一种基于边缘计算的工厂综合控制方法

1.本发明涉及工厂管控领域，具体涉及一种基于边缘计算的工厂综合控制方法。


背景技术：

2.工厂管控是指为了更有效地提高工厂效率和产品质量,利用计划、组织、用人、指导、控制等活动,对生产过程和生产者进行管控的一种活动；
3.在实际的生产活动中，通过工厂综合方法来对工厂进行综合化的管控控制，以保证工厂生产效率和提升企业收益。
4.现有的工厂管控方法，管控方式单一，智能化较低，导致企业收益降低，给工厂管控方法的使用带来了一定的影响，因此，提出一种基于边缘计算的工厂综合控制方法。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题在于：如何解决现有的工厂管控方法，管控方式单一，智能化较低，导致企业收益降低，给工厂管控方法的使用带来了一定的影响的问题，提供了一种基于边缘计算的工厂综合控制方法。
6.本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括以下步骤：
7.步骤1：用户登录进入管控系统，登录进入管控系统后查看工厂生产信息，了解工厂生产状态；
8.步骤2：用户在工程管控系统中设置产量管控模式，当用户选择自动产量管控模式时，即对实时产量信息进行监测，同时上传产品信息到互联网中，从互联网中采集产品综合数据；
9.步骤3：将产品综合数据与实时产量信息发送到边缘计算设备中，通过边缘计算设备对产品综合数据与实时产量信息进行处理生成产量调控信息，产量调控信息包括产品增产信息、产品减产信息与产品维持信息；
10.步骤4：产量调控信息生成后实时监测生产原料信息，将生产原料信息导入到边缘计算设备中，边缘计算设备对原料信息进行处理生成原料管控系统；
11.步骤5：工厂管控系统实时监测工厂内的环境信息，实时的将采集到的环境信息发送到边缘计算设备，边缘计算设备将环境信息与生产的产品信息进行实时计算处理生成对应环境调控信息；
12.步骤6：同时工厂管控系统还会实时采集工厂内的影像信息，将采集到的影像信息发送到边缘计算设备，边缘计算设备对影像信息进行处理生成安全管控信息；
13.步骤7：产量调控信息、原料管控系统、环境调控信息与安全管控信息生成后，均被发送到对应的接收终端，提示对应管控人员和控制对应设备运行。
14.进一步在于，所述步骤2中的采集产品综合数据的具体获取过程如下：将产品信息上传到互联网中，从互联网中检索上传的产品信息，从互联网中获取到与产品信息相同的其他企业的相同产品信息，即产品综合数据，其他企业的相同产品信息包括产品产量信息、
产品销量信息、产品销售时长信息与单件利润信息。
15.进一步在于，所述步骤3中的产量调控信息的具体处理过程如下：
16.步骤3-1：提取出互联网中获取到的产品综合数据，提取出m个产品综合数据；
17.步骤3-2：将产品综合数据中的产品产量信息标记为k，将产品销量信息标记为e，将产品销售时长信息标记为g，将单件利润信息标记为q；
18.步骤3-3：将所有m个产品销量信息e中的最大值eman和最小值emin去除掉后，通过公式计算出产品销量信息均值ee；
19.步骤3-4：通过与步骤三相同的过程计算出产品产量信息均值kk、产品销售时长信息均值gg与单件利润信息均值qq；
20.步骤3-5：当计算出产品销量信息均值ee与产品产量信息均值kk之间的比值获取到销产比ek，当销产比ek大于预设值，产品销售时长信息均值gg小于预设值，单件利润信息均值qq大于预设值时，即生成产品增产信息；
21.步骤3-6：当销产比ek在预设值范围内，产品销售时长信息均值gg在预设值范围内时，单件利润信息均值qq在预设值范围内时，即生成产品维持信息；
22.步骤3-7：当销产比ek小于预设值内，产品销售时长信息均值gg大于预设值时，单件利润信息均值qq小于预设值时，即生成产品减产信息。
