CN110414021A - 工业物联网的边缘设备事件规则产生***、装置和方法 - Google Patents

工业物联网的边缘设备事件规则产生***、装置和方法 Download PDF

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Abstract

本发明第一方面提供了工业物联网的边缘设备事件规则产生***、装置和方法，其中，其包括如下步骤：通过对工业物联网中的设备的运行逻辑进行仿真，以对所述设备的自动化程序进行虚拟调试，对所述设备的自动化数据和仿真模型数据进行相互映射，并导出设备描述文件；从所述设备描述文件中提取逻辑事件规则，并且基于所述逻辑事件规则以及仿真模型数据和云平台资源参数之间映射的参数映射产生事件规则。本发明能够再次从PLM软件利用已存在的知识，事件规则产生过程被简化了事件规则，其避免了依赖于技术专家，并极大地减少了提供云服务的工程时间。本发明提供自动事件规则产生机制事件规则，减少执行边缘设备端预处理的工作。

Description

工业物联网的边缘设备事件规则产生***、装置和方法
技术领域
本发明涉及工业物联网，尤其涉及工业物联网的边缘设备事件规则产生***、装置和方法。
背景技术
在工业物联网***中，边缘设备(Edge Device)扮演者非常重要的角色，因为边缘设备端的预处理(preprocessing)程序例如数据筛选聚合(data filtering aggregation)能够帮助云端卸下大量的数据摄取(data ingestion)和计算(computation)的工作。基于筛选的事件规则是其中一个预处理程序方法，但通常这样的规则依赖于人力输入，并极大地依赖于用户的专业知识。
发明内容
本发明第一方面提供了一种工业物联网的边缘设备事件规则产生方法，其中，其包括如下步骤：通过对工业物联网中的设备的运行逻辑进行仿真，以对所述设备的自动化程序进行虚拟调试，对所述设备的自动化数据和仿真模型数据进行相互映射，并导出设备描述文件；从所述设备描述文件中提取逻辑事件规则，并且基于所述逻辑事件规则以及仿真模型数据和云平台资源参数之间映射的参数映射产生事件规则。
进一步地，所述设备描述文件包括：所述仿真模型中的目标动作序列以及每个动作的条件和逻辑描述文件；所述设备的虚拟和自动化***相互映射的数据文件。
进一步地，所述虚拟调试步骤包括如下步骤：通过所述工业物联网中的设备的仿真模型对其运行逻辑进行仿真，以对所述设备的自动化装置中的自动化程序进行虚拟调试，导出所述仿真模型中的目标动作序列以及每个动作的条件和逻辑描述文件；在所述设备的仿真模型及所述自动化装置中建立数据交换连接，对分别从所述仿真模型和所述自动化装置中来的数据执行相互映射，导出所述设备的虚拟和自动化***相互映射的数据文件。
进一步地，所述产生步骤包括以下步骤：从基于云的工业物联网平台获取资源配置，对仿真模型数据和云平台资源参数之间执行相互映射，获取参数映射。
进一步地，所述产生步骤还包括如下步骤：根据应用选择所需事件规则，然后将选定的事件规则发到基于云的工业物联网平台，所述边缘设备从所述基于云的工业物联网平台下载所述选定的事件规则并执行所述事件规则。
本发明第二方面提供了工业物联网的边缘设备事件规则产生装置，其中，包括：仿真装置，其通过对工业物联网中的设备的运行逻辑进行仿真，以对所述设备的自动化程序进行虚拟调试，对所述设备的自动化数据和仿真模型数据进行相互映射，并导出设备描述文件；事件规则产生装置，从所述设备描述文件中提取逻辑事件规则，并且基于所述逻辑事件规则以及仿真模型数据和云平台资源参数之间映射的参数映射产生事件规则。
进一步地，所述设备描述文件包括：所述仿真模型中的目标动作序列以及每个动作的条件和逻辑描述文件；所述设备的虚拟和自动化***相互映射的数据文件。
进一步地，所述仿真装置还通过所述工业物联网中的设备的仿真模型对其运行逻辑进行仿真，以对所述设备的自动化装置中的自动化程序进行虚拟调试，导出所述仿真模型中的目标动作序列以及每个动作的条件和逻辑描述文件；所述仿真装置在所述设备的仿真模型及所述自动化装置中建立数据交换连接，对分别从所述仿真模型和所述自动化装置中来的数据执行相互映射，导出所述设备的虚拟和自动化***相互映射的数据文件。
进一步地，所述仿真装置从基于云的工业物联网平台获取资源配置，对仿真模型数据和云平台资源参数之间执行相互映射，获取参数映射。
