产线控制装置、产线控制方法及计算机存储介质与流程

本发明涉及生产线管理领域，特别涉及一种根据生产线中无线通信系统的通信状态来控制和调整生产线运行的产线控制装置、产线控制方法及计算机存储介质。

背景技术：

目前生产线中机器设备的通信连接多以有线通信为主。相比于无线通信，有线通信需要提前规划和布线，这样不但成本高，而且安装和改变及其复杂和耗时，十分不灵活。现代智能制造要求柔性制造，工厂的布局和生产的流程常常需要根据生产的需求而进行调整和改变。这样，有线通信更加不适宜于现在智能制造的新环境。另一方面，随着机器人技术和人工智能技术的高度发展，原来固定不动的机器和一些以前由人工完成的工作逐渐由自动导航小车等各种形态的移动设备所取代，这些移动的设备的通信都不可能由有线通信完成。不断移动的成品和半成品也需要移动通信模块来监控状态。

有些工厂的生产线即使引入了无线通信系统，其无线通信系统与工厂产线的结合还只是将原来的有线通信的线缆用无线通信系统来代替。工厂产线的控制系统并不能根据无线通信系统的通信情况和状态对工厂产线的运行进行相应的调整和控制。

技术实现要素：

有鉴于此，有必要提出一种产线控制装置、产线控制方法及计算机存储介质，以解决工厂生产线的运行不能够根据无线通信系统的通信状态进行相应调整的问题。

一种产线控制装置，应用于一生产线系统，所述生产线系统包括至少一个总控制装置及至少一条生产线，每条生产线包括至少一个生产设备，所述至少一个总控制装置和/或所述生产设备包括无线通信单元，所述总控制装置与生产设备之间建立有线或通过所述无线通信单元建立无线通信连接，所述生产设备之间建立有线或通过所述无线通信单元建立无线通信连接，系统中包含至少一个无线通信连接。所述产线控制装置包括：处理器以及存储器。所述存储器中存储有多个程序模块，所述多个程序模块由所述处理器执行，所述多个程序模块包括：监测模块，用于通过监测无线通信单元中的数据来监测所述生产线系统中每个无线通信连接的通信状态；以及产线控制模块，用于根据所述监测模块监测到的每个无线通信连接的通信状态控制及调整所述生产线系统的运行。

本发明还提供一种产线控制方法，应用于一生产线系统，所述生产线系统包括至少一个总控制装置及至少一条生产线，每条生产线包括至少一个生产设备，所述至少一个总控制装置和/或所述生产设备包括无线通信单元，所述总控制装置与生产设备之间建立有线或通过所述无线通信单元建立无线通信连接，所述生产设备之间建立有线或通过所述无线通信单元建立无线通信连接，系统中包含至少一个无线通信连接。所述产线控制方法包括：监测所述生产线系统中每个无线通信连接的通信状态；以及根据所述监测到的每个无线通信连接的通信状态控制及调整所述生产线系统的运行。

本发明还提供一种存储介质，其上存储有至少一条计算机指令，所述指令由处理器加载并执行如下步骤：监测生产线系统每个无线通信连接的通信状态；以及根据所述监测到的每个无线通信连接的通信状态控制及调整所述生产线系统的运行。