23.进一步在于，所述m个产品综合数据中的数量随着从互联网中获取到的产品综合数据的数量变化，当从互联网中获取到的产品综合数据的数量大于预设数量时，m≥a1，当从互联网中获取到的产品综合数据的数量小于预设数量时，m≥a2，a1＞a2，a1和a2为非固定值，根据用户需求进行设定。
24.进一步在于，所述原料管控信息包括原料增加信息与原料维持信息，所述原料管控信息的具体处理过程如下：当获取到产量调控信息产品增产信息时，提取出采集到的生成原料信息，生产原料信息为生产原料剩余总量信息，此时导入产品的单个产品生产消耗消息与预估增产数量信息，将生产原料剩余总量信息标记为m1，将单个产品生产消耗消息标记为m2，将预估增产数量信息标记为r，通过公式获取到评估参数rm，当评估参数rm小于预设值时，即生成原料增加信息，当评估参数rm大于预设值时，即生成原料维持信息。
25.进一步在于，所述环境调控信息包括第一调控信息与第二调控信息，所述环境调控信息的具体处理过程如下：
26.步骤5-1：提取出采集到的工厂内的环境信息，工厂内的环境信息包括实时环境温度信息与实时环境湿度信息；
27.步骤5-2：将工厂生产的产品再次导入互联网中，获取到同种产品的生产标准湿度信息与标准温度信息；
28.步骤5-3：将实时环境温度信息标记为z1，将实时环境湿度信息标记为u1，将标准湿度信息标记为u2,标准温度信息标记为z2；
29.步骤5-4：边缘计算设备对实时环境温度信息z1和标准温度信息z2进行计算获取到温度差，当温度差超过预设范围时，即生成第一调控信息；
30.步骤5-5：同时边缘计算设备对实时环境湿度信息u1和标准湿度信息u2进行计算
获取到湿度差，当湿度差超过预设范围时，即生成第二调控信息。
31.进一步在于，所述步骤6中的边缘计算设备对影像信息进行处理生成安全管控信息的具体过程如下：
32.步骤6-1：提取出采集到的影像信息，先从影像信息中提取出各个生产设备的位置信息，之后对生成设备进行处理提取出生成设备中的危险生产设备，将危险生产设备的位置标记为ai，i为危险生产设备的数量信息；
33.步骤6-2：再提出影像信息，对影像信息进行操作人员位置识别，获取到操作人员位置，将其标记为yj，j为操作人员位置信息的数量信息；
34.步骤6-3：对所有的操作人员位置信息yj与危险生产设备的位置进行连线获取到多个测距线，当存在测距线小于预设值距离时，即生成安全管控信息，安全管控信息被发送到预设接收终端，控制预设接收终端发出警报信息。
35.进一步在于，所述步骤6-2中的对影像信息进行操作人员位置识别，获取到操作人员位置的具体过程如下：操作人员在进入工厂时需穿着工作服并佩戴安全帽，在安全帽上设置了预设标识图案，当获取到影像信息后，将预设标识图案导入到影像信息中，从影像信息中检索与预设标识图案相似度大于预设值的图案，当发现相似度大于预设值的图案时，即标记为操作人员位置。
36.本发明相比现有技术具有以下优点：该基于边缘计算的工厂综合管控方法，通过边缘计算设备对采集企业产品信息与从互联网中获取其他企业的相同产品信息进行综合化的处理，能够了解到企业工厂是否需要进行产量的调控，从而实现对企业产量的智能化管控，避免工厂盲目增产或减产导致的经济损失，同时通过边缘计算的方式，实时的了解到生产原料的数量，减少增产时原料不足或者减产时原料堆积的状况发生，实现了对生产原料的智能管控，本发明通过边缘计算的工厂生产环境和人员安全进行了智能化的管控，从而让该方法实现了更加智能化综合化的一体式管控，所有计算过程通过边缘计算的方式进行，能够有效的加快相关数据的处理速度，保证综合管控效率，同时通过边缘计算的设置有效的减少了工厂内的网络占用等，保证了工厂其他设备的网络稳定，让该方法更加值得推广使用。
附图说明
37.图1是本发明的流程图。
具体实施方式
38.下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