进一步地，所述仿真装置根据应用选择所需事件规则，然后将选定的事件规则发到基于云的工业物联网平台，所述边缘设备从所述基于云的工业物联网平台下载所述选定的事件规则并执行所述事件规则。
本发明第三方面提供了工业物联网的边缘设备事件规则产生***，其中，包括：一个存储介质，其存储复数个指令；一个连接于所述存储介质的总线；一个耦合于所述总线的处理器，当所述处理器执行指令时，使得所述工业物联网的边缘设备事件规则产生***执行本发明第一方面所述的模板提取。
本发明能够再次从PLM软件利用已存在的知识，事件规则产生过程被简化了，其避免了依赖于技术专家，并极大地减少了提供云服务的工程时间。本发明提供自动事件规则产生机制，减少执行边缘设备端预处理的工作，其中，产生的事件能够被视为网络源，并在同一领域中被重复使用到很多应用场景。
附图说明
图1是根据本发明一个具体实施例的工业物联网的边缘设备事件规则产生装置的***架构图；
图2是根据本发明一个具体实施例的工业物联网的边缘设备事件规则产生方法的参数映射的功能步骤示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的具体实施方式进行说明。
本发明提供了一种工业物联网的边缘设备事件规则产生机制，首先，动作顺序(action sequences)、逻辑(logics)和数据映射(data point mapping)规则会从仿真软件的虚拟调试中来，并且资源配置(asset configuration)会从资源管理过程(assetonboarding process)中产生。然后，事件规则会从这些文件的分析中产生，并需要事件规则能够被轻易选择。另外，被选中的事件规则会展开部署到边缘设备来执行数据筛选或者数据注释(annotation)。
图1是根据本发明一个具体实施例的工业物联网的边缘设备事件规则产生装置的***架构图。如图1所示，设备100连接有一个自动化装置200，其中，所述自动化装置200包括自动化硬件或者软件。自动化装置200连接有一个边缘设备300，其中，边缘设备300是用于充当在工业物联网***中的数据上云预处理设备。边缘设备300能够和基于云的工业物联网平台500进行交互。其中，仿真软件SS对自动化装置200进行虚拟调试，并将虚拟调试以后的逻辑和序列以及数据发送给事件规则产生装置400。事件规则产生装置400将需要配置给边缘设备300的数据规则上传到基于云的工业物联网平台500。工业物联网平台500再将配置给边缘设备300的数据规则发送给自动化装置200，并将具有数据映射的资产配置发送给事件规则产生装置400。
本发明第一方面提供了一种工业物联网的边缘设备事件规则产生方法，其中，包括如下步骤：
首先执行步骤S1，通过对工业物联网中的设备的运行逻辑进行仿真，以对所述设备的自动化程序进行虚拟调试，对所述设备的自动化数据和仿真模型数据进行相互映射，并导出设备描述文件。
其中，仿真软件SS中导出的仿真模型的设备100的设备描述文件包括两种，一种是序列和逻辑(sequence and logic)描述文件，即所述仿真模型中的目标动作序列以及每个动作的条件和逻辑描述文件。另一种是数据文件，即所述设备的虚拟和自动化***相互映射的数据文件。其中，序列和逻辑描述文件描述了设备100的仿真模型中的目标动作序列(sequences of movement of objects in the model)和每个动作的条件和逻辑。数据文件是虚拟和真实***之间的映射，即分别从仿真软件SS中的设备100的仿真模型数据和自动化装置200的数据之间的映射，其包括了一组数据映射规则，每个规则包括分别从仿真软件SS中来的数据编号和自动化装置200的自动化软件或者自动化硬件的数据编号。这些文件都会被传输至图1所示的事件规则产生装置400。事件规则产生装置400包括虚拟调试装置406、映射装置408、产生装置404和选择装置402。
进一步地，所述步骤S1进一步地包括如下子步骤：
步骤S11，虚拟调试装置406通过所述工业物联网中的设备100的仿真模型对其运行逻辑进行仿真，以对所述设备100的自动化装置200中的自动化程序进行虚拟调试，导出所述仿真模型中的目标动作序列以及每个动作的条件和逻辑描述文件。具体地，在仿真软件SS中编辑了一些设备100运行的逻辑程序，虚拟调试步骤在设备100的硬件没有制造出来或者没有装配到位之前就调试自动化装置200中的自动化软件或者自动化硬件中的程序是否正常。
