一种基于工业互联网的智慧工厂远程实时监测调控云平台的制作方法

1.本发明属于工厂远程监测调控技术领域，涉及到一种基于工业互联网的智慧工厂远程实时监测调控云平台。


背景技术：

2.随着互联网技术的快速发展，很多工厂发展都紧跟信息化发展潮流，传统的工厂管理方式已经无法满足当前的生产需求，在工厂管理内容多和管理内容紊乱的大背景下，需要对工厂进行远程实时监测和调控。
3.现有的工厂远程实时监测调控云平台主要集中于对工厂的生产进度和生产效率进行远程监测和调控，监测的内容具有片面性，没有对工厂的设备运行状况进行监测和分析，因此，现有的工厂远程实时监测调控云平台还存在一定的弊端，一方面，现有的工厂远程实时监测调控云平台监测和调控的内容具有局限性，无法有效的提高工厂运维的安全性和稳定性，一方面，现有的工厂远程实时监测调控云平台无法有效的提高工厂的生产效率和生产的有序性，另一方面，现有的工厂远程实时监测调控云平台无法有效的保障设备的使用寿命，同时无法有效的降低因设备异常而造成的生产损失。


技术实现要素：

4.鉴于此，为解决上述背景技术中所提出的问题，现提出针对生产设备的一种基于工业互联网的智慧工厂远程实时监测调控云平台，实现了对工厂远程的实时监测和智慧调控；
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
6.本发明提供了一种基于工业互联网的智慧工厂远程实时监测调控云平台，所述数据处理与分析模块分别与车间基本信息获取模块、设备组成构件信息获取模块、设备运行参数获取模块、设备环境参数检测模块、数据库和远程调控终端连接，车间数量获取模块与车间基本信息获取模块连接；
7.所述车间数量获取模块用于对该工厂对应的车间数量进行统计，进而将该工厂对应的车间按照预设顺序进行编号，依次标记为1，2，...i,...n；
8.所述车间基本信息获取模块用于获取该工厂各车间对应的基本信息，其中，车间对应的基本信息包括各车间对应的位置和各车间对应的生产设备信息；
9.所述设备组成构件信息获取模块通过利用构件信息检测技术对该工厂各车间各生产设备对应的组成构件信息进行检测，进而获取该工厂各车间各生产设备对应的组成构件信息；
10.所述设备运行参数获取模块用于获取该工厂各车间各生产设备运行参数对应的数值，将该工厂各车间各生产设备对应的运行参数按照预设顺序进行编号，依次标记为1，2，...x,...y，进而构建各车间各生产设备各运行参数集合y
dr
(y
dr
1,y
dr
2,...y
dr
x,...y
dr
y)，y
dr
x表示该工厂第d个车间第r个生产设备第x个运营参数对应的数值，r表示各车
间生产设备编号，r＝1，2，...j,...m；
11.所述设备环境参数检测模块用于对该工厂各车间各生产设备对应的环境参数进行检测，其中，设备环境参数包括各生产设备内部环境参数和各生产设备外部环境参数；
12.所述数据处理与分析模块用于对该工厂各车间各生产设备对应的组成构件信息、该工厂各车间各生产设备运行参数、该工厂各车间各生产设备对应的环境参数进行分析与处理；
13.所述远程调控终端用于对存在异常车间内的异常生产设备进行远程调控。
14.进一步地，所述各车间对应的生产设备信息包括各车间对应的生产设备数量和各车间各生产设备对应的工作区域位置，将各车间对应的生产设备按照预设顺序进行编号，依次标记为1，2，...j,...m，并构建各车间各生产设备工作区域位置集合w
d
(w
d
1,w
d
2,...w
d
j,...w
d
m)，w
d
j表示该工厂第d个车间第j个生产设备对应的工作区域区域位置，d表示该工厂车间编号，d＝1，2，...i,...n。