39.实施例：如图1所示，本实施例提供一种技术方案：一种基于边缘计算的工厂综合控制方法，包括以下步骤：
40.步骤1：用户登录进入管控系统，登录进入管控系统后查看工厂生产信息，了解工厂生产状态；
41.步骤2：用户在工程管控系统中设置产量管控模式，当用户选择自动产量管控模式
时，即对实时产量信息进行监测，同时从上传产品信息到互联网中，从互联网中采集产品综合数据；
42.步骤3：将产品综合数据与实时产量信息发送到边缘计算设备中，通过边缘计算设备对产品综合数据与实时产量信息进行处理生成产量调控信息，产量调控信息包括产品增产信息、产品减产信息与产品维持信息；
43.步骤4：产量调控信息生成后实时监测生产原料信息，将生产原料信息导入到边缘计算设备中，边缘计算设备对原料信息进行处理生成原料管控系统；
44.步骤5：工厂管控系统实时监测工厂内的环境信息，实时的将采集到的环境信息发送到边缘计算设备，边缘计算设备将环境信息与生产的产品信息进行实时计算处理生成对应环境调控信息；
45.步骤6：同时工厂管控系统还会实时采集工厂内的影像信息，将采集到的影像信息发送到边缘计算设备，边缘计算设备对影像信息进行处理生成安全管控信息；
46.步骤7：产量调控信息、原料管控系统、环境调控信息与安全管控信息生成后，均被发送到对应的接收终端，提示对应管控人员和控制对应设备运行。
47.通过边缘计算设备对采集企业产品信息与从互联网中获取其他企业的相同产品信息进行综合化的处理，能够了解到工厂是否需要进行产量的调控，从而实现对企业产量的智能化管控，避免工厂盲目增产或减产导致的经济损失，同时通过边缘计算的方式，实时的了解到生产原料的数量，减少增产时原料不足或者减产时原料堆积的状况发生，实现了对生产原料的智能管控，本发明通过边缘计算的工厂生产环境和人员安全进行了智能化的管控，从而让该方法实现了更加智能化综合化的一体式管控，所有计算过程通过边缘计算的方式进行，能够有效的加快相关数据的处理速度，保证综合管控效率，同时通过边缘计算的设置有效的减少了工厂内的网络占用等，保证了工厂其他设备的网络稳定，让该方法更加值得推广使用。
48.所述步骤2中的采集产品综合数据的具体获取过程如下：将产品信息上传到互联网中，从互联网中检索上传的产品信息，从互联网中获取到与产品信息相同的其他企业的相同产品信息，即产品综合数据，其他企业的相同产品信息包括产品产量信息、产品销量信息、产品销售时长信息与单件利润信息；
49.通过将工厂生产的产品信息上传到互联网中，从互联网获取到其他企业工厂等生产该产品的数据来为后续的产量调控等提供数据支撑。
50.所述步骤3中的产量调控信息的具体处理过程如下：
51.步骤3-1：提取出互联网中获取到的产品综合数据，提取出m个产品综合数据；
52.步骤3-2：将产品综合数据中的产品产量信息标记为k，将产品销量信息标记为e，将产品销售时长信息标记为g，将单件利润信息标记为q；
53.步骤3-3：将所有m个产品销量信息e中的最大值eman和最小值emin去除掉后，通过公式计算出产品销量信息均值ee；
54.步骤3-4：通过与步骤3相同的过程计算出产品产量信息均值kk、产品销售时长信息均值gg与单件利润信息均值qq；
55.步骤3-5：当计算出产品销量信息均值ee与产品产量信息均值kk之间的比值获取
到销产比ek，当销产比ek大于预设值，产品销售时长信息均值gg小于预设值，单件利润信息均值qq大于预设值时，即生成产品增产信息；
56.步骤3-6:当销产比ek在预设值范围内，产品销售时长信息均值gg在预设值范围内时，单件利润信息均值qq在预设值范围内时，即生成产品维持信息；
57.步骤3-7：当销产比ek小于预设值内，产品销售时长信息均值gg大于预设值时，单件利润信息均值qq小于预设值时，即生成产品减产信息；