步骤S12，映射装置408在所述设备的仿真模型及所述自动化装置中建立数据交换连接，对分别从所述仿真模型和所述自动化装置中来的数据执行相互映射，导出所述设备的虚拟和自动化***相互映射的数据文件。其中，还包括如下步骤，从基于云的工业物联网平台获取资源配置，对仿真模型数据和云平台资源参数之间执行相互映射，获取参数映射。
具体地，从设备层到云端传输数据需要在工业物联网平台500和边缘装置300之间执行资源配置(Asset Configuration)。所述资源配置包括从设备100的真实物理***来的数据和为了存储或者其他目的配置于云端的多个参数。此外，从数据源到资源参数的数据映射规则也在基于云的工业物联网平台500中进行配置。这些信息都将传输给事件规则产生装置400来产生规则。
具体地，虚拟调试用于在设备100真正的物理***被生产或装配到位以前对该设备100的自动程序等执行排错(debug)操作。在进行排错以前，需要在仿真软件SS和自动化装置200中的自动化软件或者自动化硬件之间建立为了数据交换的连接。分别从仿真软件SS和自动化装置200中的自动化软件或者自动化硬件来的数据(data point)需要执行相互映射(mapping)操作，以确保虚拟调试中的仿真模型代表着真正的物理***。
其中，如图2所示，本发明首先对仿真模型的数据A和自动化设备的数据B进行映射，然后再将自动化设备的数据B和基于云的工业物联网平台的数据C进行映射，以完成仿真模型的数据A和基于云的工业物联网平台的数据C的最终映射。具体地，参数映射的输入包括两个，其中一个输入是仿真模型和自动化装置200之间的数据映射，其是从仿真软件SS中导出的。其中另一个输入是从自动化装置200和云的工业物联网平台500之间的数据映射，其是从云的工业物联网平台500导出的。其中，参数映射的输出为仿真模型和云的工业物联网平台500的资源之间的数据映射。
特别地，所述仿真软件包括产品生命周期管理软件(PLM，Product LifecycleManagement)，例如NX MCD。特别地，所述自动化装置200的自动化硬件包括产品生命周期管理装置，所述自动化装置200的自动化软件包括PLMSim，PLMSim是一个运行产品生命周期管理程序的软件。
然后执行步骤S2，产生装置404从所述设备描述文件中提取逻辑事件规则，并且基于所述逻辑事件规则以及仿真模型数据和云平台资源参数之间映射的参数映射产生事件规则。
具体地，从仿真软件SS传输的序列和逻辑描述文件中提取事件规则。其中，输入的是从仿真软件SS传输的序列和逻辑描述文件，这些文件通常是基于固定的格式的，例如PLCOpen XML。输出的是包括规则名字、条件和动作序列的一组规则。其中，规则中的条件包括在仿真模型中定义的数据。
其中，产生事件规则的输入包括规则名字、条件和动作序列的一组规则，其是由步骤S11产生的。另一个输入为仿真模型和资源参数之间的数据映射规则，其是由步骤S12产生的。其输出为一组包括规则名字、条件和动作序列的一组规则，但是其中的条件是与由资源参数对应的数据的结合。
接着执行步骤S3，选择装置402,根据应用选择所需事件规则，然后将选定的事件规则发到基于云的工业物联网平台，所述边缘设备从所述基于云的工业物联网平台下载所述选定的事件规则并执行所述事件规则。因为并不是所有的规则都需要下载到边缘设备。具体地，不同的应用具有不同的事件规则的需求，因此步骤S3改用户提供了一个从一组规则选取所需规则的机会，而无需一个专家附条件的描述。然后将根据应用选定的事件规则发到基于云的工业物联网平台500做进一步处理，例如下载到边缘设备300或者被其他应用所调用。事件规则会下载和部署到边缘设备，边缘设备会执行这些规则。具体地，这些选定的事件规则会在边缘设备中执行，其可能包括用于数据筛选(data filtering)、数据注释(data annotation)和数据触发(event triggering)。这些规则会在做数据获取时实时执行
上文所述的事件规则包括条件和动作。例如，在一个事件规则中，条件包括：当motor1的前一个接近开关为true，后一个接近开关为false时。动作包括发送事件和发送数据，发送事件为motor1正向运动，发送数据为motor1的速度和振动。
