一种可快速重构的产线的设计方法技术

本发明专利技术公开了一种可快速重构的产线的设计方法，包括对开放式架构机台和传感和控制网络进行设计，定义开放式架构产线平台和开放式架构机台之间的标准接口，实现产线功能组件模块化，使得例如数字孪生系统等具有智能决策功能的系统，能够通过模块集成和资源节点调整的方式实现产线的快速重构，大幅提高重构效率，降低重构时间成本和经济成本。降低重构时间成本和经济成本。降低重构时间成本和经济成本。

【技术实现步骤摘要】
一种可快速重构的产线的设计方法


[0001]本专利技术涉及产线设计的
，尤其涉及到一种可快速重构的产线的设计方法。

技术介绍

[0002]当前主流使用的模块化产线在实际重构时，采用的重构逻辑为：移动设备
‑
连接设备
‑
连接控制系统
‑
调试控制系统。受限于模块化产线的性质，上述重构逻辑中的移动设备、连接设备以及连接控制系统在应用时常常需要花费大量的时间和经济成本。
[0003]移动设备：模块化产线的设备通常采购自不同的厂家，因此各台设备在形状和尺寸上均有差异，这使得设备的移动过程很难标准化。实际的搬运过程往往依靠现场施工工人根据以往经验依据设备的实际情况调整搬运方式。这样的搬运方式不仅需要花费大量的人力和时间成本，搬运过程中由于缺乏严格执行标准，因此设备存在损坏的风险。
[0004]连接设备：这里的连接设备特指在物理层面按照生产逻辑利用连接设备将各台设备连接起来。模块化产线依靠各类连接设备串联设备。当设备顺序发生变更时，原有的连接设备有概率因为自身物理尺寸的限制而不再适配现有设备之间的连接方式，因此需要重新设计或花费人工和时间对连接设备进行调整。
[0005]连接控制系统：通常，模块化产线的控制系统架构为中心系统通过总线连接到各台设备的控制系统。这样的控制系统，由于重构后设备之间的顺序发生改变，需要依靠人工将各台设备的控制器重新接入总线。并重新对中心控制器的设备顺序信息进行调整。
[0006]除了上述的三个步骤外，由于很多操作是需要在物理层面上进行操作的，因此实际上模块化产线的重构过程是串行的，每一个步骤需要紧跟上一步骤，这使得模块化产线的重构周期较长，时效性较差。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可快速重构的产线的设计方法。
[0008]为实现上述目的，本专利技术所提供的技术方案为：
[0009]一种可快速重构的产线的设计方法，包括开放式架构机台设计以及传感和控制网络设计；
[0010]开放式架构机台设计中，依据需求创建及设计开放式架构机台模型，并根据该开放式架构机台模型将对应的功能组件和标准化机座进行组合，从而得到能完成指定需求的开放式架构机台；
[0011]传感和控制网络设计中，采用可扩展的资源描述框架来定义开放式架构产线物联网网络中每个资源节点的语义，并基于所需的资源节点设计传感和控制网络；
[0012]结合设计得到的开放式架构机台和传感和控制网络快速重构得到产线。
[0013]进一步地，所述功能组件包括可拓展加工通道、可重构的成组夹具、即插即用的循
环设备以及可调整的间接缓冲区。
[0014]进一步地，依据需求创建及设计的开放式架构机台模型为六元组数据语义模型，模型构造如下：
[0015]OAMT＝Mdl,Prcs,Sta,Scpt,Ctrl,Intf
[0016]上述中，六个元素Mdl,Prcs,Sta,Scpt,Ctrl,Intf分别表示模块及其流程类型、静态属性、动作脚本、控制方案以及通信接口，该些元素根据各自的特点进行分类，并代表一个子类的层次结构；
[0017]对模块Mdl作建模：
[0018]Mdl＝{M_id,M_nam,M_typ,M_mat,M_fea,M_dim,M_acc,M_rou,M_ctrl}
[0019]其中，M
_id
，M
_nam
分别表示模块的ID和名字，M_typ、M_mat、M_fea、M_dim、M_acc、M_rou、M_ctrl分别代表模块能够获取和处理的对象。
[0020]进一步地，将模型的六个元素进行继承并专门化为具体的类，实现开放式架构机台在流程、静态属性、动作脚本、控制方案以及通信接口上的实例化，完成开放式架构机台模型设计；最后根据该开放式架构机台模型将对应的功能组件和标准化机座进行组合，从而得到能完成指定需求的开放式架构机台。
[0021]进一步地，所述开放式架构机台设计还包括定义开放式架构产线平台和开放式架构机台之间的标准接口，该标准接口由四个指标组成，分别是1)标准机械接口，2)模块化的电子接口，3)用于自导航小车搬运的快速对齐与定位功能部件，4)活跃模块和控制器的平台化。
