CN116578049B - 基于工业互联网的数字化改造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于工业互联网的数字化改造方法，本发明涉及数字化改造技术领域，解决了不能根据不同的情况进行参数调节，其次在参数调节时没有对机器和产品整体情况进行考虑的技术问题，本发明通过对生产效率低的生产线进行分析，获取对应生产线内的货物情况，根据货物情况来进行判断，并针对解决货物量充足时对应设备生产效率低的问题，通过获取到对应设备的生产参数，根据生产参数来获取对应的生产效率，并通过数据分析来对生产参数进行调节，一方面能够提高整体的生产效率，另一方面综合生产质量来保证生产出来的产品的质量，最后根据合适的参数调整来确保对应设备最大效率运行下的整体的状态，避免造成机器的损坏。

Description

基于工业互联网的数字化改造方法

技术领域

本发明涉及数字化改造技术领域，具体为基于工业互联网的数字化改造方法。

背景技术

工业互联网它以网络为基础、平台为中枢、数据为要素、安全为保障，既是工业数字化、网络化、智能化转型的基础设施，也是互联网、大数据、人工智能与实体经济深度融合的应用模式，同时也是一种新业态、新产业，将重塑企业形态、供应链和产业链，常常数字化改造是建立在工业互联网的基础上。

现有的企业和工厂逐渐向数字化进行转型，但是部分的工厂和企业生产车间内采用数字化进行生产的时候，机器在正常工作情况下进行生产的时候，由于不同的产品在生产的时候产量的不同，统一采用相同功率参数进行生产，会对整体的生产效率造成降低，其次在采用最大功率进行生产的时候，不能合理地对参数进行调节，进一步地会存在机器负荷生产的情况，导致机器的损坏，后续对机器进行维修提高了整体的生产成本。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了基于工业互联网的数字化改造方法，解决了不能根据不同的情况进行参数调节，其次在参数调节时没有对机器和产品整体情况进行考虑的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：基于工业互联网的数字化改造方法，该方法具体包括下述步骤：

S1：对不同的生产线进行标记并记作Li，且i＝1、…、n，并计算不同生产线的生产效率并标记为XLi，同时将低于预设值YS1的生产线Li进行筛选，并标记为待处理生产线，获取到待处理生产线的监控图像，判断具体的货物情况，货物情况划分为货量堆积、货量正常和货量不足，进而将待处理生产线对应设备生产区货物情况与衡量标准区间进行比较，若不存在衡量标准区间则生成异常信号并进行传输；

S2：对异常信号进行分析，将对应生产设备货物量Yj与衡量标准最小值Min进行比较，若Yj<Min，***判定对应设备生产区为货量不足，并生成对应的货量增加调整信号输出到信息输出端，当Yj>Min时，***判定对应设备生产区为货量充足，同时获取到对应设备区域的监控图像和对应设备的工作参数，工作参数包括运行功率GL、工作时间GT和工作温度GW，并对工作参数进行分析，获取到对应设备最大功率GLd运行状态下，工作时间GT与工作效率GX之间的关系，进而确定最大功率GLd运行下的最大工作时间GTd；

S3：对应设备参数调节的方式为，获取最大功率GLd运行下的最大工作时间GTd对应的产品浪费量LF和成品质量ZL，并与预设值YS2进行比较，当产品浪费量LF和成品质量ZL均小于预设值YS2时，生成对应设备的调节参数，反之则对应进行参数调节；

S4：信息输出端获取到传输的参数调节信息并通过显示设备显示给对应的操作管理人员，操作管理人员进行对应的参数调整措施。

作为本发明的进一步方案：S1中对不同生产线Li筛选的具体方式为：

S11：将生产效率XLi按照从小到大进行排序，并与预设值YS1进行比较，并筛选出XLi<YS的生产线Li，对筛选出来的生产线标记为待处理生产线，其余的生产线标记为正常生产线；

S12：获取到待处理生产线的监控图像，同时获取到任意一个正常生产线的监控图像，并对两组监控图像内部生产情况进行分析，获取待处理生产线内不同设备生产区的货物情况，其中货物情况划分为货量堆积、货量正常和货量不足，具体的划分方式为：

P1：获取到不同正常生产线内相同设备生产区的货物量，其货物量的定义为一小时内对相同货物的处理量，并计算正常生产线内相同设备货物量最小值和最大值的均值，并以[Min，Max]作为货量正常衡量标准，同理获取到不同正常生产线内所有设备生产区的货物情况；

