用于边缘交互的调度信息建模方法、装置、设备和存储介质

技术领域

本发明涉及生产管理技术领域，具体涉及一种用于边缘交互的调度信息建模方法、装置、设备和存储介质。

背景技术

在生产制造过程中排产计划的计算与制定需要耗费大量的人力、物力以及时间成本，而随着生产管理系统朝着边缘计算化发展，排产计算服务也成为了边缘计算模块的关键组成部分之一。

在生产管理系统中通常将排产计算服务部署在系统的服务层，相应的调度结果数据在服务层计算完成，然后将调度结果数据传输到管理层，随后由相应的管理人员根据生成的调度结果数据进行相应控制指令的发布，而调度结果数据通常以甘特图、表格等形式进行展示，需要管理人员对调度结果数据进行相应的理解整理后再将相应设备的调度指令发送至相应的设备操作人员进行实施。人工的介入无疑降低了调度结果实施的效率，也限制了服务层与管理层之间的交互效率。

发明内容

为解决现有技术存在调度结果数据交互效率低的问题，本发明提供了一种用于边缘交互的调度信息建模方法、装置、设备和存储介质，其具有交互效率更高、调度结果识别更加快速等特点。

根据本发明具体实施方式提供的一种用于边缘交互的调度信息建模方法，包括：

获取调度结果数据；

基于预设分类规则对所述调度结果数据中的工序进行分类，以生成相应的工序状态数据，所述工序状态数据中包括有每个所述工序的操作信息；

生成与所述工序状态数据中的每个所述工序的操作信息匹配的数据标识；

基于所述数据标识和所述操作信息，生成每个所述工序的操作指令，以所述操作指令与管理层进行交互。

进一步的，所述基于预设分类规则对所述调度结果数据中的工序进行分类，以生成相应的工序状态数据，包括：

基于所述工序对应的处理设备的类型将所述工序分为运输阶段和加工阶段，以生成相应阶段的所述工序状态数据。

进一步的，所述工序的处理设备的类型的获取过程，包括：

获取所述工序对应的处理设备的设备信息，对所述设备信息进行识别，以确定所述处理设备的类型。

进一步的，所述生成与所述工序状态数据中的每个所述工序的操作信息匹配的数据标识，包括：

基于预设转换规则将所述操作信息转换为包含标签名称以及标签内容的所述数据标识。

进一步的，所述基于所述数据标识和所述操作信息，生成每个所述工序的操作指令，以所述操作指令与管理层进行交互，包括：

基于JSON数据交换格式将所述数据标识和所述操作信息处理为JSON格式的操作指令数据块，以所述JSON格式的操作指令数据块与所述管理层进行交互。

进一步的，所述调度结果数据的获取包括：基于简单启发式方法和/或智能启发式方法获取调度结果数据；

所述简单启发式方法包括以即到即服务和加工时间最短优先为目标进行工序调度的方法；

所述智能启发式方法包括基于遗传算法和/或粒子群算法进行工序调度的方法。

根据本发明具体实施方式提供的一种用于边缘交互的调度信息建模装置，包括：

读取模块，用于获取调度结果数据；

分类模块，用于基于预设分类规则对所述调度结果数据中的工序进行分类，以生成相应的工序状态数据，所述工序状态数据中包括有每个所述工序的操作信息；

标识转换模块，用于生成与所述工序状态数据中的每个所述工序的操作信息匹配的数据标识；以及

格式转换模块，用于基于所述数据标识和所述操作信息，生成每个所述工序的操作指令，以所述操作指令与管理层进行交互。

根据本发明具体实施方式提供的一种设备，包括：存储器和处理器；

所述存储器用于存储程序；

所述处理器用于执行所述程序实现如上所述的用于边缘交互的调度信息建模方法的各个步骤。

根据本发明具体实施方式提供的一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的用于边缘交互的调度信息建模方法的各个步骤。