15.进一步地，所述构件信息检测技术为三维可视化技术，进而通过利用三维可视化技术对该工厂各车间各生产设备进行扫描拍摄，并通过第三方网站生成该工厂各车间各生产设备对应的三维运动模型，将该运动模型记为生产设备三维运动模型，根据该工厂各车间各生产设备对应的三维运动模型，进而调取该工厂各车间各生产设备对应的组成构件信息。
16.进一步地，所述该工厂各车间各生产设备对应的组成构件信息包括该工厂各车间各生产设备对应的组成构件数量和该工厂各车间各生产设备各组成构件基本参数对应的数值，将该工厂各车间各生产设备对应的组成构件按照预设顺序进行编号，依次标记为1，2，...k，...h,将各组成构件对应的各基本参数按照预设顺序进行编号，依次标记为1，2，...s,...g,进而获取该工厂各车间各生产设备各组成构件各基本参数对应的数值，并构建各车间各生产设备各组成构件基本参数集合j
drt
(j
drt
1,j
drt
2,...j
drt
s,...j
drt
g)，j
drt
g表示该工厂第d个车间第r个生产设备第t个组成构件第g个基本参数对应的数值，t表示各生产设备组成构件编号，t＝1，2，...k，...h。
17.进一步地，所述各生产设备内部环境参数包括内部温度、内部湿度和内部灰尘浓度，各生产设备外部环境参数包括外部温度、外部湿度、外部氧气浓度和外部甲烷浓度，进而获取该采集时间段该工厂各车间各生产设备内部环境参数对应的数值和该采集时间段该工厂各车间各生产设备外部环境参数对应的数值，并分别构建各车间各生产设备内部环境参数集合h
wd
(h
wd
1,h
wd
2,...h
wd
j,...h
wd
m)和各车间各生产设备外部环境参数集合e
ed
(e
ed
1,e
ed
2,...e
ed
j,...e
ed
m)，h
wd
j表示该工厂第d个车间第j个生产设备对应的第w个内部环境参数，e
ed
m表示该工厂第d个车间第j个生产设备所在区域对应的第e个外部环境参数，w表示各生产设备外部环境参数，w＝b1,b2,b3,b1,b2和b3分别表示内部温度、内部湿度和内部灰尘浓度，e表示各生产设备所在区域外部环境参数，e＝c1,c2,c3,c4,c1,c2,c3和c4分别表示外部温度、外部湿度、外部氧气浓度和外部甲烷浓度。
18.进一步地，所述数据处理与分析模块用于对该工厂各车间各生产设备对应的组成构件信息进行分析与处理，进而获取各车间各生产设备各组成构件基本参数集合，根据各车间各生产设备各组成构件基本参数集合，获取该工厂各车间各生产设备各组成构建各基本参数对应的数值，将该工厂各车间各生产设备各组成构件各基本参数对应的数值与该工
厂各车间各生产设备各组成构件各基本参数对应的标准数值进行对比，进而统计各车间各生产设备各组成构件基本参数运行安全影响系数，根据统计的各车间各生产设备各组成构件基本参数运行安全影响系数，进而统计各车间各生产设备组成构件基本参数综合运行影响系数。
19.进一步地，所述数据处理与分析模块用于对该工厂各车间各生产设备运行参数进行分析与处理，获取各车间各生产设备各运行参数集合，根据各车间各生产设备各运行参数集合，获取该工厂各车间各生产设备各运行参数对应的数值，将该工厂各车间各生产设备各运行参数对应的数值与该工厂各车间各生产设备各运行参数对应的标准数值进行对比，进而统计各车间各生产设备运行参数综合运行安全影响系数。
20.进一步地，所述数据处理与分析模块用于对该工厂各车间各生产设备对应的组成构件信息和该工厂各车间各生产设备运行参数进行综合分析与处理，根据统计的各车间各生产设备组成构件基本参数综合运行影响系数和各车间各生产设备运行参数综合运行安全影响系数，进而统计各车间各生产设备综合运行安全影响系数。