P2：将待处理生产线不同设备生产区的货物量与衡量标准区间进行比较，当对应设备生产区货物情况位于衡量标准区间内，则判定为正常工作并生成正常信号，且不对该设备进行操作，反之则判定为异常工作且并生成异常信号，并对异常信号进行分析。

作为本发明的进一步方案：S2中对获取到的异常信号进行分析，并将对应设备生产区货物量标记为Yj，且j＝1、…、m，m表示待处理生产线上不同的生产设备，具体的分析方式为：

当Yj<Min时，***判定对应设备生产区为货量不足，并生成对应的货量增加调整信号输出到信息输出端；

当Yj>Min时，***判定对应设备生产区为货量充足，同时获取到对应设备区域的监控图像和对应设备的工作参数，其中工作参数包括运行功率GL、工作时间GT和工作温度GW，且本申请中运行功率GL包括三个等级，并对工作参数进行分析调节，具体的分析方式如下：

S21：获取到对应设备的最大功率GLd，其中最大功率地表述为对应设备以最大的运行速度和最大的并以最大功率GLd进行工作，同时以零为原点，工作时间GT为横坐标，工作效率GX为纵坐标建立直角坐标系，对应获取到二者的关系曲线图，此处当以最大功率进行运行的时候，工作时间与工作温度之间成正比的关系，获取关系的方式为现有技术，在此不做过多的赘述；

S22：接着记录对应设备最大功率GLd运行状态下的工作时间GT，同时获取到对应工作时间GT下的工作效率GX；

S23：获取到工作效率GX发生变化时对应的时间点，此处工作效率GX发生变化的表述为：当对应设备以最大工作GLd运行的时候，在正常工作的时间段内，工作效率趋于平稳，伴随着工作时间的增大，工作效率GX会在达到峰值的时候发生降低，因此对该点的时间进行记录，同时获取到最大功率GL运行状态下的最大工作时间GTmax，并作为后续的对应设备调节的标准参数；

S24：同理获取到不同运行功率GL等级下对应的最大工作时间GTmax。

作为本发明的进一步方案：对应设备参数调节的具体方式为：

S31：获取到以最大功率GL运行最大工作时间GTmax对应设备生产的产品浪费量LF和成品质量ZL，其中产品浪费量包括生产过程中出现损坏难以继续使用以及生产出来产品的余量，并将获取到的产品浪费量LF和成品质量ZL与预设值YS2进行比较，其中预设值YS2的设定通过对过往正常设备使用时产生的浪费量进行计算获取，从而确定正常产品浪费量L和成品质量ZL存在的区间；

当产品浪费量LF和成品质量ZL均小于预设值YS2时，生成对应设备的调节参数，其中调节参数包括最大运行功率GL和最大工作时间GTmax，反之则对应进行参数调节；

S32：获取到不同运行功率GL等级下对应的最大工作时间GTmax，并且获取到对应参数工作下的产品浪费量LF和成品质量ZL，同理与预设值YS2进行比较，直至满足产品浪费量LF和成品质量ZL均小于预设值YS2的运行状态参数，并整合生成对应的参数调节信息传输到信息输出端。

有益效果

本发明提供了基于工业互联网的数字化改造方法。与现有技术相比具备以下有益效果：

本发明通过对不同生产线的生产效率进行分析，从而获取到生产效率低的生产线，进一步地对生产效率低的生产线进行分析，获取对应生产线内的货物情况，根据货物情况来进行判断，并针对解决货物量充足时对应设备生产效率低的问题，通过获取到对应设备的生产参数，根据生产参数来获取对应的生产效率，并通过数据分析来对生产参数进行调节，一方面能够提高整体的生产效率，另一方面综合生产质量来保证生产出来的产品的质量，最后根据合适的参数调整来确保对应设备最大效率运行下的整体的状态，避免造成机器的损坏。

附图说明

图1为本发明方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本申请提供了基于工业互联网的数字化改造方法，该方法具体包括下述步骤：

S1：对不同的生产线进行标记并记作Li，且i＝1、…、n，获取时间T内的不同生产线Li的生产总量，生产总量定义为T时间内该生产线处理过的货物数量，时间T的具体数值由操作人员设定，本申请中T＝1，单位为小时，并计算不同生产线的生产效率并标记为XLi，i＝1、…、n，并按照如下的方式对不同的生产线Li进行筛选：

S11：将生产效率XLi按照从小到大进行排序，并与预设值YS1进行比较，并筛选出XLi<YS的生产线Li，对筛选出来的生产线标记为待处理生产线，其余的生产线标记为正常生产线；

S12：获取到待处理生产线的监控图像，同时获取到任意一个正常生产线的监控图像，并对两组监控图像内部生产情况进行分析，获取待处理生产线内不同设备生产区的货物情况，其中货物情况划分为货量堆积、货量正常和货量不足，具体的划分方式为：