本发明中的产线控制装置、产线控制方法以及计算机存储介质，可以根据生产线系统中无线通信网络的通信状态自动地动态调整所述生产线系统的运行，使得生产线系统更加智能化。

附图说明

图1为本发明一实施方式中产线控制装置的应用环境示意图。

图2为本发明一实施方式中生产线系统中总控制装置及生产设备的硬件架构示意图。

图3为本发明一实施方式中产线控制装置的硬件架构示意图。

图4为本发明一实施方式中产线控制系统的功能模块示意图。

图5为本发明一实施方式中产线控制方法的流程图。

图6为本发明一实施方式中产线控制方法的子流程图。

图7为本发明另一实施方式中产线控制方法的子流程图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图1，为本发明一实施方式中产线控制装置的应用环境示意图。在本实施方式中，产线控制装置100应用于一生产线系统200中，所述生产线系统200包括至少一个总控制装置201及至少一条生产线202，其中每条生产线202包括至少一台生产设备203。一并参阅图2，所述总控制装置201包括第一无线通信单元2011，所述每台生产设备203包括第二无线通信单元2031，所述总控制装置201通过所述第一无线通信单元2011与每条生产线202中的生产设备203建立无线通信连接，所述总控制装置201对生产线202中的生产设备203进行控制。所述生产设备203之间也可以根据需要通过所述第二无线单元2031建立无线通信连接。在本发明其他实施方式中，所述生产线系统200中的总控制装置201与所述生产设备203之间以及生产设备203之间可以通过有线的方式进行通信，但整个系统中至少包含一个无线通信连接。所述产线控制装置100用于侦测所述生产线系统200中每个无线通信连接的通信状态，并根据侦测到的每个无线通信连接的通信状态对所述生产线系统200的运行进行控制和调整。在本实施方式中，所述第一无线通信单元2011包括第一射频单元20111、第一天线单元20112、第一基带处理单元20113等，所述第二无线通信单元2031可以包括第二射频单元20311、第二天线单元20312以及第二基带处理单元20313。所述产线控制装置100通过监测所述第一无线通信单元2011和第二无线通信单元2031中的所述射频单元、天线单元以及基带处理单元中的数据来监测每个通信连接的通信状态。在本实施方式中，所述总控制装置201及每一生产设备203都设置有唯一标识符，每一生产设备203与所述总控制装置201之间以及所述生产设备203之间通过所述无线通信网络交换的数据中都包含有数据发送端和数据接收端的唯一标识符，因此所述产线控制装置100通过无线通信网络中传输的数据中的标识符可以分辨每一个生产设备203与所述总控制装置201的通信连接以及所述生产设备203之间的通信连接。

在本发明实施方式中，所述总控制装置201中的第一无线通信单元2011和所述生产设备203中的第二无线通信单元2031建立的无线通信连接以及生产设备203之间建立的无线通信连接可以利用传统无线通信的任何类型，例如，无线电、无线保真(Wireless Fidelity,WIFI)、蜂窝移动网络，卫星、广播等。使用的无线通信技术可以包括，但不限于，紫蜂协议(ZigBee)、蓝牙(Bluetooth)、全球移动通信系统(Global System for Mobile Communications，GSM)、通用分组无线业务(General Packet Radio Service，GPRS)、码分多址(Code Division Multiple Access，CDMA)，宽带码分多址(W-CDMA)、CDMA2000、全微波存取全球互通(Worldwide Interoperability for Microwave Access，WiMAX)、正交频分复用技术(Flash Orthogonal Frequency-Division Multiplexing，Flash-OFDM)、时分同步码分多址(Time Division Synchronous Code Division Multiple Access，TD-SCDMA)、演进数据最优化(Evolution-Data Optimized，EV-DO)、数字增强无绳通信(Digital Enhanced Cordless Telecommunications，DECT),LTE(Long Term Evolution)和5G NR(New Radio)及其他。

在本实施方式中，所述生产系统200包括多条生产线202时，所述多条生产线202可以是相同类型的生产线，也可以是不同类型的生产线，每条生产线202中的多个生产设备203可以是具有相同功能的生产设备，也可以是具有不同功能的生产设备。在本发明一些实施方式中，所述生产线系统200中所述总控制装置201与一些生产设备203之间也可以通过有线的方式进行通信，一些所述生产设备203之间也可以通过有线的方式进行通信。在本发明实施方式中，所述总控制装置201可以是，但并不限于，云端服务器、普通服务器、笔记本电脑、台式电脑等。需要说明的是，本实施例只是对所述总控制装置201以及生产设备203的结构进行简单的说明，所述总控制装置201及生产设备203还可以包括其他元件或模组，如电路系统、I/O接口、电源系统、操作系统等，由于非本发明重点，故在此未予描述。

请参阅图3，图3为本发明一较佳实施方式中所述产线控制装置的硬件架构示意图。所述产线控制装置100可以包括存储器10以及处理器20。在本发明一第一实施方式中，所述产线控制装置100可以设置于所述总控制装置201中。在本发明一第二实施方式中，所述产线控制装置100可以设置于所述生产设备203中。在本发明一第三实施方式中，所述产线控制装置100可以一部分功能设置于所述总控制装置201中，另一部分功能设置于所述每个生产设备203中。