21.进一步地，所述数据处理与分析模块用于对该工厂各车间各生产设备对应的环境参数进行分析与处理，获取各车间各生产设备内部环境参数集合和各车间各生产设备外部环境参数集合，进而获取该采集时间段各车间各生产设备各内部环境参数对应的数值和各外部环境参数对应的数值，将该采集时间段各车间各生产设备各内部环境参数对应的数值和各外部环境参数对应的数值分别与该采集时间段生产设备内部环境参数对应的标准数值和生产设备外部环境参数对应的标准数值进行对比，分别统计各车间各生产设备内部环境参数综合运行安全影响系数和各车间各生产设备外部环境参数综合运行安全影响系数，进而统计各车间各生产设备环境参数综合运行安全影响系数。
22.进一步地，所述数据处理与分析模块还用于对该工厂各车间各生产设备对应的运行信息和环境参数进行综合分析与处理，根据统计的各车间各生产设备综合运行安全影响系数和各车间各生产设备环境参数综合运行安全影响系数，进而统计各车间各生产设备运行调控影响系数，将统计的各车间各生产设备运行调控影响系数与预设的各调控等级对应的调控影响系数进行对比，进而获取各车间各生产设备对应的调控等级。
23.本发明的有益效果：
24.(1)本发明提供的一种基于工业互联网的智慧工厂远程实时监测调控云平台，通过设备组成构件信息获取模块、设备运行参数获取模块和设备环境参数检测模块并结合数据处理与分析模块，对该工厂各车间各生产设备对应的运行信息和环境信息进行了细致的检测和全面的分析，有效的解决了现有的工厂远程实时监测调控云平台监测和调控的内容具有局限性，无法有效的提高工厂运维的安全性和稳定性的问题，从而大大的提高工厂的生产效率和生产的有序性，同时也有效的保障设备的使用寿命，进而有效的降低了因设备异常而造成的生产损失。
25.(2)本发明在设备组成构件信息获取模块，通过利用通过利用三维可视化技术构建生产设备三维运动模型，进而大大的提高了各车间各生产设备组成构件信息获取的便利性和直观性，同时通过三维可视化技术大大的提高了各车间各生产设备组成构件信息获取的真实性和准确性。
26.(3)本发明在远程调控终端通过对存在运行异常车间内的异常生产设备进行远程
调控，有效的防止了因生产设备故障而导致的安全事故的发生，同时也大大的提高了生产设备异常对应的响应效率和解决效率。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本发明系统模块连接示意图。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
30.请参阅图1所示，一种基于工业互联网的智慧工厂远程实时监测调控云平台，包括车间数量获取模块、车间基本信息获取模块、设备组成构件信息获取模块、设备运行参数获取模块、设备环境参数检测模块、数据处理与分析模块、数据库和远程调控终端；
31.所述数据处理与分析模块分别与车间基本信息获取模块、设备组成构件信息获取模块、设备运行参数获取模块、设备环境参数检测模块、数据库和远程调控终端连接，车间数量获取模块与车间基本信息获取模块连接；
32.所述车间数量获取模块用于对该工厂对应的车间数量进行统计，进而将该工厂对应的车间按照预设顺序进行编号，依次标记为1，2，...i,...n；
33.所述车间基本信息获取模块用于获取该工厂各车间对应的基本信息，其中，车间对应的基本信息包括各车间对应的位置和各车间对应的生产设备信息；
34.具体地，所述各车间对应的生产设备信息包括各车间对应的生产设备数量和各车间各生产设备对应的工作区域位置，将各车间对应的生产设备按照预设顺序进行编号，依次标记为1，2，...j,...m，并构建各车间各生产设备工作区域位置集合w
d
(w
d
1,w
d
2,...w
d
j,...w
d
m)，w
d
j表示该工厂第d个车间第j个生产设备对应的工作区域区域位置，d表示该工厂车间编号，d＝1，2，...i,...n。
