制造执行云平台设备服务化封装关键技术

发布时间：2020-10-28 04:43

　　 在云制造大背景下,以及工业互联网、物联网、传感器、云计算等高新信息技术和传统制造技术的融合,制造车间的数字化、信息化、云端化、智能化逐渐成为现在制造企业进行信息化改造的主要方向。在此背景下,利用人工记录制造数据的传统方式已经不能在满足云制造执行的需求,制造企业急需对制造设备进行信息化升级改造。然而,面对车间种类繁多和类型不一的制造设备需要定制信息系统才能实现制造数据的实时采集和分享,很难形成一个统一的制造设备集成方案。因此,本文针对云端制造执行系统对制造设备提出的云端化接入需求,本课题利用Agent技术对制造设备进行服务化封装来实现现场制造数据的采集,利用基于WebClient的轻量级服务调用框架实现制造数据共享。首先,针对制造企业对现场制造数据采集问题,本课题提出了一种基于Agent技术的制造设备服务化封装和云端接入新模式。这种服务化的制造设备接入模式利用Agent制造设备服务实现对不同类型的制造设备进行服务化封装,并利用消息队列实现制造设备接入服务和制造执行云平台的弱耦合集成。作为外部应用和制造设备之间数据交互桥梁,Agent制造设备接入服务向下负责同不同类型制造设备的针对性接入,向上利用消息队列同制造执行云平台或者第三方应用服务进行集成。Agent制造服务可以实现即插即用的制造设备服务化封装和云端化接入。其次,针对Agent制造设备接入服务同数据融合服务或者第三方应用的数据交互复杂导致的制造数据共享问题,本课题设计并实现了一种基于WebClient的声明式服务调用框架。该声明式服务调用框架提供基于HTTP协议的RESTful服务资源调用方式来实现Agent制造设备接入服务和数据融合服务之间的轻量级信息通信。这种声明式服务调用方式针对服务提供者而言只需要根据服务资源提供对应的RESTful接口即可,针对服务消费者而言只需要利用HTTP客户端对远程服务资源的连接信息进行封装即可对远程的制造设备服务资源进行访问。本课题利用Agent制造设备融合服务实现了不同种类和类型制造设备的服务化封装和接入,并借助消息队列实现了制造设备的云端化接入。这种即插即用的制造设备服务化封装接入模式极大地满足了国内中小型制造企业对生产车间的信息化改造升级。
【学位单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：F425;TP393.09
【部分图文】：

12图 2-1 制造设备服务化接入整体架构Fig.2-1 The architecture of integration service of devices2.3.1 制造设备层生产制造车间中制造设备层位于整个生产制造体系的底层，囊括了整个制造过程中所需的工业制造资源和生产设备资源等各种生产制造资源，是整个制造车间的生产基础资源。其中，工业制造资源包括物料资源、人力资源、能力资源，该类型的资源自身就是制造数据，但是这些数据无法主动向外提供需要数据消费者利用物联网技术主动去获取数据，所以称这些资源为被动制造资源。生产设备资源按照向外提供数据的方式可以分为自动设备资源和半自动设备资源。自动设备资源类型的

图 3-1 基于 Agent 的制造设备服务化接入模型Fig.3-1 The devices integration model based agent technology.1 制造设备接入制造车间中的制造设备按照信息化等级程度可以分为拥有配套信息控制系统造设备，提供了 NB-LOT、工业 WiFi、DNC 网卡、宏指令、PLC 等通信模块留通信模块的制造设备，以及未提供任何接入模块需要记性被动接入的制造设本文针对这三类设备提出基于 Agent 的服务化设备接入方案，一个 Agent 服务一种制造设备通信模块进行集成接入，从而针对不同信息化等级的设备都可以针对性的制造设备接入。通过 Agent 服务可以对制造车间各种类型和型号的制备实现统一接入。图 3-2 为 Agent 服务中制造设备接入模块和制造设备类型的关系。

图 3-2 Agent 服务中制造设备接入模块和制造设备类型的对应关系Fig.3-2 The corresponding relationship between integration module of agent service and devicetype针对拥有配套信息控制系统的制造设备而言，Agent 服务可以直接利用制造设备信息控制系统预留的数据接口进行集成。Agent 服务只需要按照制造设备配套的信息控制系统提供的协议进行制造数据的读取和生产控制指令的下达即可，通常这类信息控制系统会提供基于 XML 格式的通信协议，在 Agent 中对应的设备集成模块只需按照 XML 格式协议进行数据的封装即可实现对拥有配套信息控制系统的控制设备的服务化接入。针对仅仅提供了诸如 DNC 网卡、宏指令模块、PLC 通信模块、RFID 读卡器等数据通信模块的制造设备，Agent 服务中需要针对制造设备中的通信模块提供对应的数据集成模块来实现制造设备的接入。制造设备生产商为设备提供 NDC 接口通常是采用 TCP/IP 协议的以太网传输实现数据交互的；因此，Agent服务可以利用 TCP/IP 协议和设备生产上提供的 DNC 接口开发工具包开发对应的
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本文编号：2859608