的出现次数标记为nm；其中m表示第m个目标联动设备；将nm与第二数量阈值相比较；统计nm≥第二数量阈值的次数占比为zb；当nm≥第二数量阈值时，获取nm与第二数量阈值的差值并求和得到超次总值ct；利用公式cz=zb
×
g1+ct
×
g2计算得到超次系数cz，其中g1、g2均为系数因子；利用公式ld=l1
×
g3+cz
×
g4计算得到该生产设备的联动系数ld，其中g3、g4均为系数因子；指令分析模块用于将生产设备的联动系数ld打上时间戳并存储至云平台；其中联动系数ld越大，则表明该生产设备与其他设备关联越深；一旦出现问题，则对其他设备产生的影响越大，波及范围越广；当生产设备出现异常，需要进行维修时，对应生产设备的操作员通过问题上传模块对故障问题进行记录、申报上传，控制器将该故障问题与问题库中存储的故障问题进行相似度匹配，获取得到该故障问题的故障类别；具体为：将申报上传的故障问题标记为目标问题；将问题库中存储的故障问题标记为参照问题；对目标问题和参照问题分别进行关键词提取，然后将目标问题的关键词与参照问题的关键词进行匹配，获取得到关键词重合度，并标记为ch；例如：目标问题的关键词为“a，b，c”；参照问题的关键词为“b，c，d”，其中目标问题的关键词为三个，其中两个关键词与参照问题的关键词一致，则ch=2/3=66.67%；将关键词重合度ch大于90%的参照问题标记为相似问题；统计相似问题在系统当前时间前三十天内被选中的次数，并标记为选中频次p1；利用公式hy=ch
×
b3+p1
×
b4获取得到相似问题的匹配值hy；其中b3、b4均为系数因子；将相似问题按照匹配值hy的大小进行排序显示；
操作员通过问题上传模块选中对应的相似问题；同时该相似问题的被选中次数增加一；将被选中的相似问题标记为选中问题，则认为选中问题与该目标问题的故障类别一致；控制器用于将故障问题、故障类别以及对应的生产设备融合形成维修任务并将维修任务发送至维修管理模块，便于维修人员了解故障设备和故障问题，提高维修效率；维修管理模块用于对维修任务进行智能排序并依次分配对应的维修人员进行处理，具体步骤为：获取维修任务的发布时间，将该发布时间与系统当前时间进行时间差计算得到发布时长t1；获取维修任务对应的生产设备，自动从云平台调取该生产设备的联动系数ld；利用公式计算得到维修任务的优先值gs，其中b1、b2均为系数因子；将维修任务根据调优先值gs大小进行排序；维修管理模块用于根据维修任务的排序依次分配对应的维修人员进行处理；维修人员接收到维修任务后，从现场数据库中调取对应生产设备运行状态相关的实时数据，能够第一时间准确的掌握生产设备的技术参数，大大缩短维修周期，提高生产设备的维修效率；在本实施例中，本发明通过指令分析模块对现场数据库储存的指令控制信息进行联动分析，得到各个生产设备的联动系数，结合维修任务的发布时间，计算得到维修任务的优先值gs，为对应的维修任务划分优先级；优先处理联动系数高的维修任务，合理分配资源，从而发挥出最大的潜力提高个人和企业的生产效率；一种基于工业以太网的运行控制方法，应用于上述一种基于工业以太网的运行控制系统，包括如下步骤：步骤一：通过设备管理模块展示生产设备运行状态信息以及生产设备保养信息的上传及下发；同时操作员通过设备管理模块对生产设备进行指令控制；步骤二：通过指令记录模块对生产设备的指令控制进行记录，得到指令控制信息并将指令控制信息传输至现场数据库存储；通过指令分析模块对数据库储存的指令控制信息进行联动分析，得到各个生产设备的联动系数；步骤三：当生产设备出现异常，需要进行维修时，对应生产设备的操作员通过问题上传模块对故障问题进行记录、申报上传，控制器将该故障问题与问题库中存储的故障问题进行相似度匹配，获取得到该故障问题的故障类别；步骤四：通过控制器将故障问题、故障类别以及对应的生产设备融合形成维修任务；然后调取维修管理模块对维修任务进行优先值分析，并按照优先值大小依次分配对应的维修人员进行处理。
18.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。
19.本发明的工作原理：一种基于工业以太网的运行控制系统及方法，在工作时，首先设备管理模块用于
展示生产设备运行状态信息以及生产设备保养信息的上传及下发；同时操作员可通过设备管理模块对生产设备进行指令控制；指令记录模块用于对生产设备的指令控制进行记录；指令分析模块用于对现场数据库储存的指令控制信息进行联动分析，得到各个生产设备的联动系数；当生产设备出现异常，需要进行维修时，对应生产设备的操作员通过问题上传模块对故障问题进行记录、申报上传，控制器将该故障问题与问题库中存储的故障问题进行相似度匹配，获取得到该故障问题的故障类别；控制器用于将故障问题、故障类别以及对应的生产设备融合形成维修任务并将维修任务发送至维修管理模块，便于维修人员了解故障设备和故障问题，提高维修效率；维修管理模块用于对维修任务进行智能排序并依次分配对应的维修人员进行处理，结合发布时长t1和联动系数ld，计算得到维修任务的优先值gs，并按照优先值大小依次分配对应的维修人员进行处理，能够优先处理联动系数高的维修任务，合理分配资源，从而发挥出最大的潜力提高个人和企业的生产效率；维修人员接收到维修任务后，从现场数据库中调取对应生产设备运行状态相关的实时数据，能够第一时间准确的掌握生产设备的技术参数，大大缩短维修周期，提高生产设备的维修效率。
20.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。
21.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。