35.所述设备组成构件信息获取模块通过利用构件信息检测技术对该工厂各车间各生产设备对应的组成构件信息进行检测，进而获取该工厂各车间各生产设备对应的组成构件信息；
36.具体地，所述构件信息检测技术为三维可视化技术，进而通过利用三维可视化技术对该工厂各车间各生产设备进行扫描拍摄，并通过第三方网站生成该工厂各车间各生产设备对应的三维运动模型，将该运动模型记为生产设备三维运动模型，根据该工厂各车间各生产设备对应的三维运动模型，进而调取该工厂各车间各生产设备对应的组成构件信息。
37.在一个具体实施例中，所述生产设备对应的组成构件包括运动构件和固定构件，
其中，运动构件对应的基本参数包括运动构件对应的转速和转动频率等，固定构件基本参数包括安装三维坐标位置和安置角度，所述安置角度为固定构件与水平方向的夹角。
38.具体地，所述该工厂各车间各生产设备对应的组成构件信息包括该工厂各车间各生产设备对应的组成构件数量和该工厂各车间各生产设备各组成构件基本参数对应的数值，将该工厂各车间各生产设备对应的组成构件按照预设顺序进行编号，依次标记为1，2，...k，...h,将各组成构件对应的各基本参数按照预设顺序进行编号，依次标记为1，2，...s,...g,进而获取该工厂各车间各生产设备各组成构件各基本参数对应的数值，并构建各车间各生产设备各组成构件基本参数集合j
drt
(j
drt
1,j
drt
2,...j
drt
s,...j
drt
g)，j
drt
g表示该工厂第d个车间第r个生产设备第t个组成构件第g个基本参数对应的数值，t表示各生产设备组成构件编号，t＝1，2，...k，...h。
39.本发明实施例在设备组成构件信息获取模块，通过利用通过利用三维可视化技术构建生产设备三维运动模型，进而大大的提高了各车间各生产设备组成构件信息获取的便利性和直观性，同时通过三维可视化技术大大的提高了各车间各生产设备组成构件信息获取的真实性和准确性。
40.所述所述数据处理与分析模块用于对该工厂各车间各生产设备对应的组成构件信息进行分析与处理，进而获取各车间各生产设备各组成构件基本参数集合，根据各车间各生产设备各组成构件基本参数集合，获取该工厂各车间各生产设备各组成构建各基本参数对应的数值，将该工厂各车间各生产设备各组成构件各基本参数对应的数值与该工厂各车间各生产设备各组成构件各基本参数对应的标准数值进行对比，进而统计各车间各生产设备各组成构件基本参数运行安全影响系数，根据统计的各车间各生产设备各组成构件基本参数运行安全影响系数，进而统计各车间各生产设备组成构件基本参数综合运行影响系数。
41.其中，各车间各生产设备各组成构件基本参数运行安全影响系数计算公式为α
drtz
表示该工厂第d个车间第r个生产设备第t个组成构件第z个基本参数对应的运行安全影响系数，j
drtz
表示该工厂第d个车间第r个生产设备第t个组成构件第z个基本参数对应的数值，j
dr标准tz
表示该工厂第d个车间第r个生产设备第t个组成构件第z个基本参数对应的标准数值，z表示各组合构件各基本参数编号，z＝1，2，...s,...g,；
42.其中，各车间各生产设备组成构件基本参数综合运行影响系数计算公式为β
dr
表示该工厂第d个车间第r个生产设备组成构件基本参数对应的综合运行安全影响系数，g表示各组合构件基本参数数量，h表示各生产设备组成构件数量。
43.所述设备运行参数获取模块用于获取该工厂各车间各生产设备运行参数对应的数值，将该工厂各车间各生产设备对应的运行参数按照预设顺序进行编号，依次标记为1，2，...x,...y，进而构建各车间各生产设备各运行参数集合y
dr
(y
dr
1,y
dr
2,...y
dr
x,...y
dr
y)，y
dr
x表示该工厂第d个车间第r个生产设备第x个运营参数对应的数值，r表示各车间生产设备编号，r＝1，2，...j,...m；