所述存储器10用于存储所述产线控制装置100的各种数据，例如程序代码等，在本发明实施方式中，所述存储器10可以是所述产线控制装置100本身的内存或硬盘，也可以是外部存储装置，例如SD卡(Secure Digital Card，安全数字卡)、移动硬盘等。在本发明另一实施方式中，当所述产线控制装置100应用于所述总控制装置201中时，所述存储器10也可以是所述总控制装置201中的内存，硬盘或外部存储装置。在本发明其他实施中，当所述产线控制装置100应用于所述生产设备203中时，所述存储器10也可以是所述生产设备203中的内存，硬盘或外部存储装置。

所述处理器20可以为所述产线控制装置100本身的中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、微处理器，或任何能够执行数据处理功能的处理器芯片。在本发明另一实施方式中，当所述产线控制系统100应用于所述总控制装置201中时，所述处理器20也可以是所述总控制装置201中的处理器。在本发明其他实施中，当所述产线控制系统100应用于所述生产设备203中时，所述处理器20也可以是所述生产设备203中的处理器。

所述产线控制装置100中还运行有一产线控制系统30。请参阅图4，为本发明一实施方式中产线控制系统30的功能模块示意图。所述产线控制系统30包括有一个或多个程序形式的计算机指令，所述一个或多个程序形式的计算机指令存储于所述存储器10中，并由所述处理器20执行，以实现本发明中产线控制装置100所提供的功能。在本实施方式中，所述产线控制系统30包括监测模块32、产线控制模块32以及输出控制模块33。

所述监测模块31用于监测所述生产线系统200中每个无线通信连接的通信状态。在本实施方式中，所述生产线系统200中的无线通信连接可以包括总控制装置201与生产设备203之间所建立的无线通信连接和/或生产设备203之间所建立的无线通信连接。在本实施方式中，所述监测模块31通过监测所述第一射频单元20111、第一天线单元20112、第一基带处理单元20113中的数据和/或所述第二射频单元20311、第二天线单元20312、第二基带处理单元20313中的数据来监测所述无线通信连接的通信状态。例如，当所述产线控制装置100设置于所述总控制装置201中时，所述监测模块31通过监测所述第一射频单元20111、第一天线单元20112、第一基带处理单元20113中的数据来监测无线通信连接的通信状态。当所述产线控制装置100设置于所述生产设备203中时，所述监测模块31通过监测所述第二射频单元20311、第二天线单元20312、第二基带处理单元20313中的数据来监测所述无线通信连接的通信状态。

在本实施方式中，所述监测模块31监测的通信状态内容可以包括，但并不限于，无线网络连接是否中断、无线网络连接的信号强度、数据传输速率、信噪比、误码率、误帧率、信号传输延时等。

所述产线控制模块32用于获取所述监测模块31监测到的每个无线通信连接的通信状态，并根据所述每个无线通信连接的通信状态对所述生产线系统200的运行进行控制及调整。

具体地，在本发明第一实施方式中，当所述产线控制装置100设置于所述总控制装置201中时，所述监测模块31监测所述生产线系统200中每个无线通信连接的通信状态，所述产线控制模块32由所述监测模块31获取所述生产线系统200中每个无线通信连接的通信状态，并根据所述无线通信连接的通信状态判断是否有一个或多个无线通信连接的通信状态达到预设的调整条件，若判断有一个或多个无线通信连接的通信状态达到预设调整条件，所述产线控制模块32确定通信状态达到预设调整条件的生产设备203及所述生产设备203所在生产线202中与所述生产设备203相关的其他生产设备203，根据达到所述预设调整条件的通信状态生成对应的控制指令，并将所述控制指令发送至所述总控制装置201，使得所述总控制装置201根据所述控制指令控制对应的生产设备203及生产线202中其他与所述生产设备203相关的生产设备执行相应的调整操作。若所述产线控制模块32确定没有无线通信连接达到所述的预设调整条件，则所述产线控制模块32控制所述生产线系统200按照初始设定运行。

