【技术实现步骤摘要】
一种用于车间监控的边缘计算设备与方法
[0001]本专利技术属于边缘计算
，具体涉及一种边缘计算设备与方法。
技术介绍
[0002]现有车间产生的数据只通过生产设备自带的处理系统进行处理，各数据之间没有进行有效地关联与分析，无法满足精细化、智能化生产过程控制决策需求。
[0003]主要表现在以下方面：
[0004]1)在车间生产过程中产生的数据，是生产决策的主要支撑信息，而现有的数据只进行采集，没有进行深入的数据分析与数据处理，进而无法及时判断生产过程中产生的异常情况，在高节拍、智能化的生产方式下，极易导致生产出现异常现象，造成车间停机待产等情况的发生，影响车间发挥应有的生产能力；
[0005]2)车间加工过程的数据不及时处理，不利于对加工过程及状态的及时把握，不仅影响工件的加工质量，也影响车间的生产效能；
[0006]3)目前对车间数据的主要处理方式，是通过数控机床进行数据采集，并给出相应的统计结果，加工过程的生产状况都是根据工人的经验进行处理，无法实现生产过程状况的有效感知与实时分析...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于车间监控的边缘计算设备，其特征在于，包括供电模块、数据传输模块、数据处理模块、数据分析模块和数据存储模块；所述供电模块为边缘计算设备运行提供能源支撑；所述数据传输模块采集数控机床运行数据及辅助设备数据，并将其传入边缘计算设备其他模块，再将经过边缘计算设备处理过的结果传输到上位计算机中进行显示和云平台进行后续步骤；具体为：数据传输模块使用网线通过OPC
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UA协议获取数控机床的运行数据；使用网线通过LwM2M协议与计算机及云平台连接传输数据；通过WiFi或者4G协议无线方式与上位计算机的数据存储平台连接；数据传输模块将采集的加工现场高端数控机床、切削液检测设备、智能刀柄产品的数据寄存在数据存储模块的内存中，再通过LwM2M协议上传至上位计算机；所述数据处理模块用于关联多个数控机床及辅助设备的采集数据及转换，通过modbus rtu和modbus tcp的方式，实现采集的高端数控机床、切削液检测设备、智能刀柄采集数据的转换，形成边缘计算设备数据分析模块能够处理的数据；根据数控机床、切削液检测设备、智能刀柄不同设备的采集频率，对于采集频率低于预设阈值的数据采用分层均值插补法的方式进行数据扩展，对于采集频率高于预设阈值的数据采用间隔采样的方式进行数据量缩减，再采用统一时间步长的方式进行统一时间戳进行数据打包传输；所述数据分析模块用于对采集的数据进行实时分析，首先采用FPGA嵌入式算法逻辑，通过对调度控制、数据复用、数据反转、时钟管理方面进行优化设计，从逻辑设计端降低边缘计算设备的功耗；其次使用敏感度分析工具，分析深度学习神经网络中各层卷积的敏感度，对卷积进行剪枝，然后对权重进行优化，实现网络的轻量化和计算量的降低；再结合LSTM算法对加工过程中的切削力进行数据处理，预测加工过程中刀具磨损、刀具寿命、扭矩、切削力指标，采用统计拟合的方式对加工过程中的切削液数据及数控机床的环境数据进行处理，分析和预测加工过程切削液PH值、溶氧率、电导率及加工过程中的振动、粉尘、湿度、光照、温度、气压指标；所述数据存储模块利用存储器进行实时数据的存储。2.根据权利要求1所述的一种用于车间监控的边缘计算设备，其特征在于，所述供电模块为220V的交流电源或24V的直流电，为边缘计算设备供电。3.根据权利要求1所述的一种用于车间监控的边缘计算设备，其特征在于，所述数据存储模块的存储器采用2G内存+16G EMMC。4.根据权利要求1所述的一种用于车间监控的边缘计算设备，其特征在于，所述边缘计算设备的外壳采用不锈钢板折弯及焊接加工方式，表面做磨平喷漆处理，采用壁挂的安装方式，以便于设备在车间的安装与使用。5.一种用于车间监控的边缘计算方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：边缘计算设备连接；根据生产现场的设备类型，采用网线或无线方式实现边缘计算设备与...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋腾远，周竞涛，王明微，郝艺刚，姚露，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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