基于区块链与数字孪生的生产物流管理平台及实现方法技术

本申请涉及基于区块链与数字孪生的生产物流管理平台及实现方法，包括广域物理资源层和广域物理资源管理系统；广域物理资源管理系统包括区块链资源管理层

【技术实现步骤摘要】
基于区块链与数字孪生的生产物流管理平台及实现方法


[0001]本专利技术属于通信
，尤其涉及基于区块链与数字孪生的生产物流管理平台及实现方法
。

技术介绍

[0002]现阶段客户需求逐渐向“动态化
、
多样化和个性化”转变
。
为了应对不断变化的客户需求，生产系统必须适应产品个性化
、
制造资源分布性
、
组织分散化和流程复杂性等特征
。
解决这些挑战的一个关键方式是通过将海量分布的制造资源进行“信息
‑
物联
‑
社交”互联配置，形成高度灵活的社群化制造系统，以满足客户日益增长的个性化需求
。
这已经成为大多数制造企业必须紧急应对的问题
。
[0003]在多品种
、
小批量的社群化制造模式下，由于外部资源的动态性
、
客户订单的随机性和生产过程的复杂性，核心制造商常常采取外协
、
外包方式，与外部制造企业进行动态合作，以满足个性化要求
。
然而，传统的制造资源管理平台存在一些问题
。
一方面，由于这些平台是由单一的第三方中介集中管理，可能导致平台运作不透明
。
另一方面，传统的制造资源管理平台上注册的资源主体是分散的
、
外部的
、
具有社会化特征的，因此资源的可靠性和履约能力存在差异，彼此之间是陌生的
、
无业务关联的，导致资源节点之间缺乏信任；同时，社群化制造模式下，分布资源节点间的交易可能是一次性的，这导致一些资源节点可能有短期获利的动机，甚至出现违约跑路和逃避责任问题
。
这些问题使得分布式制造系统的运作面临着分布信息可信程度低
、
资源供应的不确定或违约交付等挑战
。
[0004]在高动态运作环境下，社群化生产系统需要根据动态性影响程度，对生产物流系统的结构配置
、
联动运作计划做出协调决策和动态控制
。
个性化需求使得生产系统的资源具有更强的分布性和开放性，在生产物流系统执行过程中，由生产
、
配送和仓储节点形成的分布式联动制造系统具有更强的耦合效应，常常出现系统配置和运作计划不协调和不一致，从而产生一系列问题，包括动态资源重新配置能力不足
、
系统运作成本高
、
系统可靠性低等
。
[0005]通过分析社群化制造系统运作过程中面临的业务问题，得出现有的技术挑战在于：第一，是关于动态管理开放社会化资源的可信管理平台技术的挑战
。
面向高动态的个性化需求，制造商必须拥有多种制造能力
。
然而，对这些制造能力的持续投资，使得制造商面临着高投资成本
、
高技术门槛和高应用风险，因此他们倾向于采用外协
、
外包和动态合作的方式来实现生产物流资源的获取
。
因此，关键问题是如何构建一个可信的区块链资源管理平台，以从海量的
、
陌生的区块链制造资源中获取高质量
、
低成本
、
高可信度的生产物流资源
。
第二，是开放式生产物流可信联动决策技术的挑战
。
目前，大多数中小制造企业的信息化改革处于初级阶段，由于组织间信息沟通受到限制，以及可信协同决策与控制技术的缺乏，导致开放式生产物流业务逻辑缺乏动态关联
。
这限制了分布式制造系统配置
、
计划制定和执行控制的能力，从而导致开放式生产物流运作效率低下
、
成本高昂和潜在的中断风险增加
。
[0006]当前，针对相关技术中的社会化生产物流资源可信联动管理，易造成的分布制造信息可信程度弱
、
动态制造资源配置能力差
、
系统运作可靠性低及运作成本高的问题，尚未提出有效的解决方案
。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提出基于区块链与数字孪生的生产物流管理平台及实现方法，解决相关技术的社会化生产物流资源可信联动管理，易造成的分布制造信息可信程度弱
、
动态制造资源配置能力差
、
系统运作可靠性低及运作成本高的问题，同时克服相关技术中区块链技术和数字孪生技术相互独立的限制，通过采用了区块链资源管理与数字孪生建模技术的整合方式，从而为社会化生产物流资源提供了一个开放
、
安全
、
透明且可信的联动管理平台
。
该平台不仅融合了这两项技术在可信资源管理和实时动态控制方面的长处，还进一步提高了其协同效率
。
[0008]为了达到上述目的，在本专利技术提供基于区块链与数字孪生的生产物流管理平台，所述平台包括广域物理资源层和广域物理资源管理系统；其中，所述广域物理资源管理系统包括四层，具体包括区块链资源管理层
、
数字孪生映像层
、
可信智能联动服务层和可信智能联动应用层；
[0009]所述广域物理资源层用于管理物理资源和智能
IoT
设备；
[0010]所述区块链资源管理层用于对各种物理资源进行可信记录和管理，同时实现物理资源进的注册
、
发布和监控；
[0011]所述数字孪生映像层通过将区块链制造资源在虚拟空间中进行等效数字化，形成标准数字孪生体，并通过业务逻辑
、