[0022]进一步地，可扩展的资源描述框架通过三元组描述资源节点，而物联网中的每个设备均作为可寻址、可操作的无状态资源节点进行迁移。
[0023]进一步地，上层应用程序利用URI定位所需的资源节点，并通过定义的统一资源接口对资源进行操作。
[0024]进一步地，在物联网中间件平台中，资源的URI由资源根目录、资源节点所属的簇头节点编号和资源子节点编号组成。
[0025]进一步地，应用层基于Web的URI操作方法直接访问资源节点。
[0026]进一步地，符合物联网系统架构中无状态访问和统一资源操作界面特点的网络协议用于应用层与资源聚合层之间的通信。
[0027]与现有技术相比，本方案原理及优点如下：
[0028]本方案包括对开放式架构机台和传感和控制网络进行设计，定义开放式架构产线平台和开放式架构机台之间的标准接口，实现产线功能组件模块化，使得例如数字孪生系统等具有智能决策功能的系统，能够通过模块集成和资源节点调整的方式实现产线的快速重构，大幅提高重构效率，降低重构时间成本和经济成本。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的服务作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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。
[0030]图1为本专利技术一种可快速重构的产线的设计方法的原理流程图；
[0031]图2为集成多种模块的开放式架构机台示意图；
[0032]图3为生产线中由可扩展的资源描述框架组件组织的物联网资源节点模型示意图；
[0033]图4为可扩展的资源描述框架下的资源描述和映射案例。
具体实施方式
[0034]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明：
[0035]如图1所示，本实施例所述的一种可快速重构的产线的设计方法，包括开放式架构机台设计以及传感和控制网络设计；
[0036]开放式架构机台是开放式架构产线的重要组成部分。如图2所示，开放式架构机台由可交换模块组成，包括标准化的即插即用的平台和功能组件(例如：可拓展加工通道，可重构的成组夹具，即插即用的循环设备以及可调整的间接缓冲区)。
[0037]开放式架构机台设计中，依据需求创建及设计开放式架构机台模型，并根据该开放式架构机台模型将对应的功能组件和标准化机座进行组合，从而得到能完成指定需求的开放式架构机台；
[0038]依据需求创建及设计的开放式架构机台模型为六元组数据语义模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可快速重构的产线的设计方法，其特征在于，包括开放式架构机台设计以及传感和控制网络设计；开放式架构机台设计中，依据需求创建及设计开放式架构机台模型，并根据该开放式架构机台模型将对应的功能组件和标准化机座进行组合，从而得到能完成指定需求的开放式架构机台；传感和控制网络设计中，采用可扩展的资源描述框架来定义开放式架构产线物联网网络中每个资源节点的语义，并基于所需的资源节点设计传感和控制网络；结合设计得到的开放式架构机台和传感和控制网络快速重构得到产线。2.根据权利要求1所述的一种可快速重构的产线的设计方法，其特征在于，所述功能组件包括可拓展加工通道、可重构的成组夹具、即插即用的循环设备以及可调整的间接缓冲区。3.根据权利要求1所述的一种可快速重构的产线的设计方法，其特征在于，依据需求创建及设计的开放式架构机台模型为六元组数据语义模型，模型构造如下：OAMT＝{Mdl，Prcs，Sta，Scpt，Ctrl，Intf}上述中，六个元素Mdl，Prcs，Sta，Scpt，Ctrl，Intf分别表示模块及其流程类型、静态属性、动作脚本、控制方案以及通信接口，该些元素根据各自的特点进行分类，并代表一个子类的层次结构；对模块Mdl作建模：Mdl＝{M_id，M_nam，M_typ，M_mat，M_fea，M_dim，M_acc，M_rou,M_ctrl}其中，M
_id
，M
_nam
分别表示模块的ID和名字，M_typ、M_mat、M_fea、M_dim、M_acc、M_rou、M_ctrl分别代表模块能够获取和处理的对象。4.根据权利要求3所述的一种可快速重构...

【专利技术属性】
技术研发人员：冷杰武，徐才宇，朱晓峰，张浩，严都喜，刘强，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：