44.在一个具体实施例中，所述生产设备对应的运行参数包括输出电流、输出电压等。
45.所述数据处理与分析模块用于对该工厂各车间各生产设备运行参数进行分析与处理，获取各车间各生产设备各运行参数集合，根据各车间各生产设备各运行参数集合，获取该工厂各车间各生产设备各运行参数对应的数值，将该工厂各车间各生产设备各运行参数对应的数值与该工厂各车间各生产设备各运行参数对应的标准数值进行对比，进而统计各车间各生产设备运行参数综合运行安全影响系数。
46.其中，各车间各生产设备运行参数综合运行安全影响系数计算公式为φ
dru
表示该工厂第d个车间第r个生产设备运行参数对应的综合运行安全影响系数，y
dru
表示该工厂第d个车间第r个生产设备第u个运行参数对应的数值，y
d标准ru
表示该工厂第d个车间第r个生产设备第u个运行参数对应的标准数值，y表示各生产设备运行参数对应的数量。
47.所述所述数据处理与分析模块用于对该工厂各车间各生产设备对应的组成构件信息和该工厂各车间各生产设备运行参数进行综合分析与处理，根据统计的各车间各生产设备组成构件基本参数综合运行影响系数和各车间各生产设备运行参数综合运行安全影响系数，进而统计各车间各生产设备综合运行安全影响系数。
48.其中，各车间各生产设备综合运行安全影响系数计算公式为δ
dr
表示该工厂第d个车间第r个生产设备对应的综合运行安全影响系数。
49.所述设备环境参数检测模块用于对该工厂各车间各生产设备对应的环境参数进行检测，其中，设备环境参数包括各生产设备内部环境参数和各生产设备外部环境参数；
50.具体地，所述各生产设备内部环境参数包括内部温度、内部湿度和内部灰尘浓度，各生产设备外部环境参数包括外部温度、外部湿度、外部氧气浓度和外部甲烷浓度，进而获取该采集时间段该工厂各车间各生产设备内部环境参数对应的数值和该采集时间段该工厂各车间各生产设备外部环境参数对应的数值，并分别构建各车间各生产设备内部环境参数集合h
wd
(h
wd
1,h
wd
2,...h
wd
j,...h
wd
m)和各车间各生产设备外部环境参数集合e
ed
(e
ed
1,e
ed
2,...e
ed
j,...e
ed
m)，h
wd
j表示该工厂第d个车间第j个生产设备对应的第w个内部环境参数，e
ed
m表示该工厂第d个车间第j个生产设备所在区域对应的第e个外部环境参数，w表示各生产设备外部环境参数，w＝b1,b2,b3,b1,b2和b3分别表示内部温度、内部湿度和内部灰尘浓度，e表示各生产设备所在区域外部环境参数，e＝c1,c2,c3,c4,c1,c2,c3和c4分别表示外部温度、外部湿度、外部氧气浓度和外部甲烷浓度。
51.其中，各生产设备内部环境检测包括若干内部环境检测单元，所述内部环境检测单元包括第一温度传感器、第一湿度传感器和粉尘浓度传感器，其中，第一温度传感器用于对该工厂各车间各生产设备内部对应的温度进行检测，第一湿度传感器用于对该工厂各车间各生产设备内部对应的湿度进行检测，粉尘浓度传感器用于对该工厂各车间各生产设备内部对应的灰尘浓度进行检测。
52.其中，各生产设备外部环境检测包括若干外部环境检测单元，所述外部环境检测单元包括第二温度传感器、第二湿度传感器和气体传感器，其中，第二温度传感器用于对该工厂各车间各生产设备所在区域外部温度进行检测，第二湿度传感器用于对该工厂各车间
各生产设备所在区域外部湿度进行检测，气体浓度传感器用于对该工厂各车间各生产设备所在区域外部对应的氧气浓度和甲烷浓度进行检测。