P1：获取到不同正常生产线内相同设备生产区的货物量，其货物量的定义为一小时内对相同货物的处理量，并计算正常生产线内相同设备货物量最小值和最大值的均值，并以[Min，Max]作为货量正常衡量标准，同理获取到不同正常生产线内所有设备生产区的货物情况；

P2：将待处理生产线不同设备生产区的货物量与衡量标准区间进行比较，当对应设备生产区货物情况位于衡量标准区间内，则判定为正常工作并生成正常信号，且不对该设备进行操作，反之则判定为异常工作且并生成异常信号，并对异常信号进行分析。

S2：获取到传输的异常信号并进行如下具体的判断和分析，将对应设备生产区货物量标记为Yj，且j＝1、…、m，m表示待处理生产线上不同的生产设备：

当Yj<Min时，***判定对应设备生产区为货量不足，并生成对应的货量增加调整信号输出到信息输出端；

当Yj>Min时，***判定对应设备生产区为货量充足，同时获取到对应设备区域的监控图像和对应设备的工作参数，其中工作参数包括运行功率GL、工作时间GT和工作温度GW，且本申请中运行功率GL包括三个等级，并对工作参数进行分析调节，具体的分析方式如下：

S21：获取到对应设备的最大功率GLd，其中最大功率地表述为对应设备以最大的运行速度和最大的并以最大功率GLd进行工作，同时以零为原点，工作时间GT为横坐标，工作效率GX为纵坐标建立直角坐标系，对应获取到二者的关系曲线图，此处当以最大功率进行运行的时候，工作时间与工作温度之间成正比的关系，获取关系的方式为现有技术，在此不做过多的赘述；

S22：接着记录对应设备最大功率GLd运行状态下的工作时间GT，同时获取到对应工作时间GT下的工作效率GX；

S23：获取到工作效率GX发生变化时对应的时间点，此处工作效率GX发生变化的表述为：当对应设备以最大工作GLd运行的时候，在正常工作的时间段内，工作效率趋于平稳，伴随着工作时间的增大，工作效率GX会在达到峰值的时候发生降低，因此对该点的时间进行记录，同时获取到最大功率GL运行状态下的最大工作时间GTmax，并作为后续的对应设备调节的标准参数；

S24：同理获取到不同运行功率GL等级下对应的最大工作时间GTmax；

结合实际应用场景进行分析，当对应设备以最大工作效率GX运行的时候，获取到对应设备的工作效率变化曲线图，并结合曲线图来观看曲线的变化程度，当曲线出现下降的趋势时，记录对应的时间长短，同时将时间长短作为后续的最大工作时间GTmax。

S3：对应设备参数调节的具体方式为：

S31：获取到以最大功率GL运行最大工作时间GTmax对应设备生产的产品浪费量LF和成品质量ZL，其中产品浪费量包括生产过程中出现损坏难以继续使用以及生产出来产品的余量，并将获取到的产品浪费量LF和成品质量ZL与预设值YS2进行比较，其中预设值YS2的设定通过对过往正常设备使用时产生的浪费量进行计算获取，从而确定正常产品浪费量L和成品质量ZL存在的区间；

当产品浪费量LF和成品质量ZL均小于预设值YS2时，生成对应设备的调节参数，其中调节参数包括最大运行功率GL和最大工作时间GTmax，反之则对应进行参数调节；

S32：获取到不同运行功率GL等级下对应的最大工作时间GTmax，并且获取到对应参数工作下的产品浪费量LF和成品质量ZL，同理与预设值YS2进行比较，直至满足产品浪费量LF和成品质量ZL均小于预设值YS2的运行状态参数，并整合生成对应的参数调节信息传输到信息输出端。

通过合适的参数调整在保证效率达到最大化的同时能够对机器的运行状态进行保护，避免过载的运行对机器造成损伤，从而增加后续的维修成本。

S4：信息输出端获取到传输的参数调节信息并通过显示设备显示给对应的操作管理人员，操作管理人员进行对应的参数调整措施。

同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (3)

1.基于工业互联网的数字化改造方法，其特征在于，该方法具体包括下述步骤：

S1：对不同的生产线进行标记并记作Li，且i＝1、…、n，并计算不同生产线的生产效率并标记为XLi，同时将低于预设值YS1的生产线Li进行筛选，并标记为待处理生产线，获取到待处理生产线的监控图像，判断具体的货物情况，货物情况划分为货量堆积、货量正常和货量不足，进而将待处理生产线对应设备生产区货物情况与衡量标准区间进行比较，若不存在于衡量标准区间则生成异常信号并进行传输，且具体的筛选方式为：

