一种基于知识库的产线流程快速构建方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于知识库的产线流程快速构建方法和系统，通过61499功能块对生产线上的每一道工序、每一种可控制的设备进行抽象，封装内部逻辑，留好外部接口；针对抽象好的功能块接口，设计功能块间的连接方式；通过可视化的界面对该条生产线上，各功能块对应的设备、工序进行展示，并让其可通过拖拽进行连接；根据连接好的工序、设备之间的关系以XML配置文件的方式进行输出，通过61499运行时实现对对应功能块的动态部署。方法包括61499功能块抽象、可视化部署、配置文件转换和硬件设备控制四大部分。本发明专利技术达到了让用户可视化的布置工序，减少了在生产过程中由于工序变化导致的人力、时间等额外消耗，并且大大提高了生产线的灵活性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于知识库的产线流程快速构建方法和系统
本专利技术涉及了一种基于知识库的产线流程快速构建方法和系统，属于智能制造控制领域。
技术介绍
现如今，信息技术已经快速发展，并且正与工业化深度融合，其引发的新一轮科技产业变革正在到来。当前的生产制造已经逐步向多样化、自动化、可重构的方向过渡，为了满足目前在生产领域客户对生产工序动态调整的需求，如果有一种方法能够快速地重构生产线，同时保证生产线的高效稳定，并且可以直观的反应整条生产线的状态，便于操作人员的部署，那么在现今激烈的市场竞争中必然可以获得更大的经济效益。当前大多生产线并不能针对工序的变化而动态的调整，往往需要耗费大量的人力财力对生产线进行重新的设计及部署才可达到需求，因此能满足可视化操作的、并能快速的对生产线工序重新部署的方法受到了广泛研究。IEC61499是一种用于分布式工业过程测量与控制系统功能块的标准，它正是为了满足对生产系统进行智能化、模块化控制而制定的。利用IEC61499标准，由功能块对各个软件单元进行实现，并通过建立功能块的连接，可以达到控制整条生产线逻辑的目的，从而实现分布式系统的控制功能。因此，将可视化部署以及61499功能块对生产线的控制相结合，引入工业智能制造领域是一种创新、实用的方法。通过这种方式，生产线的软件控制系统可以实时响应生产过程中工序的变化，动态地进行部署，同时对于操作人员，可视化的操作可以降低操作难度以及人力成本，从而大大减少在生产线重构过程中的人力消耗、时间消耗。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题主要针对传统生产线过于流程化，不能满足动态重构、且重构时成本过高的问题。提出一种基于61499功能块，将生产线的每一道工序以及可控制的设备抽象为功能块，将工序间、设备间的连接抽象为功能块的接口连接，利用功能块构建知识库，并且通过上位机的可视化、图像化的动态部署，以配置文件的方式来建立生产线整体结构，这种新型的生产线重构方法和系统能够快速响应工序的变化，可以最大程度提高资源利用率，提高工业生产的效率。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种基于知识库的产线流程快速构建方法，包括以下步骤：可视化部署模块根据每道工序以及底层设备，在界面中进行展示并通过用户拖拽的方式，配置生产线的工序流程以及设备连接关系；将配置好的流程建立树形结构的关系形成配置文件，发送至配置文件转换模块；配置文件转换模块根据配置文件中的树形结构，在功能块库中查找到对应的功能块，并且在配置文件中配置对应的运行环境信息，将功能块部署到运行时上执行；部署运行模块用于通过运行时，对配置文件中配置的工序、设备所对应的功能块进行部署，实现生产线的构建。部署运行模块通过运行时部署后，对配置工序上的硬件设备进行控制。所述根据每道工序以及底层设备，在界面中进行展示并通过用户拖拽的方式，配置生产线的工序流程以及设备连接关系，将配置好的流程建立树形结构的关系形成配置文件包括以下步骤：1)获取当前功能块列表及对应工序或设备名称；2)拖拽建立工序、设备间关系并保存，以树形的结构保存。所述在功能块库中查找到对应的功能块，并且在配置文件中配置对应的运行环境信息包括以下步骤：1)在功能块库中找到拖拽好的工序、设备所对应的功能块ID；2)解析当前运行时所对应的配置文件格式，将功能块ID的引用、保存好的连接关系、运行环境信息，按照配置文件格式要求写入。所述功能块抽象为工序和对底层设备的控制，其中包括接口的定义以及功能块内部逻辑的实现。所述功能块的建立如下：根据事件的逻辑定义功能块的输入接口和输出接口，用于实现功能块之间、功能块与产线间的关联；其中，将事件的输入、变量值作为功能块的输入接口，用于输入工艺信息；将事件的输出、状态值作为功能块的输出接口，用于输出设备命令和工作状态。所述功能块的建立还包括以下步骤：建立功能块与产线系统的通信；定义与产线系统通信的格式；根据产线和工艺实现功能块的内部逻辑，通过事件触发。一种基于知识库的产线流程快速构建系统，包括：可视化部署模块：用于根据每道工序以及底层设备，在界面中进行展示并通过用户拖拽的方式，配置生产线的工序流程以及设备连接关系；将配置好的流程建立树形结构的关系形成配置文件，发送至配置文件转换模块；配置文件转换模块：用于根据配置文件中的树形结构，在功能块库中查找到对应的功能块，并且在配置文件中配置对应的运行环境信息，将功能块部署到运行时上执行；部署运行模块：用于通过运行时，对配置文件中配置的工序、设备所对应的功能块进行部署，实现生产线的构建。