在本发明实施方式中，所述产线控制模块32根据无线通信连接的通信状态确定无线通信连接是否达到预设调整条件的方法可以是，但不仅限于，判断所述无线通信连接中无线网络的信号强度、数据传输速率、信噪比、误码率、误帧率、信号传输延时等是否超出预设范围，若超出预设范围，则确定无线通信连接的通信状态达到预设调整条件，若未超出预设范围，则确定无线通信连接未达到预设调整条件。

在本发明实施方式中，所述存储器10中可以预先存储有一通信状态与控制指令的对应关系表，所述产线控制模块32在确定一无线通信连接的通信状态达到所述预设调整条件后，通过查找所述对应关系表的方式确定所述达到预设调整条件的无线通信连接的通信状态对应的控制指令，并将所述控制指令发送至所述总控制装置201。所述总控制装置201根据所述控制指令对所述生产设备203及生产线202进行相应的控制。例如，一网络断开通信状态对应控制指令为停止运行生产设备及与生产线中与所述生产设备相关的其他生产设备、一数据传输速率低于预设值通信状态对应的控制指令为将生产线运行速度降低一预设值等。在本实施方式中，所述对应关系表可以是在所述生产线建立的时候由生产管理人员所输入或设置。在本发明其他实施方式中，所述对应关系表也可以是所述产线控制模块32根据生产线系统200中的历史操作记录通过学习的方式而生成，但本发明并不以此为限。其中，所述产线控制系统32可以利用现有技术中的机器学习方法来根据历史操作记录通过学习的方式生成控制指令与通信状态的对应关系表，例如可以利用现有机器学习方法中的经验归纳学习法、决策树等学习方法等，但并不以此为限。

在本发明其他实施方式中，所述产线控制模块32也可以通过所述无线通信连接中体现通信状态的参数值与生产设备运行速度的函数关系来计算所述达到预设调整条件的通信状态对应的生产设备的运行速度，并根据所述计算出的运行速度生成所述控制指令。例如，所述体现无线通信系统的通信状态的参数可以是所述无线通信连接中的信噪比，所述生产设备运行速度与所述信噪比呈线性的函数关系。

在本发明实施方式中，所述总控制装置201还包括一输入输出单元2012。所述输入输出单元2012用于供用户输入各种数据及控制指令，并向用户输出各种数据。例如所述输入输出单元2012可以供用户输入生产计划数据以及启动/关停生产设备、调整产线运行速度等控制指令，也可以向用户输出生成设备运行状态、产出量、以及警报信息等各种数据。在本实施方式中，所述输入输出单元2012可以是一个触摸显示屏，在另一些实施方式中，所述输入输出单元2012也可以包括输入装置和输出装置两部分，所述输入装置可以是鼠标、键盘、语音识别装置等，所述输出装置可以是显示器、扬声器、蜂鸣器、指示灯等，但并不以此为限。所述输出控制模块33用于在所述产线控制模块32侦测到一个或多个无线通信连接的通信状态达到预设调整条件后，根据达到所述预设调整条件的通信连接的通信状态机生产线系统200的调整情况生成一警报信号。所述产线控制模块32可以将所述警报信号发送至所述总控制装置201，使得所述输入输出单元2012向产线管理人员输出警报信号，从而将所述达到预设调整条件的无线通信连接的通信状态及产线调整情况通知产线管理人员。例如，所述输出控制模块33可以控制所述输入输出单元2012通过扬声器或蜂鸣器等发出警报声，同时通过显示屏显示文字提示框的方式提示用户异常情况及产线调整情况。所述产线控制模块32还可以将所述警报信号发送至所述通信状态达到预设调整条件的无线通信连接对应的生产设备203，使得所述生产设备203根据所述警报信号向用户发出警报。

