[发明专利]云边协同、柔性的分布式制造管控方法及其软件系统

说明书

本发明提供了一种云边协同、柔性的分布式制造管控方法及其软件系统，包括：云端服务子系统向用户提供业务需求的软件服务；一个分布式边缘端服务子系统对应一个设备单元；分布式边缘端服务子系统映射对应设备单元的数据模型构建，数据模型构建包括设备数据映射和设备业务功能逻辑映射；云端服务子系统的软件服务将业务需求以任务形式发送给任务管理，并存于任务管理的任务池中，任务管理结合生产调度算法对任务池中的任务进行筛选，并按需将任务拆分发送给相应的分布式边缘端服务子系统；分布式边缘端服务子系统基于接收的任务控制对应设备单元。在云端通过对边缘端的调度及监控，实现对生产的管控，实现适配性更强、通用性更好的柔性生产控制。

技术领域

本发明涉及数字化数字化、自动化制造领域，具体地，涉及一种基于云边协同、柔性的分布式制造管控方法及其软件系统。

背景技术

柔性制造是广泛存在于当今制造业的一种生产模式，是以定制化，个性化为特点的消费者导向的生产模式。近年来人们对产品多样性需求持续增加，在制造技术与物联网、人工智能技术逐渐深度结合的背景下，传统柔性制造模式面临迫切的转型升级。

图1是传统制造执行系统架构示意图。其中设备及其电气信号数据通过SCADA等系统采集，制造执行系统各个服务（比如调度管理、订单管理、工艺管理等）直接与数据对接，对于柔性制造，该种架构导致服务与业务功能绑定，只能在有限范围内柔性，不利于系统拓展性。总体来看这种架构一般柔性差、拓展性差。

现有柔性制造系统主要以制造单元柔性化来体现生产制造系统的柔性，柔性制造系统需要针对制造单元进行定制，通用性低，直接体现就是系统结构层次区分不明显，控制软件开发复用率低，项目实施周期长、成本较高。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种云边协同、柔性的分布式制造管控方法及其软件系统。

根据本发明提供的一种云边协同、柔性的分布式制造管控软件系统，包括：云端服务子系统和分布式边缘端服务子系统；

所述云端服务子系统向用户提供业务需求的软件服务；

所述分布式边缘端服务子系统与所述云端服务子系统通信连接，一个所述分布式边缘端服务子系统对应一个设备单元；所述分布式边缘端服务子系统映射对应设备单元的数据模型构建，所述数据模型构建包括设备数据映射和设备业务功能逻辑映射；

其中，所述云端服务子系统的软件服务将业务需求以任务形式发送给任务管理，并存于任务管理的任务池中，任务管理结合生产调度算法对任务池中的任务进行筛选，并按需将任务拆分发送给相应的分布式边缘端服务子系统；所述分布式边缘端服务子系统基于接收的任务控制对应设备单元；

多个所述分布式边缘端服务子系统按逻辑次序组合执行的任务组合构成所述任务管理中的业务需求。

优选地，所述分布式边缘端服务子系统包括：

静态建模模块：构建静态建模模型，将静态建模模型的静态属性采集方式和协议解析方式提供给数据采集模块；

数据采集模块：采集设备运转数据，对采集到的设备运转数据进行协议解析，得到解析数据；

数据处理模块：提供数据交换功能；获取所述解析数据和来自业务应用的业务数据，对所述解析数据和所述业务数据进行数据清洗；

动态业务数据重构模块：通过静态建模模型的属性映射，对经过清洗后的所述解析数据进行数据重构，形成动态业务数据模型；以及，对经过清洗后的所述业务数据和所述解析数据进行融合，形成二次数据重构，得到完整动态业务数据模型；

数据封装模块：从所述数据处理模块和/或所述动态业务数据重构模块获取业务应用所需的数据并进行封装，提供交互接口给业务应用调用。