本发明的有益效果为：通过获取调度结果数据，基于预设分类规则对调度结果数据中的工序进行分类，以生成相应的工序状态数据，其中工序状态数据中包括有每个工序的操作信息；生成与工序状态数据中的每个工序的操作信息匹配的数据标识；基于数据标识和操作信息，生成每个工序的操作指令，以操作指令与管理层进行交互，使得操作指令可以直接被管理层进行识别和处理，从而使得相应的管理层能够直接根据操作指令对处理设备进行调度，不再单纯依赖于人的操作，从而提高了调度结果实施的效率，也使得服务层与管理层之间的交互更加的高效。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是根据一示例性实施例提供的用于边缘交互的调度信息建模方法的流程图；

图2是根据一示例性实施例提供的调度结果数据的结构图；

图3是根据一示例性实施例提供的工序状态数据的结构图；

图4是根据一示例性实施例提供的数据标识的对照表；

图5是根据一示例性实施例提供的用于边缘交互的调度信息建模装置的原理图；

图6是根据一示例性实施例提供的设备的原理图。

附图标记

1-读取模块；2-分类模块；3-标识转换模块；4-格式转换模块；5-存储器；6-处理器。

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。

参照图1所示，本发明的实施例提供了一种用于边缘交互的调度信息建模方法，具体包括以下步骤：

101、获取调度结果数据；

通常生产排产中的调度结果的计算可通过采用常规的简单启发式方法和智能启发式方法进行计算，其中简单启发式方法可包括以即到即服务、加工时间最短优先等目的为目标进行调度结果的计算；智能启发式方法包括以遗传算法、粒子群算法等进行调度结果数据的计算，一般计算出的调度结果数据可通过甘特图进行可视化展示。

102、基于预设分类规则对调度结果数据中的工序进行分类，以生成相应的工序状态数据，工序状态数据中包括有每个工序的操作信息；

因为调度结果数据中的工序一般是以相应的处理设备为基础进行划分的，因此可以处理设备为分类的基础对调度结果数据中的工序进行分类，从而形成工序状态数据，其中工序状态数据包括有每个工序的操作信息，如工件信息、加工设备、运输设备、设备状态、加工时间、开始时间、完工时间等加工需要的信息。

103、生成与工序状态数据中的每个工序的操作信息匹配的数据标识；

将工序的上述操作信息可通过相应的转换规则转换为通用的数据标识，以标识的形式对操作信息中的操作内容等信息进行表示，进而将操作信息转换为统一格式的可进行翻译的数据标识。

104、基于数据标识和操作信息，生成每个工序的操作指令，以操作指令与管理层进行交互。

结合数据标识和相应的操作信息，可生成每个工序的操作指令，通过该指令可使得生产管理系统的服务层和管理层之间能够直接的进行指令的交互，从而使相应的管理层能够直接根据操作指令对处理设备进行调度，不再单纯依赖于人的操作，提高了调度结果实施的效率，也使得服务层与管理层之间的交互更加的高效。

在本发明的另一具体实施例中，基于预设分类规则对调度结果数据中的工序进行分类，以生成相应的工序状态数据，包括：

基于工序对应的处理设备的类型将工序分为运输阶段和加工阶段，以生成相应阶段的工序状态数据。

其中工序的处理设备的类型的获取过程，包括：

获取工序对应的处理设备的设备信息，对设备信息进行识别，以确定处理设备的类型。

因为工件的生产制造的过程可分为运输阶段和加工阶段，而相应处理阶段又是由各种处理设备进行处理的，则可通过对处理设备的类型的划分将工序分为运输阶段和加工阶段，其中运输阶段可以机器人、AGV、行架等设备为载体进行工件的运输。加工阶段以车床、铣床、磨床、钻床，加工中心等设备为载体。

相应设备信息的获取可通过获取调度结果中工序的处理设备的信息，并进行相应的识别后即可确定处理设备的类型。以调度结果数据的甘特图展示型为例，甘特图是以处理设备进行的工序的划分，对于每个处理设备对应按时间排序有工件的工序，那么只需通过查找等方式找到相应的工序，如横纵坐标的形式确定了工序的位置那么工序相应的处理设备也就确定了，在读取相应设备的信息后即可确定设备的类型。对于设备信息的获取过程，本领域技术人员可根据实际的应用需求选择现有的识别方式即可，本发明在此不再赘述。