58.通过上述过程，能够智能化根据市场的对厂房加工的产品量进行调控管控，有效的减少了因为盲目增产导致的产品库存挤压降价售卖和盲目减产导致的企业的经济损失，更好的实现了工厂的生产量的调控管控。
59.所述m个产品综合数据中的数量随着从互联网中获取到的产品综合数据的数量变化，当从互联网中获取到的产品综合数据的数量大于预设数量时，m≥a1，当从互联网中获取到的产品综合数据的数量小于预设数量时，m≥a2，a1＞a2，a1和a2为非固定值，根据用户需求进行设定；
60.通过上述设置，实现了根据实际状况来设定提取数据，从而保证获取到数据更加准确的同时，避免了采集过多无用数据影响数据分析效率的状况发生。
61.所述原料管控信息包括原料增加信息与原料维持信息，所述原料管控信息的具体处理过程如下：当获取到产量调控信息产品增产信息时，提取出采集到的生成原料信息，生产原料信息为生产原料剩余总量信息，此时导入产品的单个产品生产消耗消息与预估增产数量信息，将生产原料剩余总量信息标记为m1，将单个产品生产消耗消息标记为m2，将预估增产数量信息标记为r，通过公式获取到评估参数rm，当评估参数rm小于预设值时，即生成原料增加信息，当评估参数rm大于预设值时，即生成原料维持信息；
62.通过上述过程，实现了根据生产计划来智能化的控制原料的数量，避免生成原料堆积过多，导致的原料损耗和原料不足影响产品加工生成的状况发生。
63.所述环境调控信息包括第一调控信息与第二调控信息，所述环境调控信息的具体处理过程如下：
64.步骤5-1：提取出采集到的工厂内的环境信息，工厂内的环境信息包括实时环境温度信息与实时环境湿度信息；
65.步骤5-2：将工厂生产的产品再次导入互联网中，获取到同种产品的生产标准湿度信息与标准温度信息；
66.步骤5-3：将实时环境温度信息标记为z1，将实时环境湿度信息标记为u1，将标准湿度信息标记为u2,标准温度信息标记为z2；
67.步骤5-4：边缘计算设备对实时环境温度信息z1和标准温度信息z2进行计算获取到温度差，当温度差超过预设范围时，即生成第一调控信息；
68.步骤5-5：同时边缘计算设备对实时环境湿度信息u1和标准湿度信息u2进行计算获取到湿度差，当湿度差超过预设范围时，即生成第二调控信息；
69.通过上述过程，实现了智能化的对厂房环境的管控调控，让厂房的环境信息始终处于标准状态，大大减少了工厂内环境异常影响生产出的产品品质的状况发生，即从另一方面保证了产品的良品率，提升了工厂的生产效益。
70.所述步骤6的边缘计算设备对影像信息进行处理生成安全管控信息的具体过程如下：
71.步骤6-1：出采集到的影像信息，先从影像信息中提取出各个生产设备的位置信息，之后对生成设备进行处理提取出生成设备中的危险生产设备，将危险生产设备的位置标记为ai，i为危险生产设备的数量信息；
72.步骤6-2：再提出影像信息，对影像信息进行操作人员位置识别，获取到操作人员位置，将其标记为yj，j为操作人员位置信息的数量信息；
73.步骤6-3：对所有的操作人员位置信息yj与危险生产设备的位置进行连线获取到多个测距线，当存在测距线小于预设值距离时，即生成安全管控信息，安全管控信息被发送到预设接收终端，控制预设接收终端发出警报信息；
74.通过上述过程，实现了对工厂内的安全管控，能够及时的发现危险设备周围是否存在人员，大大减少了工厂生产过程中的生产事故的发生，有效的保障操作人员的安全，提升了工厂的安全防护效果。
75.所述步骤6-2中的对影像信息进行操作人员位置识别，获取到操作人员位置的具体过程如下：操作人员在进入工厂时需穿着工作服并佩戴安全帽，在安全帽上设置了预设标识图案，当获取到影像信息后，将预设标识图案导入到影像信息中，从影像信息中检索与预设标识图案相似度大于预设值的图案，当发现相似度大于预设值的图案时，即标记为操作人员位置；
76.通过上述步骤，更加准确的进行操作人员位置的识别，避免了识别出错导致的意外发生。