数据关联和交互反馈，构建数字孪生扩展模型；
[0012]所述可信智能联动服务层用于为社群化制造节点提供区块链资源可信度评估
、
系统优化配置
、
运作计划和状态监控以及可信追溯服务；
[0013]所述可信智能联动应用层用于根据终端用户的生产和物流联动应用需求提供全流程资源配置和动态决策服务；
[0014]其中，所述基于区块链的生产物流资源管理器，该管理器包括五个核心模块，具体为：
[0015]生产物流智能对象创成模块，用于将所有物理资源通过智能
IoT
设备转化为具备感知
、
通信和智能处理能力的生产物流智能对象；
[0016]制造资源区块链封装模块，用于将所述广域物理资源层的物理资源和智能
IoT
设备进行标准区块链的形式的封装和表示，并将所述物理资源的关键特征信息和属性记录到区块链上，并与物理资源的唯一标识符进行关联并加密，确保所述物理资源的数据完整性和可信性；
[0017]区块链资源注册发布模块，用于管理和维护区块链资源的注册和发布流程；
[0018]区块链资源监控模块，用于实时监控和跟踪所述区块链上的物理资源状态；
[0019]区块链资源管理，用于全面管理和维护全生命周期的区块链资源
。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
基于区块链与数字孪生的生产物流管理平台，其特征在于，所述平台包括广域物理资源层和广域物理资源管理系统；其中，所述广域物理资源管理系统包括四层，具体包括区块链资源管理层
、
数字孪生映像层
、
可信智能联动服务层和可信智能联动应用层；所述广域物理资源层用于管理物理资源和智能
IoT
设备；所述区块链资源管理层用于构建基于区块链的生产物流资源管理器对各种物理资源进行可信记录和管理，并对物理资源进行注册
、
发布和监控；所述数字孪生映像层通过将区块链制造资源在虚拟空间中进行等效数字化，形成标准数字孪生体，同时通过业务逻辑
、
数据关联和交互反馈，构建数字孪生扩展模型；所述可信智能联动服务层用于为社群化制造节点提供区块链资源可信度评估
、
系统优化配置
、
运作计划和状态监控以及可信追溯服务；所述可信智能联动应用层用于根据终端用户的生产和物流联动应用需求提供全流程资源配置和动态决策服务；其中，所述基于区块链的生产物流资源管理器，还包括：生产物流智能对象创成模块，用于将所有物理资源通过智能
IoT
设备改造为具有感知
、
通信和智能处理能力的生产物流智能对象；制造资源区块链封装模块，用于构建基于区块链的智能网关操作系统，以标准区块链的形式封装和表示所述广域物理资源层的物理资源和智能
IoT
设备，并将所述物理资源的关键特征信息和属性记录到区块链中，并与物理资源的唯一标识符进行关联并进行加密处理，用于确保所述物理资源的数据完整性
、
可信性和安全性；区块链资源注册发布模块，用于管理和维护区块链资源的注册和发布过程；区块链资源监控模块，用于实时监控和跟踪所述区块链上的物理资源；区块链资源管理，用于管理和维护全生命周期的区块链资源
。2.
根据权利要求1所述的基于区块链与数字孪生的生产物流管理平台，其特征在于，所述物理资源包括硬件资源和软件资源；所述硬件资源包括现场操作者
、
装备
、
物料
、
车辆和设施；所述软件资源包括各类决策支持和服务系统；所述智能
IoT
设备包括被动和主动感知对象；所述被感知对象包括
1D/2D
条形码
、RFID
标签和
iBeacon
标签；所述主动感知对象指的是具有主动的数据生成和收集功能的对象，包括
RFID
阅读器
、PDA(Personal Digital Assistant)
手持终端和工业可穿戴设备
。3.
根据权利要求1所述的基于区块链与数字孪生的生产物流管理平台，其特征在于，所述数字孪生映像层，包括以下组件：全要素数据融合模块，用于融合静态属性数据
、
动态运作数据以及环境数据，以获取制造资源的全要素信息，并将融合后的数据传递给多尺度系统建模模块，以进行数字孪生建模；多尺度系统建模模块，用于利用融合后的数据构建不同层次的数字孪生模型；系统及环境融生映像模块，用于通过对管理平台的外部环境和内部相互作用进行建模和分析，以实时评估平台运行状态并优化整体运作效率；控制目标映像模块，用于将生产管理系统的目标和控制要求映射到数字孪生模型中
。
4.
根据权利要求3所述的基于区块链与数字孪生的生产物流管理平台，其特征在于，所述静态属性数据包括资源名称和权属信息；所述动态运作数据包括资源状态和实时位置；所述环境数据包括物理
、
网络
、
系统
、
经济和市场环境数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：张中飞，屈挺，郭大杰，朱永松，赵阔，张凯，张永衡，李明星，黄国全，
申请(专利权)人：超讯通信股份有限公司广东康利达物联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：