53.所述所述数据处理与分析模块用于对该工厂各车间各生产设备对应的环境参数进行分析与处理，获取各车间各生产设备内部环境参数集合和各车间各生产设备外部环境参数集合，进而获取该采集时间段各车间各生产设备各内部环境参数对应的数值和各外部环境参数对应的数值，将该采集时间段各车间各生产设备各内部环境参数对应的数值和各外部环境参数对应的数值分别与该采集时间段生产设备内部环境参数对应的标准数值和生产设备外部环境参数对应的标准数值进行对比，分别统计各车间各生产设备内部环境参数综合运行安全影响系数和各车间各生产设备外部环境参数综合运行安全影响系数，进而统计各车间各生产设备环境参数综合运行安全影响系数。
54.其中，各车间各生产设备内部环境参数综合运行安全影响系数计算公式为表示第d个车间第r个生产设备内部环境参数对应的综合运行安全符合影响系数，b1
dr
,b2
dr
,b3
dr
分别表示该采集时间段该工厂第d个车间第r个生产设备内部温度、湿度和灰尘浓度对应的数值，b1
标准
,b2
标准
,b3
标准
表示生产设备对应的标准内部温度、标准内部湿度和标准内部灰尘浓度。
55.其中，各车间各生产设备外部环境参数综合运行安全影响系数计算公式为η
dr
表示该工厂第d个车间第r个生产设备外部环境参数对应的综合运行安全影响系数，e
edr
表示该工厂第d个车间第r个生产设备第e个外部环境参数对应的数值，e
e标准
表示生产设备第e个外部环境参数对应的标准数值。
56.其中，各车间各生产设备环境参数综合运行安全影响系数计算公式为γ
dr
表示该工厂第d个车间第r个生产设备环境参数对应的综合运行安全影响系数。
57.所述数据处理与分析模块还用于对该工厂各车间各生产设备对应的运行信息和环境参数进行综合分析与处理，根据统计的各车间各生产设备综合运行安全影响系数和各车间各生产设备环境参数综合运行安全影响系数，进而统计各车间各生产设备运行调控影响系数，将统计的各车间各生产设备运行调控影响系数与预设的各调控等级对应的调控影响系数进行对比，进而获取各车间各生产设备对应的调控等级。
58.具体地，若某车间某生产设备对应的调控等级为无需调控，则判断该车间该生产设备为正常设备；若某车间某生产设备对应的调控等级为普通调控，获取该车间该设备对应的环境参数，将该车间该生产设备对应的环境参数与生产设备对应的标准环境参数之间的差值作为调整值，若大于零，调整方式为降低调整，若小于零，调整方式为增大调整，若某车间某生产设备对应的调控等级为紧急调控，则判断该车间该生产设备为异常设备，该调控方式为关闭设备，进而获取各车间各生产设备对应的调控等级、调控方式和调控值。
59.其中，各车间各生产设备运行调控影响系数计算公式为λ
dr
表示该工厂第d个车间第r个生产设备对应的运行调控影响系数。
60.本发明实施例通过对该工厂各车间各生产设备对应的运行信息和环境信息进行了细致的检测和全面的分析，有效的解决了现有的工厂远程实时监测调控云平台监测和调控的内容具有局限性，无法有效的提高工厂运维的安全性和稳定性的问题，从而大大的提高工厂的生产效率和生产的有序性，同时也有效的保障设备的使用寿命，进而有效的降低了因设备异常而造成的生产损失。
61.所述数据库用于存储该工厂各车间各生产设备各组成构件各基本参数对应的标准数值、该工厂各车间各生产设备各运行参数对应的标准数值、各采集时间段生产设备内部环境参数对应的标准数值和生产设备外部环境参数对应的标准数值；
62.所述远程调控终端用于对存在异常车间内的异常生产设备进行远程调控。
63.具体地，当远程调控终端接收各车间各生产设备对应的调控等级、调控方式和调控值时，按照接收的指令进行相应的调控方式和调控值进行调控。
64.本发明实施例在远程调控终端通过对存在运行异常车间内的异常生产设备进行远程调控，有效的防止了因生产设备故障而导致的安全事故的发生，同时也大大的提高了生产设备异常对应的响应效率和解决效率。
65.以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。