77.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
78.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
79.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种基于边缘计算的工厂综合控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：用户登录进入管控系统，登录进入管控系统后查看工厂生产信息，了解工厂生产状态；步骤2：用户在工程管控系统中设置产量管控模式，当用户选择自动产量管控模式时，即对实时产量信息进行监测，同时从上传产品信息到互联网中，从互联网中采集产品综合数据；步骤3：将产品综合数据与实时产量信息发送到边缘计算设备中，通过边缘计算设备对产品综合数据与实时产量信息进行处理生成产量调控信息，产量调控信息包括产品增产信息、产品减产信息与产品维持信息；步骤4：产量调控信息生成后实时监测生产原料信息，将生产原料信息导入到边缘计算设备中，边缘计算设备对原料信息进行处理生成原料管控系统；步骤5：工厂管控系统实时监测工厂内的环境信息，实时的将采集到的环境信息发送到边缘计算设备，边缘计算设备将环境信息与生产的产品信息进行实时计算处理生成对应环境调控信息；步骤6：同时工厂管控系统还会实时采集工厂内的影像信息，将采集到的影像信息发送到边缘计算设备，边缘计算设备对影像信息进行处理生成安全管控信息；步骤7：产量调控信息、原料管控系统、环境调控信息与安全管控信息生成后，均被发送到对应的接收终端，提示对应管控人员和控制对应设备运行。2.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的工厂综合控制方法，其特征在于：所述步骤2中的采集产品综合数据的具体获取过程如下：将产品信息上传到互联网中，从互联网中检索上传的产品信息，从互联网中获取到与产品信息相同的其他企业的相同产品信息，即产品综合数据，其他企业的相同产品信息包括产品产量信息、产品销量信息、产品销售时长信息与单件利润信息。3.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的工厂综合控制方法，其特征在于：所述步骤3中的产量调控信息的具体处理过程如下：步骤3-1：提取出互联网中获取到的产品综合数据，提取出m个产品综合数据；步骤3-2：将产品综合数据中的产品产量信息标记为k，将产品销量信息标记为e，将产品销售时长信息标记为g，将单件利润信息标记为q；步骤3-3：将所有m个产品销量信息e中的最大值eman和最小值emin去除掉后，通过公式计算出产品销量信息均值ee；步骤3-4：通过与步骤三相同的过程计算出产品产量信息均值kk、产品销售时长信息均值gg与单件利润信息均值qq；步骤3-5：当计算出产品销量信息均值ee与产品产量信息均值kk之间的比值获取到销产比ek，当销产比ek大于预设值，产品销售时长信息均值gg小于预设值，单件利润信息均值qq大于预设值时，即生成产品增产信息；步骤3-6：当销产比ek在预设值范围内，产品销售时长信息均值gg在预设值范围内时，单件利润信息均值qq在预设值范围内时，即生成产品维持信息；步骤3-7：当销产比ek小于预设值内，产品销售时长信息均值gg大于预设值时，单件利
