[发明专利]一种基于云端大数据平台的智能制造执行进程管理系统和方法

权利要求书

1.基于云端大数据平台的智能制造执行进程管理系统，其特征在于，包括：智能设备生产线、生产数据和指令交互层、生产执行进程本地管理中心以及云端大数据和管理平台；

所述智能设备生产线具体包括生产设备、传感设备、柔性传送设备以及运输装卸设备；

所述生产设备用于执行工序实现对产品的生产加工，并且根据生产指令而切换其生产工作模式，在其所负责的一个工序实现允许范围内的加工顺序、流程、供料、工艺参量设置的调整；

所述传感设备用于感应与实现生产有关的参数数据；

所述柔性传送设备实现连接各个工序的物料或者产品的传送，柔性传送设备按照生产指令切换传送的路径和传送的顺序，根据个性化生产的需要进行工序之间的动态调整组配；

所述运输装卸设备实现物料产品的装卸；

所述生产数据和指令交互层用于作为生产执行进程本地管理中心和一条或者多条上述智能设备生产线的上下行过渡接口，实现生产执行进程本地管理中心与智能设备生产线之间上下行传输的数据、消息和指令的同构化，以及提供工业现场网络安全机制；

所述生产数据和指令交互层具有数据消息池，所述数据消息池内建立多组数据堆栈和消息堆栈，且根据数据和消息的紧急级别设置不同优先级的堆栈生产设备、传感设备、柔性传送设备、运输装卸设备上报的消息和数据，按照统一的格式进行转化后，分别加入数据堆栈和消息堆栈，依序上传生产执行进程本地管理中心；

所述生产数据和指令交互层对于每条智能设备生产线上的每台生产设备、传感设备、柔性传送设备、运输装卸设备，均建立设备的配置表单，配置表单中的配置项内记录了针对每台设备作业当前有效的作业模式，生产执行进程本地管理中心根据个性化定制生产的需要而管理、维护、更改每台设备的配置表单中的配置项，从而调节每台设备的作业模式；每个配置表单对应的设备协调器，根据每台设备所支持的指令集和工控协议，按照指令集和工控协议所约定的格式和时序机制，将配置项转译为一系列的作业指令序列，串行或并行下达到生产设备、传感设备、柔性传送设备、运输装卸设备；

所述生产执行进程本地管理中心包括面向生产执行进程的本地作业调度中心、本地数据中心、本地状态管理中心以及本地故障响应中心；

所述本地作业调度中心用于根据本地下达或者云端大数据和管理平台下达的生产订单，将其解析为生产执行进程，并通过所述生产数据和指令交互层向所述智能设备生产线下行下达指令；

所述本地数据中心用于从生产数据和指令交互层获得数据和消息，进行数据管理、监控、存储和可视化显示；

所述本地状态管理中心用于从本地数据中心获取实时数据和历史数据以及实时和历史消息，进而实现对智能设备生产线运行状态和生产执行进程的管理、分析、监控；

所述本地故障响应中心实现智能设备生产线以及生产执行进程的故障预测与维护；

所述本地作业调度中心针对记录了消费者个性化定制需求的生产订单，基于预置的关键信息抽取规则，从订单产品信息中确定产品的基础模块和选配模块，以及每个模块的参数；针对基础模块、选配模块和每个模块的参数，确定智能设备生产线中与之相关的各个设备的配置项，从而针对每个模块定义其生产执行进程，下达作业配置指令；对于订单产品信息中的个性化需求描述，基于专家规则知识库，将其转化为产品的个性化模块，并针对产品个性化模块确定智能设备生产线中与之相关的各个设备的配置项，针对个性化模块生成生产执行进程并下达作业配置指令；对于本地智能设备生产线不能支撑其生产的个性化模块，生成外包生产执行进程，通过本地总线接口上传给云端大数据和管理平台；

本地数据中心通过本地总线接口，从生产数据和指令交互层的数据消息池获得数据和消息，进行数据管理、监控、存储和可视化显示；

本地状态管理中心通过本地总线接口，从本地数据中心获取实时数据和历史数据以及实时和历史消息，进而实现对智能设备生产线运行状态和生产执行进程的管理、分析、监控；

所述云端大数据和管理平台包括：大数据汇聚分析中心以及生产支撑调度高级平台；

所述大数据汇聚分析中心面向整个智能工厂的全部生产执行进程，提取生产进程大数据指标；

所述生产支撑调度高级平台包括：云端进程调度单元、云端外围支撑单元、云端安全审计单元、移动端接口单元；

所述云端进程调度单元面向本地作业调度中心上报的外包生产执行进程，将其调度给能够满足其要求的智能工厂生产方；

所述云端外围支撑单元用于实现包含多个智能工厂、物流、维修、客户服务在内的外围支撑供应链；

所述云端大数据和管理平台用于基于与生产执行进程本地管理中心的交互，对智能工厂的全部生产执行进程提取生产进程大数据指标，以及执行云端的调度、外围支撑、安全审计。