[發(fā)明專利]一種區(qū)塊鏈?zhǔn)鼓艿纳a(chǎn)調(diào)度邊緣計(jì)算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010098365.8
• 申請日: 2020-02-18
• 公開（公告）號: CN111353690B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 冷杰武;葉仕德;劉強(qiáng);景建波;張虎;阮國磊
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/0631
• 分類號: G06Q10/0631;G06Q50/04;G16Y10/25;G16Y40/10;G16Y40/35
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

本發(fā)明公開了一種區(qū)塊鏈?zhǔn)鼓艿纳a(chǎn)調(diào)度邊緣計(jì)算方法，所述的方法包括以下步驟：對設(shè)備與制造單元的智能合約建模，利用智能合約對該制造單元內(nèi)部的設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度，其中一個所述的制作單元包括多個設(shè)備；將每臺設(shè)備掛載區(qū)塊鏈運(yùn)行節(jié)點(diǎn)，MES下發(fā)生產(chǎn)指令給每個制造單元的節(jié)點(diǎn)，同時節(jié)點(diǎn)通過設(shè)備多數(shù)據(jù)源采集設(shè)備生產(chǎn)數(shù)據(jù)，實(shí)時采集每個設(shè)備的運(yùn)行狀況數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)數(shù)據(jù)，通過直接從設(shè)備層面進(jìn)行數(shù)據(jù)的上鏈；根據(jù)制造單元獲取的生產(chǎn)指令、設(shè)備參數(shù)，利用邊緣計(jì)算動態(tài)調(diào)節(jié)設(shè)備負(fù)載、效率和稼動率。本發(fā)明利用區(qū)塊鏈技術(shù)將生產(chǎn)指令和設(shè)備數(shù)據(jù)上鏈，智能合約根據(jù)制造單元內(nèi)的設(shè)備負(fù)載和生產(chǎn)任務(wù)，動態(tài)分配制造單元內(nèi)設(shè)備的生產(chǎn)任務(wù)，提高整體生產(chǎn)調(diào)度計(jì)算的效率，實(shí)現(xiàn)靈活高效的生產(chǎn)調(diào)度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及區(qū)塊鏈技術(shù)領(lǐng)域，更具體的，涉及一種區(qū)塊鏈?zhǔn)鼓艿纳a(chǎn)調(diào)度邊緣計(jì)算方法。

背景技術(shù)

隨著制造模式正在向著大規(guī)模個性化轉(zhuǎn)變的過程，傳統(tǒng)的大批量和專業(yè)化的生產(chǎn)線逐漸向小批量、多品種轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致現(xiàn)有的產(chǎn)品制造分工明顯細(xì)化。在這種大背景下，現(xiàn)在的智能制造系統(tǒng)需要能夠快速進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度以生產(chǎn)各種批量和相似型號的產(chǎn)品，當(dāng)有一系列類似產(chǎn)品帶生產(chǎn)時，需要能夠馬上根據(jù)其生產(chǎn)工藝和對應(yīng)生產(chǎn)設(shè)備的參數(shù)和負(fù)載，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)指令的優(yōu)化和精確下發(fā)。整個生產(chǎn)調(diào)度的過程中，需要做到快速響應(yīng)，信息安全，各要素的優(yōu)化和選擇搭配，以最合理的結(jié)構(gòu)和方式均衡設(shè)備負(fù)載，使得各設(shè)備負(fù)載利用率的均衡和稼動率的最大化，最終實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的最大化。