例如，在本发明第一实施例中，所述总控制装置201所控制的一条生产线202中可以包括三个生产设备203，所述三个生产设备203可以分别为机器手、传送装置以及测试装置。所述机器手用于按照预定的频率抓取产品放置于所述传送装置上，所述传送装置用于将所述机器手放置的产品传送至所述检测装置，所述检测装置用于对所述产品进行检测。所述总控制装置201分别与所述三个生产设备203建立无线通信连接并控制所述三个生产设备203的运行。所述监测模块31监测所述总控制装置201与所述三个生产设备203之间的无线通信连接的通信状态以及三个生产设备203之间的无线通信连接的通信状态，当所述产线控制模块32确定所述总控制装置201与所述机器手之间的无线通信连接中数据传输速率小于预设值时，所述产线控制模块32确定所述总控制装置201与所述机器手之间的无线通信连接的通信状态达到预设调整条件，所述产线控制模块32生成将所述机器手所在的生产线运行速度降低一预设值的控制指令，并将所述控制指令发送至所述总控制装置201，所述总控制装置201根据所述控制指令控制所述机器手将运行速度降低一预设值，同时控制所述传送装置及检测装置相应调整运行速度，使得整个产线的运行速度得到相应的调整。

在本发明一第二实施方式中，所述产线控制装置100设置于所述生产线系统200中的每个生产设备203中，所述监测模块31通过监测生产设备203中第二无线通信单元2031中的数据来监测所述生产设备203与其他生产设备203之间的无线通信连接的通信状态。所述产线控制模块32由所述监测模块31获取所述生产设备203与其他生产设备203之间的无线通信连接的通信状态，并根据所述通信状态判断所述无线通信连接是否达到预设调整条件，若判断有一个或多个无线通信连接达到所述预设调整条件，所述产线控制模块32通过查表的方式生成一控制指令并发送至所述生产设备203的驱动单元2032，控制所述生产设备203的驱动单元2032执行相应调整，同时所述产线控制模块32还通过所述第二无线通信单元2031将所述达到预设调整条件的无线通信连接的通信状态及所述生产设备203的运行调整情况发送至他生产设备203，使得其他生产设备203根据所述达到预设调整条件的无线通信连接的通信状态及所述生产设备203的运行调整情况进行相应的调整。若所述产线控制模块32确定没有通信连接达到预设调整条件，则所述产线控制模块32控制所述生产线系统200按照初始设定运行。在本发明其他实施方式中，所述生产设备203也可以将达到预设调整条件的无线通信连接的通信状态及所述生产设备203的运行调整情况发送至所述总控制装置201，所述总控制装置201根据所述预设调整条件的无线通信连接的通信状态及所述生产设备203的运行调整情况控制生产线系统200中其他生产设备203进行相应调整。

在本发明一第三实施例中，所述产线控制装置100中的监测模块31可以设置于所述生产线系统200中的每个生产设备203中，所述产线控制模块32可以设置于所述总控制装置201中。所述监测模块31通过监测生产设备203中第二无线通信单元2031中的数据来监测生产设备203之间的无线通信连接的通信状态。所述监测模块31将监测到的生产设备203之间的无线通信连接的通信状态发送至所述产线控制模块32，所述产线控制模块32根据接收到的每个无线通信连接的通信状态判断是否有一个或多个无线通信连接的通信状态达到预设调整条件，若判断有一个或多个无线通信连接的通信状态达到预设调整条件，所述产线控制模块32确定出现达到预设调整条件的生产设备203及所述生产设备203所在生产线202中与所述生产设备203相关的其他生产设备203，根据所述预设调整条件生成对应的控制指令，并将所述控制指令发送至所述总控制装置201，使得所述总控制装置201根据所述控制指令控制对应的生产设备203及生产线202中其他与所述生产设备203相关的生产设备执行相应的调整操作。

请参阅图5，为本发明第一实施方式中产线控制方法流程图。所述产线控制方法应用于所述生产线系统200中。根据不同的需求，该流程图中的步骤顺序可以改变，某些步骤可以省略或者合并。

步骤S501，监测模块31监测生产线系统200中每个无线通信连接的通信状态。在本实施方式中，所述监测模块31监测的通信状态内容可以包括，但并不限于，无线通信连接是否中断、无线通信连接中无线网络的信号强度、数据传输速率、信噪比、误码率、误帧率、信号传输延时等。在本实施方式中，所述监测模块31通过监测所述总控制装置201和/或生产设备中203中无线通信单元中的数据来监测无线通信连接的通信状态。

步骤S502，产线控制模块32获取所述监测模块31监测到的每个无线通信连接的通信状态，并根据每个无线通信连接的通信状态控制及调整整个生产线系统200的运行。

请参阅图6，具体地，在本发明一第一实施例中，当所述产线控制装置100应用于所述总控制装置201中，以及在本发明一第三实施例中产线控制装置100中的监测模块31设置于生产系统200中每个生产设备203中，而产线控制模块32设置于所述总控制装置201中时，所述步骤S502中具体包括：