本发明能够再次从PLM软件利用已存在的知识，事件规则产生过程被简化了，其避免了依赖于技术专家，并极大地减少了提供云服务的工程时间。本发明提供自动事件规则产生机制，减少执行边缘设备端预处理的工作，其中，产生的事件能够被视为网络源，并在同一领域中被重复使用到很多应用场景。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。此外，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求；“包括”一词不排除其它权利要求或说明书中未列出的装置或步骤；“第一”、“第二”等词语仅用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (11)

1.工业物联网的边缘设备事件规则产生方法，其中，其包括如下步骤：
通过对工业物联网中的设备的运行逻辑进行仿真，以对所述设备的自动化程序进行虚拟调试，对所述设备的自动化数据和仿真模型数据进行相互映射，并导出设备描述文件；
从所述设备描述文件中提取逻辑事件规则，并且基于所述逻辑事件规则以及仿真模型数据和云平台资源参数之间映射的参数映射产生事件规则。
2.根据权利要求1所述的工业物联网的边缘设备事件规则产生方法，其特征在于，所述设备描述文件包括：
-所述仿真模型中的目标动作序列以及每个动作的条件和逻辑描述文件；
-所述设备的虚拟和自动化***相互映射的数据文件。
3.根据权利要求1所述的工业物联网的边缘设备事件规则产生方法，其特征在于，所述虚拟调试步骤包括如下步骤：
通过所述工业物联网中的设备的仿真模型对其运行逻辑进行仿真，以对所述设备的自动化装置中的自动化程序进行虚拟调试，导出所述仿真模型中的目标动作序列以及每个动作的条件和逻辑描述文件；
在所述设备的仿真模型及所述自动化装置中建立数据交换连接，对分别从所述仿真模型和所述自动化装置中来的数据执行相互映射，导出所述设备的虚拟和自动化***相互映射的数据文件。
4.根据权利要求1所述的工业物联网的边缘设备事件规则产生方法，其特征在于，所述产生步骤包括以下步骤：
从基于云的工业物联网平台获取资源配置，对仿真模型数据和云平台资源参数之间执行相互映射，获取参数映射。
5.根据权利要求1所述的工业物联网的边缘设备事件规则产生方法，其特征在于，所述产生步骤还包括如下步骤：根据应用选择所需事件规则，然后将选定的事件规则发到基于云的工业物联网平台，所述边缘设备从所述基于云的工业物联网平台下载所述选定的事件规则并执行所述事件规则。
6.工业物联网的边缘设备事件规则产生装置，其中，包括：
仿真装置，其通过对工业物联网中的设备的运行逻辑进行仿真，以对所述设备的自动化程序进行虚拟调试，对所述设备的自动化数据和仿真模型数据进行相互映射，并导出设备描述文件；
事件规则产生装置，从所述设备描述文件中提取逻辑事件规则，并且基于所述逻辑事件规则以及仿真模型数据和云平台资源参数之间映射的参数映射产生事件规则。
7.根据权利要求1所述的工业物联网的边缘设备事件规则产生装置，其特征在于，所述设备描述文件包括：
-所述仿真模型中的目标动作序列以及每个动作的条件和逻辑描述文件；
-所述设备的虚拟和自动化***相互映射的数据文件。
8.根据权利要求1所述的工业物联网的边缘设备事件规则产生装置，其特征在于，所述仿真装置还通过所述工业物联网中的设备的仿真模型对其运行逻辑进行仿真，以对所述设备的自动化装置中的自动化程序进行虚拟调试，导出所述仿真模型中的目标动作序列以及每个动作的条件和逻辑描述文件；所述仿真装置在所述设备的仿真模型及所述自动化装置中建立数据交换连接，对分别从所述仿真模型和所述自动化装置中来的数据执行相互映射，导出所述设备的虚拟和自动化***相互映射的数据文件。
9.根据权利要求1所述的工业物联网的边缘设备事件规则产生装置，其特征在于，所述仿真装置从基于云的工业物联网平台获取资源配置，对仿真模型数据和云平台资源参数之间执行相互映射，获取参数映射。
10.根据权利要求1所述的工业物联网的边缘设备事件规则产生装置，其特征在于，所述仿真装置根据应用选择所需事件规则，然后将选定的事件规则发到基于云的工业物联网平台，所述边缘设备从所述基于云的工业物联网平台下载所述选定的事件规则并执行所述事件规则。
11.工业物联网的边缘设备事件规则产生***，其中，包括：
一个存储介质，其存储复数个指令；
一个连接于所述存储介质的总线；
一个耦合于所述总线的处理器，当所述处理器执行指令时，使得所述工业物联网的边缘设备事件规则产生***执行根据权利要求1至5任一项所述的模板提取。
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