生產(chǎn)調(diào)度需要做到及時發(fā)現(xiàn)計(jì)劃執(zhí)行中的偏差、快速定位偏差原因并能夠迅速調(diào)節(jié)。但生產(chǎn)過程的情況復(fù)雜，突發(fā)情況多，而且智能制造系統(tǒng)往往具有生產(chǎn)環(huán)節(jié)多，協(xié)作關(guān)系復(fù)雜，生產(chǎn)連續(xù)性強(qiáng)和情況變化快等特征，一旦某一生產(chǎn)指令沒能夠按時完成或者某一設(shè)備出現(xiàn)故障，難以快速調(diào)節(jié)，進(jìn)而對整個生產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行造成影響；由于中心化系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度的過程中，需要對全局要素進(jìn)行計(jì)算分析后方能夠下發(fā)生產(chǎn)指令，這使得生產(chǎn)調(diào)度的靈活性差，一但出現(xiàn)故障或者偏差，難以快速調(diào)節(jié)設(shè)備負(fù)載實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率最大化；由于生產(chǎn)過程中情況復(fù)雜，而且存在人為的惡意篡改的情況，數(shù)據(jù)可靠性差，不一定能反映設(shè)備真實(shí)負(fù)載情況。

現(xiàn)有的制造管控系統(tǒng)主要是通過中心化系統(tǒng)基于全局要素計(jì)算并下發(fā)生產(chǎn)指令，一旦制造的規(guī)模增大，該系統(tǒng)會面臨以下問題：(1)基于的全要素優(yōu)化分析的智慧實(shí)現(xiàn)具有計(jì)算方面的難度，且因?yàn)橘Y源要素狀態(tài)變化較快，全局計(jì)算響應(yīng)時間長，不能快速適應(yīng)變化，進(jìn)而可能導(dǎo)致生產(chǎn)系統(tǒng)的停機(jī)；(2)生產(chǎn)調(diào)度計(jì)劃的準(zhǔn)確性較低，由于生產(chǎn)調(diào)度需要基于設(shè)備的負(fù)載等要素計(jì)算，但是由于可能存在網(wǎng)絡(luò)傳輸問題和人為的惡意篡改，導(dǎo)致制造資源層面數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度不高，進(jìn)而使得MES系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度過程中無法準(zhǔn)確根據(jù)設(shè)備參數(shù)與負(fù)載情況分發(fā)生產(chǎn)任務(wù)；(3)該種調(diào)度情況下，設(shè)備普遍存在負(fù)載不均衡的情況，導(dǎo)致某些設(shè)備的利用率較低，另一些設(shè)備負(fù)載過高，進(jìn)而容易導(dǎo)致設(shè)備故障。

發(fā)明內(nèi)容

針對以上缺點(diǎn)，本發(fā)明為了解決目前生產(chǎn)調(diào)度過程中，生產(chǎn)調(diào)度準(zhǔn)確度低，靈活性差，數(shù)據(jù)可靠性低和可追溯性差的問題，本發(fā)明通過引入?yún)^(qū)塊鏈和邊緣計(jì)算技術(shù)，提出了一種區(qū)塊鏈?zhǔn)鼓艿纳a(chǎn)調(diào)度邊緣計(jì)算方法，其提高整體生產(chǎn)調(diào)度計(jì)算的效率，以此實(shí)現(xiàn)靈活高效的生產(chǎn)調(diào)度。

為實(shí)現(xiàn)上述本發(fā)明目的，采用的技術(shù)方案如下：一種區(qū)塊鏈?zhǔn)鼓艿纳a(chǎn)調(diào)度邊緣計(jì)算方法，所述的方法包括以下步驟：

S1：對設(shè)備與制造單元的智能合約建模，利用智能合約對該制造單元內(nèi)部的設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度，其中一個所述的制作單元包括多個設(shè)備；

S2：將每臺設(shè)備掛載區(qū)塊鏈運(yùn)行節(jié)點(diǎn)，MES下發(fā)生產(chǎn)指令給每個制造單元的節(jié)點(diǎn)，同時節(jié)點(diǎn)通過設(shè)備多數(shù)據(jù)源采集設(shè)備生產(chǎn)數(shù)據(jù)，實(shí)時采集每個設(shè)備的運(yùn)行狀況數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)數(shù)據(jù)，通過直接從設(shè)備層面進(jìn)行數(shù)據(jù)的上鏈；

S3：根據(jù)制造單元獲取的生產(chǎn)指令、設(shè)備參數(shù)，利用邊緣計(jì)算動態(tài)調(diào)節(jié)設(shè)備負(fù)載、效率和稼動率。