S11：将生产效率XLi按照从小到大进行排序，并与预设值YS1进行比较，并筛选出XLi<YS的生产线Li，对筛选出来的生产线标记为待处理生产线，其余的生产线标记为正常生产线；

S12：获取到待处理生产线的监控图像，同时获取到任意一个正常生产线的监控图像，并对两组监控图像内部生产情况进行分析，获取待处理生产线内不同设备生产区的货物情况，其中货物情况划分为货量堆积、货量正常和货量不足，具体的划分方式为：

P1：获取到不同正常生产线内相同设备生产区的货物量，并计算正常生产线内相同设备货物量最小值和最大值的均值，并以[Min，Max]作为货量正常衡量标准，同理获取到不同正常生产线内所有设备生产区的货物情况；

P2：将待处理生产线不同设备生产区的货物量与衡量标准区间进行比较，当对应设备生产区货物情况位于衡量标准区间内，则判定为正常工作并生成正常信号，且不对该设备进行操作，反之则判定为异常工作且并生成异常信号，并对异常信号进行分析；

S2：对异常信号进行分析，将对应生产设备货物量Yj与衡量标准最小值Min进行比较，若Yj<Min，***判定对应设备生产区为货量不足，并生成对应的货量增加调整信号输出到信息输出端，当Yj>Min时，***判定对应设备生产区为货量充足，同时获取到对应设备区域的监控图像和对应设备的工作参数，工作参数包括运行功率GL、工作时间GT和工作温度GW，并对工作参数进行分析，获取到对应设备最大功率GLd运行状态下，工作时间GT与工作效率GX之间的关系，进而确定最大功率GLd运行下的最大工作时间GTd；

S3：对应设备参数调节的方式为，获取最大功率GLd运行下的最大工作时间GTd对应的产品浪费量LF和成品质量ZL，并与预设值YS2进行比较，当产品浪费量LF和成品质量ZL均小于预设值YS2时，生成对应设备的调节参数，反之则对应进行参数调节；

S4：信息输出端获取到传输的参数调节信息并通过显示设备显示给对应的操作管理人员，操作管理人员进行对应的参数调整措施。

2.根据权利要求1所述的基于工业互联网的数字化改造方法，其特征在于，S2中对获取到的异常信号进行分析，并将对应设备生产区货物量标记为Yj，且j＝1、…、m，m表示待处理生产线上不同的生产设备，具体的分析方式为：

当Yj<Min时，***判定对应设备生产区为货量不足，并生成对应的货量增加调整信号输出到信息输出端；

当Yj>Min时，***判定对应设备生产区为货量充足，同时获取到对应设备区域的监控图像和对应设备的工作参数，其中工作参数包括运行功率GL、工作时间GT和工作温度GW，并对工作参数进行分析调节，具体的分析方式如下：

S21：获取到对应设备的最大功率GLd，其中最大功率地表述为对应设备以最大的运行速度和最大的并以最大功率GLd进行工作，同时以零为原点，工作时间GT为横坐标，工作效率GX为纵坐标建立直角坐标系，对应获取到二者的关系曲线图；

S22：接着记录对应设备最大功率GLd运行状态下的工作时间GT，同时获取到对应工作时间GT下的工作效率GX；

S23：获取到工作效率GX发生变化时对应的时间点，同时获取到最大功率GL运行状态下的最大工作时间GTmax，并作为后续的对应设备调节的标准参数；

S24：同理获取到不同运行功率GL等级下对应的最大工作时间GTmax。

3.根据权利要求1所述的基于工业互联网的数字化改造方法，其特征在于，对应设备参数调节的具体方式为：

S31：获取到以最大功率GL运行最大工作时间GTmax对应设备生产的产品浪费量LF和成品质量ZL，产品浪费量包括生产过程中出现损坏难以继续使用以及生产出来产品的余量，并将获取到的产品浪费量LF和成品质量ZL与预设值YS2进行比较；

当产品浪费量LF和成品质量ZL均小于预设值YS2时，生成对应设备的调节参数，其中调节参数包括最大运行功率GL和最大工作时间GTmax，反之则对应进行参数调节；

S32：获取到不同运行功率GL等级下对应的最大工作时间GTmax，并且获取到对应参数工作下的产品浪费量LF和成品质量ZL，同理与预设值YS2进行比较，直至满足产品浪费量LF和成品质量ZL均小于预设值YS2的运行状态参数，并整合生成对应的参数调节信息传输到信息输出端。