【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及产线物联网，尤其涉及一种生产线传统设备物联网接入系统。
技术介绍
1、在现代制造业中，尤其是那些仍然依赖于传统生产设备和工艺的企业，面临着数字化转型的重大挑战。这些企业的生产线常常由老式设备组成，缺乏高级的数据采集和分析能力，无法有效捕捉和利用生产过程中产生的数据，这种情况下，生产效率往往受限于设备的老化、数据管理的落后和决策支持的不足。
2、在传统生产环境中，重要的生产数据，如设备运行状态、生产节拍、原材料消耗等，通常难以实时捕捉和分析，这不仅影响生产效率和产品质量，也限制了企业对生产过程的透明度和控制能力，此外，由于缺乏有效的数据分析支持，企业在生产计划、资源分配和维护管理方面面临着挑战。
3、针对这些问题，尽管有些企业尝试通过引入现代化设备或信息技术来提升生产线的智能化水平，但这往往需要巨大的投资和改造工作，对于许多中小型企业来说，这种转型不仅成本高昂，而且实施复杂，因此，急需一种能够与现有的传统生产设备和工艺相兼容，同时又能带来数字化转型效益的解决方案。
技术实现思路
1、基于上述目的，本专利技术提供了一种生产线传统设备物联网接入系统。
2、一种生产线传统设备物联网接入系统，包括以下模块：
3、实时数据采集模块：所述实时数据采集模块包括工业摄像头采集子模块以及红外计数子模块，其中，工业摄像头采集子模块使用高精度工业摄像头，针对传统生产线上的数显表和设备参数显示屏进行实时数据捕捉，通过高分辨率成像和图像处理技术，将
4、数据传输与云端接口模块：将采集的实时数据传输到云端，保证数据传输的实时性和安全性；
5、云端处理单元：云端处理单元接收和存储实时数据采集模块的实时数据，并与前置生产数据(前置生产数据包括订单信息、交货日期、工单排期、员工分配)整合，结合生产过程数据和前置数据，生成事实生产数据结果；
6、自适应生产线优化模块：利用机器学习和人工智能算法，对云端处理单元接收到的数据进行深度分析，通过实时分析生产过程数据，自动识别生产线中的效率瓶颈、潜在故障点和优化机会，基于分析，提供实时的调整建议，以优化生产效率和产品质量。
7、进一步的，所述工业摄像头配备有自动对焦和图像稳定功能，在生产环境中动态和变化条件下捕获高质量的图像，所述工业摄像头采集子模块内置高效的图像处理算法，能够从摄像头捕获的图像中准确识别和提取数字和符号信息，所述图像处理算法包括但不限于边缘检测、图像分割、模式识别和光学字符识别，用于将视觉信息转换为可用的数字格式。
8、进一步的，所述红外计数子模块采用多个红外传感器，红外传感器部署在生产线的传输或作业位置，用于检测并记录物品或组件在生产线上的通过情况，红外计数子模块内置有计数逻辑，计算逻辑根据红外传感器捕获的信号，实时计算生产线的运行节拍，通过分析物品或组件通过红外传感器的时间间隔测量生产线的实际运行速度和效率；
9、为了记录生产线的运行时长，红外计数子模块持续追踪生产线的激活状态，当生产线启动时，红外传感器开始计时，直到生产线停止，提供准确的运行时长数据；
10、红外计数子模块还具备异常检测功能，通过分析红外传感器数据识别生产线的非正常运行模式，包括停滞或速度波动；
11、所述红外计数子模块还设计有数据缓存机制，在网络连接不稳定或中断时，能够暂时存储数据，待连接恢复后再将数据传输至数据传输与云端接口模块。
12、进一步的，所述云端处理单元具体包括：
13、数据整合机制：云端处理单元设有数据整合机制，数据整合机制收集和整合前置生产数据以及从实时数据采集模块收集的生产过程数据，所述前置生产数据包括订单信息、交货日期、工单排期、员工分配，数据整合机制通过数据匹配和融合技术，确保不同来源和格式的数据无缝整合；
14、智能分析引擎：所述云端处理单元内嵌有智能分析引擎对整合的数据进行深入分析，分析内容包括订单完成状态、生产效率、资源分配，以生成反映实际生产状况的事实生产数据；
15、预测和趋势分析功能：云端处理单元利用历史和实时数据，执行预测分析，识别生产趋势和潜在问题，包括对交货时间的预测准确度、工单进度的偏差分析和员工效率的评估。
16、进一步的，所述智能分析引擎采用决策树算法，具体包括：
17、分析订单完成状态：使用决策树算法，分析订单信息、预定交货日期与实际生产数据，通过以上数据，预测订单的完成状态和潜在的延迟风险，并提出优化生产计划的建议；
18、生产效率分析：通过分析生产线的运行数据以及员工的工作记录，决策树算法识别生产流程中的效率瓶颈，建议调整生产流程或资源配置，以提高整体效率；
19、资源分配优化：决策树分析员工分配、原材料使用以及设备运行数据，识别不平衡或低效的资源分配，通过决策树算法提供的决策路径，智能分析引擎提出合理资源分配方案，以优化生产线的输出和降低成本；
20、生成事实生产数据：基于以上分析，智能分析引擎综合信息，生成事实生产数据报告，事实生产数据报告包括订单完成预测、生产效率指标、资源使用情况，为管理层提供了全面的生产线视角；
21、决策树算法通过构建树状模型，从特征数据中学习决策路径，用于分类和回归任务，具体包括：
22、特征选择：
23、信息增益:用于id3算法，计算公式为:
24、其中，ig是信息增益，t是目标变量，a是某个特征，tv是特征a的可能值，entropy是数据集的熵；增益率：用于c4.5算法，是对信息增益的改进，增益率＝信息增益/分割信息；基尼不纯度：用于cart算法，计算公式为:其中，pj是数据集t中第j类的相对频率；
25、树的构建:基于特征选择方法，递归分割数据集，为每个子集构建决策节点，在每个节点，选择最优的特征进行分割，直到达到终止条件；
26、剪枝避免过拟合，包括预剪枝或后剪枝。
27、在智能分析引擎中，决策树算法会基于数据集中的特征构建模型，用于分类。
28、进一步的，所述预测和趋势分析功能具体包括：
29、交货时间预测准确度分析：云端处理单元采用时间序列分析方法，结合历史订单完成数据和事实生产进度数据，预测交货时间，使用历史数据中的订单完成时间与预定时间的差异识别导致延迟的模式，时间序列分析技术基于自回归移动平均模型，表达为：
30、其中，xt：在时间点t的交货时间预测值，c：模型的常数项，代表交货时间的平均水平，自回归系数，表示过去i个时间点的交货时间对当前预测值的影响，xt-i：在t-i时间点的实际交货时间，θj：移动平均系数，表示过去本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种生产线传统设备物联网接入系统，其特征在于，包括以下模块：
2.根据权利要求1所述的一种生产线传统设备物联网接入系统，其特征在于，所述工业摄像头配备有自动对焦和图像稳定功能，在生产环境中动态和变化条件下捕获高质量的图像，所述工业摄像头采集子模块内置高效的图像处理算法，能够从摄像头捕获的图像中准确识别和提取数字和符号信息，所述图像处理算法包括但不限于边缘检测、图像分割、模式识别和光学字符识别，用于将视觉信息转换为可用的数字格式。
3.根据权利要求2所述的一种生产线传统设备物联网接入系统，其特征在于，所述红外计数子模块采用多个红外传感器，红外传感器部署在生产线的传输或作业位置，用于检测并记录物品或组件在生产线上的通过情况，红外计数子模块内置有计数逻辑，计算逻辑根据红外传感器捕获的信号，实时计算生产线的运行节拍，通过分析物品或组件通过红外传感器的时间间隔测量生产线的实际运行速度和效率；
4.根据权利要求3所述的一种生产线传统设备物联网接入系统，其特征在于，所述云端处理单元具体包括：
5.根据权利要求4所述的一种生产线传统设备物联网接
6.根据权利要求5所述的一种生产线传统设备物联网接入系统，其特征在于，所述预测和趋势分析功能具体包括：
7.根据权利要求6所述的一种生产线传统设备物联网接入系统，其特征在于，所述云端处理单元还包括数据融合功能，所述数据融合功能整合前置生产数据与事实生产数据，比对前置数据和事实生产数据，以确保两者之间的逻辑一致性和时间上的对应关系，当检测到前置数据与事实生产数据之间存在显著偏差或不一致时，通过内置的异常检测机制触发预警。
8.根据权利要求7所述的一种生产线传统设备物联网接入系统，其特征在于，所述自适应生产线优化模块基于改进的支持向量机从大量数据中识别模式和关联，改进的支持向量机具体如下：
9.根据权利要求8所述的一种生产线传统设备物联网接入系统，其特征在于，所述改进的支持向量机还包括核函数的选择：使用一种组合核函数，该核函数结合了几种不同类型的核：
10.根据权利要求9所述的一种生产线传统设备物联网接入系统，其特征在于，还包括BI看板可视化展示模块，所述BI看板可视化展示模块基于云端处理单元分析得到的数据，通过BI看板以直观图表和报告形式实时展示工单进度、完成时间、实时部门交接、完成效率、异常和延期数据指标。
...【技术特征摘要】
1.一种生产线传统设备物联网接入系统，其特征在于，包括以下模块：
2.根据权利要求1所述的一种生产线传统设备物联网接入系统，其特征在于，所述工业摄像头配备有自动对焦和图像稳定功能，在生产环境中动态和变化条件下捕获高质量的图像，所述工业摄像头采集子模块内置高效的图像处理算法，能够从摄像头捕获的图像中准确识别和提取数字和符号信息，所述图像处理算法包括但不限于边缘检测、图像分割、模式识别和光学字符识别，用于将视觉信息转换为可用的数字格式。
3.根据权利要求2所述的一种生产线传统设备物联网接入系统，其特征在于，所述红外计数子模块采用多个红外传感器，红外传感器部署在生产线的传输或作业位置，用于检测并记录物品或组件在生产线上的通过情况，红外计数子模块内置有计数逻辑，计算逻辑根据红外传感器捕获的信号，实时计算生产线的运行节拍，通过分析物品或组件通过红外传感器的时间间隔测量生产线的实际运行速度和效率；
4.根据权利要求3所述的一种生产线传统设备物联网接入系统，其特征在于，所述云端处理单元具体包括：
5.根据权利要求4所述的一种生产线传统设备物联网接入系统，其特征在于，所述智能分析引擎采用决策树算法，具体包括：
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘锐，陈泓吉，
申请(专利权)人：深圳市前海文仲信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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