步骤S5021，所述产线控制模块32获取到所述每个无线通信连接的通信状态后，判断是否有一个或多个无线通信连接的通信状态达到预设调整条件。若否，则执行步骤S5022，若是，则执行步骤S5023。在本实施方式中，所述产线控制模块32判断无线通信连接的通信状态是否达到预设调整条件的方法可以包括：判断每个无线通信连接中无线网络的信号强度、数据传输速率、信噪比、误码率、误帧率、信号传输延时等是否超出预设范围，若超出预设范围，则确定无线通信连接的通信状态达到预设调整条件，若未超出预设范围，则确定无线通信连接的通信状态达未到预设调整条件。

步骤S5022，所述产线控制模块32控制所述生产线系统200按照初始设定运行。

步骤S5023，所述产线控制模块32确定达到预设调整条件的无线通信连接所对应的生产设备203，并根据所述达到预设调整条件的通信状态生成对应的控制指令。在本实施方式中，所述存储器10中可以预先存储有一通信状态与控制指令的对应关系表，所述产线控制模块32在确定一无线通信连接的通信状态达到所述预设调整条件后，通过查找所述对应关系表的方式确定所述达到预设调整条件的无线通信连接的通信状态对应的控制指令，并将所述控制指令发送至所述总控制装置201。所述总控制装置201根据所述控制指令对所述生产设备203及生产线202进行相应的控制。例如，网络断开这一通信状态对应控制指令为停止运行生产设备及与生产线中与所述生产设备相关的其他生产设备、数据传输速率低于预设值这一通信状态对应的控制指令为将生产线运行速度降低一预设值等。在本实施方式中，所述对应关系表可以是在所述生产线建立的时候由生产管理人员所输入或设置。在本发明其他实施方式中，所述对应关系表也可以是所述产线控制模块32根据生产线系统200中的历史操作记录通过学习的方式而生产，但本发明并不以此为限。

步骤S5024，所述产线控制模块32将所述控制指令发送至所述总控制装置201，使得所述总控制装置201根据所述控制指令控制对应的生产设备203及所述生产设备203所在生产线202中相关的其他生产设备执行相应调整。

在本发明实施例中，所述生产线控制方法还可以包括如下步骤：

步骤S5025，输出控制模块33根据达到所述预设调整条件的通信连接的通信状态机生产线系统200的调整情况生成一警报信号。所述警报信号用于控制所述总控制装置201中的输入输出单元2012和/或通信状态达到预设调整条件的无线通信连接对应的生产设备203，使得所述总控制装置201和/或生产设备203向产线管理人员输出警报信号。

请参阅图7，在本发明第二实施例中，当所述产线控制装置100应用于所述生产设备203中时，所述步骤S502具体包括：

步骤S701：所述产线控制模块32获取到每个无线通信连接的通信状态后，判断是否有一个或多个无线通信连接的通信状态达到预设调整条件。若否，则执行步骤S702，若是，则执行步骤S703。

步骤S702，所述生产设备203按照初始设定运行。

步骤S703，所述产线控制模块32生成一控制指令并发送至所述生产设备203的驱动单元2032，控制所述生产设备203的驱动单元2032驱动生产设备203执行相应调整，同时上述产线控制模块32还通过所述第二无线通信单元2031将所述达到预设调整条件的通信状态及生产设备203的运行调整情况发送至其他生产设备203或所述总控制装置201，使得其他与所述生产设备203相关的生产设备执行相应的调整，或者使得所述总控制装置201根据所述达到预设调整条件的通信状态及生产设备203的运行调整情况控制生产线系统200中其他生产设备203进行相应调整。

尽管对本发明的优选实施方式进行了说明和描述，但是本领域的技术人员将领悟到，可以作出各种不同的变化和改进，这些都不超出本发明的真正范围。因此期望，本发明并不局限于所公开的作为实现本发明所设想的最佳模式的具体实施方式，本发明包括的所有实施方式都有所附权利要求书的保护范围内。