所述运行环境信息包括设备IP、设备名、端口号。所述功能块库包括一种或多种功能块，以及功能块列表、功能块的对应工序或设备名称。本专利技术的有益效果和优点是：1、该系统可以快速响应用户对生产线工序变更的需求变化，更好地应对工业4.0小批量、定制化、个性化的生产需求，增加了产线的灵活性，利于推广使用。2、通过可视化、图形化的拖拽，使对生产线工序的配置更加直观，便于操作人员的使用。3、生产线的软件控制系统可以实时响应生产过程中工序的变化，动态地进行部署，提高了生产线重构的效率，节约了时间成本、人力成本。4、通过这种方式对现有功能块及对应硬件设备的重新组合，可满足多种生产需求，也大大提升了生产线的利用率。附图说明图1是本专利技术系统的整体架构图。图2是本专利技术中可视化部署模块的软件流程图。图3是本专利技术中配置文件转换模块的软件流程图。图4是本专利技术的部署运行模块流程图。图5是本专利技术的一个应用实例的示意图。图6是生产线控制的整体框架示意图。图7是获取订单功能块接口定义示意图。图8是挡停功能块接口定义示意图。图9是转台功能块接口定义示意图。图10是工序控制功能块接口定义示意图。图11是订单投入上线产能控制算法流程图。图12是订单上线算法流程图。图13是转台控制功能块中模块结构示意图。图14是工序控制功能块加工过程算法示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本专利技术进一步详细说明。一种基于知识库的产线流程快速构建方法，包括以下步骤：可视化部署步骤即根据具体的每一道工序以及底层具体设备，在界面中进行展示并满足用户通过拖拽的方式，配置生产线的工序流程以及设备连接关系。将配置好的流程建立树形结构的关系；配置文件转换步骤即根据文件中的树形结构，在61499功能块库中进行查找，找到对应的功能块，并且再配置文件中配置对应的运行环境信息，将功能块部署到61499运行时上执行；硬件设备控制步骤即对事先设计好的工序上的硬件设备进行控制；61499功能块抽象步骤即为对工序的抽象、对底层设备的控制，其中包括接口的定义以及功能块内部逻辑的实现。所述根据具体的每一道工序以及底层具体设备，在界面中进行展示并满足用户通过拖拽的方式，配置生产线的工序流程以及设备连接关系包括以下步骤：1)获取当前功能块列表及对应工序、设备名称；2)拖拽建立工序、设备间关系并保存，一般以树形的结构保存；所述在61499功能块库中进行查找，找到对应的功能块，并且再配置文件中配置对应的运行环境信息包括以下步骤：1)在功能块中找到拖拽好的每一道工序、每一个设备所对应的功能块ID；2)解析当前61499运行时所对应的配置文件格式，将对功本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于知识库的产线流程快速构建方法，其特征在于，包括以下步骤：可视化部署模块根据每道工序以及底层设备，在界面中进行展示并通过用户拖拽的方式，配置生产线的工序流程以及设备连接关系；将配置好的流程建立树形结构的关系形成配置文件，发送至配置文件转换模块；配置文件转换模块根据配置文件中的树形结构，在功能块库中查找到对应的功能块，并且在配置文件中配置对应的运行环境信息，将功能块部署到运行时上执行；部署运行模块用于通过运行时，对配置文件中配置的工序、设备所对应的功能块进行部署，实现生产线的构建。

【技术特征摘要】
1.一种基于知识库的产线流程快速构建方法，其特征在于，包括以下步骤：可视化部署模块根据每道工序以及底层设备，在界面中进行展示并通过用户拖拽的方式，配置生产线的工序流程以及设备连接关系；将配置好的流程建立树形结构的关系形成配置文件，发送至配置文件转换模块；配置文件转换模块根据配置文件中的树形结构，在功能块库中查找到对应的功能块，并且在配置文件中配置对应的运行环境信息，将功能块部署到运行时上执行；部署运行模块用于通过运行时，对配置文件中配置的工序、设备所对应的功能块进行部署，实现生产线的构建。2.根据权利要求1所述的一种基于知识库的产线流程快速构建方法，其特征在于，部署运行模块通过运行时部署后，对配置工序上的硬件设备进行控制。3.根据权利要求1所述的一种基于知识库的产线流程快速构建方法，其特征在于，所述根据每道工序以及底层设备，在界面中进行展示并通过用户拖拽的方式，配置生产线的工序流程以及设备连接关系，将配置好的流程建立树形结构的关系形成配置文件包括以下步骤：1)获取当前功能块列表及对应工序或设备名称；2)拖拽建立工序、设备间关系并保存，以树形的结构保存。4.根据权利要求1所述的一种基于知识库的产线流程快速构建方法，其特征在于，所述在功能块库中查找到对应的功能块，并且在配置文件中配置对应的运行环境信息包括以下步骤：1)在功能块库中找到拖拽好的工序、设备所对应的功能块ID；2)解析当前运行时所对应的配置文件格式，将功能块ID的引用、保存好的连接关系、运行环境信息，按照配置文件格式要求写入。5.根据权利要求1所述的一种基于知识库的产线流程快速构建方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：王译笙，王挺，王戬，于海斌，曾鹏，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21