在本发明的一些具体实施例中，生成与工序状态数据中的每个工序的操作信息匹配的数据标识，包括：

基于预设转换规则将操作信息转换为包含标签名称以及标签内容的数据标识。

具体的，参照图4所示的对照表每一个调度结果中的工序操作信息包括工序实体编码(ID)、工序的工件编号(Job)、工序号(Ope)、操作工序的设备编号(Mac)、工序的开始时间(Start)、工序的结束时间(End)、操作工序的设备状态(Status)和工序实体的全信息(Con)在内的标签名称，然后每个标签名称有相应的定义，对应的标签内容可由数字、英文字母和其他字符构成对操作信息的内容进行表示，同时具有相应的解释。在具体应用时对于一个生产管理系统可采用一套轻量化、规范化的全调度信息建模规范即可。

可以理解的是，关于标签名称以及标签名称的具体定义的形式和内容，本领域技术人员可根据实际应用场景的不同进行选择，本发明在此不做限制。

基于数据标识和操作信息，生成每个工序的操作指令，以操作指令与管理层进行交互，包括：

基于JSON数据交换格式将数据标识和操作信息处理为JSON格式的操作指令数据块，以JSON格式的操作指令数据块与管理层进行交互。

在数据标识转换完成后的工序集信息表达为一个JSON数据块，JSON(JavaScriptObject Notation)是一种轻量级的数据交换格式。易于人阅读和编写，同时也易于机器解析和生成。以工件3工序2的实际运输阶段和加工准备阶段为例，可生成如下形式的JSON数据：

其中ID为7的数据块为工件3工序2的实际运输阶段，相应运输设备的编号为T1，开始时间为工序的调度任务从0时刻开始，到现在的时间节点为315分钟，结束时间为工序的调度任务从0时刻开始，到目前的时间节点为325分钟，运输设备的状态为实际运输阶段，对应工序状态T

同理ID为8的数据块为工件3工序2的加工准备阶段，加工设备的编号为M1，加工开始时间为工序的调度任务从0时刻开始，到现在的时间节点为325分钟，结束时间为从0时刻开始，到现在的时间节点为328分钟，设备状态为加工准备阶段，实际状态为工件3的工序2的加工准备阶段。这样可将调度结果数据表示为多个数据块组成的实体JSON数据，基于实体JSON数据具有轻量化的特点，可实现生产管理系统内以及系统之间的快速交互，接收到数据的系统按照相同规则解析获取调度信息即可。

其中参照图4所示的操作信息转换的对照表，工序的操作信息包括工序对应的工件信息、加工设备、运输设备、设备状态、加工时间、开始时间、完工时间等，参照图2所示ID为8的数据块为图2在M1纵坐标示意出来的工序中的一个状态，其中一个状态在甘特图里显示是一个矩形框，甘特图上该区域显示的(3，2)表示工件3的工序2，纵坐标M1表示了相应的加工设备编号，工序状态矩形框的左右两边对应横坐标的数值分别表示该状态的开始时间和结束时间，状态本身为加工准备阶段。基于上述工序操作信息，参照图4所示规则，则可生成ID为8的JSON数据块。

下面将结合对调度结果数据的甘特图的表示形式的处理过程，对本发明的调度信息交互方法进行进一步的说明：

参照图2所示，设定全调度结果数据为D，定义如下：

D＝(O,E) 公式(1)

公式(1)中的O是调度结果数据中所有工序组成的工序集，例如：O＝{O

公式(1)中的E表示工序在设备上的分配信息集，定义如下：

公式(2)中的E

然后将制造过程分为运输阶段和加工阶段，运输阶段以机器人、AGV、行架等设备为载体，加工阶段以车床、铣床、磨床、钻床，加工中心等设备为载体，不同阶段的工序信息组成不同，对于任意一个工序的状态组成定义如下：

