[发明专利]一种面向底层数据的开放式协同制造云架构系统及实现方法

权利要求书

1.一种面向底层数据的开放式协同制造云架构系统，其特征在于，该系统应用于智能车间，包括智能分析模块、数据服务模块、车间管理模块及车间核心功能模块，

其中智能分析模块用于制造资源层的自动化设备、物联网设备及智能传感设备产生的车间制造过程数据的采集、处理及集成，并将处理后的制造过程数据与原始数据一同上传到数据服务模块；

数据服务模块用于智能分析模块上传的制造过程数据的存储、处理及应用；

车间管理模块集成了企业资源计划EnterpriseResourcePlanningERP、产品生命周期管理ProductLifecycleManagementPLM及计算机辅助工艺设计ComputerAidedProcessPlanningCAPP功能的管理模块；

车间MES核心功能模块与车间管理模块协同工作，用于制造企业生产过程执行及管理，具体包括车间的进度管理、任务管理、设备管理、工艺管理、工装管理及人员管理；

其中，智能分析模块能够将采集到的制造过程数据按照各自特征描述，依据制造过程数据采集模型进行集成为工序制造过程数据集并进行存储及分析应用；

该数据服务模块采用了分布式文件系统hadoopdi stributedfilesystemHDFS存储上传的源数据，然后基于核心计算框架MapReduce实现数据处理，最后有开源数据库hadoopdatabaseHBase将处理后的数据进一步组织，并为车间管理模块及车间MES核心功能层提供访问接口和数据依据；

采集到的制造过程数据包括设备、过程、指标及用户四个层次的数据，其中设备层包括实时采集的设备状态时序数据，过程层包括采集到的相关物料、人员操作、传感控制数据，指标层包括在线质量监测数据、生产效率及进度，用户层包括用户对产品的反馈数据；

该智能分析模块具体通过RS232接口实现与各类型设备的通信，实时采集设备加工生产过程中的状态数据，同时通过RS485或ModBus协议获取智能电表与相关工业传感器、设备工装的数据，通过RFID智能标签实时采集在制品流转信息、人员信息及过程质量实时录入信息；

该智能分析模块处理采集到的制造过程数据的该制造过程数据采集模型为：

M＝(I，V，T，D，L，F)

其中M为制造过程数据采集模型，I为实体数据属性，包含数据编号；V为数据类型；T为发生时间；D为数据描述；L为发生位置；F为功能分类；该模型从时空与功能多角度描述数据对象内部数据构成。

2.一种应用于如权利要求1所述的面向底层数据的开放式协同制造云架构系统的实现方法，其特征在于，该方法包括

(1)采集制造过程数据；

(2)将采集到的制造过程数据按照各自特征描述，按照制造过程数据采集模型，将以上述过程数据集成为工序制造过程数据集并进行存储及分析应用，该制造过程数据采集模型如下：

M＝(I，V，T，D，L，F)

其中M为制造过程数据采集模型，I为实体数据属性，包含数据编号；V为数据类型；T为发生时间；D为数据描述；L为发生位置；F为功能分类；该模型从时空与功能多角度描述数据对象内部数据构成。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，采集到的制造过程数据包括设备、过程、指标及用户四个层次的数据，其中设备层包括实时采集的设备状态时序数据，过程层包括采集到的相关物料、人员操作、传感控制数据，指标层包括在线质量监测数据、生产效率及进度，用户层包括用户对产品的反馈数据。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，该方法还包括具体通过RS232接口实现与各类型设备的通信，实时采集设备加工生产过程中的状态数据，同时通过RS485或ModBus协议获取智能电表与相关工业传感器、设备工装的数据，通过RFID等智能标签实时采集在制品流转信息、人员信息及过程质量实时录入信息。