润信息均值qq小于预设值时，即生成产品减产信息。4.根据权利要求3所述的一种基于边缘计算的工厂综合控制方法，其特征在于：m个产品综合数据中的数量随着从互联网中获取到的产品综合数据的数量变化，当从互联网中获取到的产品综合数据的数量大于预设数量时，m≥a1，当从互联网中获取到的产品综合数据的数量小于预设数量时，m≥a2，a1＞a2，a1和a2为非固定值，根据用户需求进行设定。5.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的工厂综合控制方法，其特征在于：原料管控信息包括原料增加信息与原料维持信息，原料管控信息的具体处理过程如下：当获取到产量调控信息产品增产信息时，提取出采集到的生产原料信息，生产原料信息为生产原料剩余总量信息，此时导入产品的单个产品生产消耗消息与预估增产数量信息，将生产原料剩余总量信息标记为m1，将单个产品生产消耗消息标记为m2，将预估增产数量信息标记为r，通过公式获取到评估参数rm，当评估参数rm小于预设值时，即生成原料增加信息，当评估参数rm大于预设值时，即生成原料维持信息。6.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的工厂综合控制方法，其特征在于：环境调控信息包括第一调控信息与第二调控信息，所述环境调控信息的具体处理过程如下：步骤5-1：提取出采集到的工厂内的环境信息，工厂内的环境信息包括实时环境温度信息与实时环境湿度信息；步骤5-2：将工厂生产的产品再次导入互联网中，获取到同种产品的生产标准湿度信息与标准温度信息；步骤5-3：将实时环境温度信息标记为z1，将实时环境湿度信息标记为u1，将标准湿度信息标记为u2,标准温度信息标记为z2；步骤5-4：边缘计算设备对实时环境温度信息z1和标准温度信息z2进行计算获取到温度差，当温度差超过预设范围时，即生成第一调控信息；步骤5-5：同时边缘计算设备对实时环境湿度信息u1和标准湿度信息u2进行计算获取到湿度差，当湿度差超过预设范围时，即生成第二调控信息。7.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的工厂综合控制方法，其特征在于：所述步骤6中的边缘计算设备对影像信息进行处理生成安全管控信息的具体过程如下：步骤6-1：提取出采集到的影像信息，先从影像信息中提取出各个生产设备的位置信息，之后对生成设备进行处理提取出生成设备中的危险生产设备，将危险生产设备的位置标记为ai，i为危险生产设备的数量信息；步骤6-2：再提出影像信息，对影像信息进行操作人员位置识别，获取到操作人员位置，将其标记为yj，j为操作人员位置信息的数量信息；步骤6-3：对所有的操作人员位置信息yj与危险生产设备的位置进行连线获取到多个测距线，当存在测距线小于预设值距离时，即生成安全管控信息，安全管控信息被发送到预设接收终端，控制预设接收终端发出警报信息。8.根据权利要求7所述的一种基于边缘计算的工厂综合控制方法，其特征在于：所述步骤6-2中的对影像信息进行操作人员位置识别，获取到操作人员位置的具体过程如下：操作人员在进入工厂时需穿着工作服并佩戴安全帽，在安全帽上设置了预设标识图案，当获取到影像信息后，将预设标识图案导入到影像信息中，从影像信息中检索与预设标识图案相
似度大于预设值的图案，当发现相似度大于预设值的图案时，即标记为操作人员位置。

技术总结
本发明公开了一种基于边缘计算的工厂综合控制方法，步骤一：用户登录进入管控系统，登录进入管控系统后查看工厂生产信息，了解工厂生产状态；步骤二：用户在工程管控系统中设置产量管控模式，当用户选择自动产量管控模式时，即对实时产量信息进行监测，同时上传产品信息到互联网中，从互联网中采集产品综合数据；步骤三：将产品综合数据与实时产量信息发送到边缘计算设备中，通过边缘计算设备对产品综合数据与实时产量信息进行处理生成产量调控信息，产量调控信息包括产品增产信息、产品减产信息与产品维持信息；步骤四：产量调控信息生成后实时监测生产原料信息。本发明能够实现更加智能化的工厂综合管控，保证了企业收益和生产安全。和生产安全。和生产安全。


技术研发人员：王超 陶军 段靖海 包祥文 韩峰
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：2023.04.23
技术公布日：2023/7/20