O'＝∪(T

其中公式(3)中的'(T

公式(3)中的∪(T

将调度结果数据D作为输入，对D中E

其中工序的分类根据设备类型分为运输阶段和加工阶段。由于排产调度结果数据最后的实施对象是加工设备和运输设备，而且两种处理设备的实施内容是不同的，以调度结果数据的甘特图为例所有工序按照被加工设备执行和运输设备执行进行分类。具体可包括如下处理步骤：

201、遍历甘特图里每一个纵坐标；

202、对纵坐标表示的为加工设备还是运输设备进行判断；

203、若该纵坐标为加工设备，则相应此行所有的工序为加工阶段的工序，加工阶段中所有的工序状态数据组成相应为∪(T

204、若该纵坐标为运输设备，则相应此行所有的工序为运输阶段的工序，运输阶段中所有的工序状态数据组成相应为∪(T

如图2所示，解释了调度结果数据提取与解析过程，描述了一个调度结果甘特图的运输过程与加工过程状态组成，图中表示有三个工件在三台加工设备、一台运输设备上的调度结果数据，提取工件3的第2道工序的运输过程，可以得到其状态有∪(T

结合调度结果数据D以及解析的结果，对D中所有工序状态数据O'中所有状态进行模块化操作指令数据块的构建，建立基于JSON(JavaScript Object Notation)的操作指令数据块模型，JSON是一种轻量级的数据交换格式，其中每一个JSON块表示工序数据中的一种状态。

参照图3所示的工件实际运输过程与加工准备阶段转译成JSON数据块的过程。其中两个操作指令数据块分别表示了ID为7的数据块为工件3工序2的实际运输阶段，ID为8的数据块为工件3工序2的加工准备阶段。

基于同样的设计思路参照图5所示本发明的实施例还提供了一种用于边缘交互的调度信息建模装置，用于执行上述用于边缘交互的调度信息建模方法中的各个步骤，包括：

读取模块1，用于获取调度结果数据；

分类模块2，用于基于预设分类规则对调度结果数据中的工序进行分类，以生成相应的工序状态数据，工序状态数据中包括有每个工序的操作信息；

标识转换模块3，用于生成与工序状态数据中的每个工序的操作信息匹配的数据标识；以及

格式转换模块4，用于基于数据标识和操作信息，生成每个工序的操作指令，以操作指令与管理层进行交互。

本实施例所提供的调度信息交互装置和上述实施例所提供的调度信息交互方法具有相同的有益效果，在此不再赘述。

参照图6所示本发明的实施例还提供了一种设备，包括：存储器5和处理器6；

存储器5用于存储程序；

处理器6用于执行程序实现如上实施例所述的用于边缘交互的调度信息建模方法的各个步骤。

本发明的实施例还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有计算机程序，当计算机程序被处理器执行时，实现如上实施例所述的用于边缘交互的调度信息建模方法的各个步骤。

本发明上述实施例所提供的用于边缘交互的调度信息建模方法、装置、设备和存储介质，从调度结果数据出发，面向边缘计算框架下的智能制造模式，通过建立包含工件信息、加工设备、运输设备、设备状态、加工时间、开始时间、完工时间等全调度信息的数据块进行调度结果数据的交互，为实际生产中的结果在不同系统之间的交互以及系统内的交互提供了高效可行的新途径，提高了调度结果数据交互的效率，并可基于JSON数据格式规则进行交互，具有轻量化、规范化的特点。

对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本发明各实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减，各实施例中记载的技术特征可以进行替换或者组合。

本发明各实施例种装置及终端中的模块和子模块可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的终端，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的终端实施例仅仅是示意性的，例如，模块或子模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个子模块或模块可以结合或者可以集成到另一个模块，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的模块或子模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块或子模块的部件可以是或者也可以不是物理模块或子模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块或子模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块或子模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块或子模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块或子模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块或子模块集成在一个模块中。上述集成的模块或子模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块或子模块的形式实现。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件单元，或者二者的结合来实施。软件单元可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。