管理工厂资源消耗的方法、设备、和系统

技术领域

本公开涉及工业生产领域，并且具体而言，涉及用于管理工厂的多个生产区域的资源消耗的方法、设备和系统。

背景技术

水、电力、燃料等各类资源消耗是工业生产的成本的主要构成部分之一。资源消耗是工业生产的各个环节的重要指标。通过对资源消耗进行监控、管理、分析等，可以掌握资源成本比重和资源消耗趋势。通过将资源消耗的目标细分到各个生产区域，可以明确资源管理责任，实现精细化的资源管理。这有助于降低生产成本，提高产品的市场竞争力。

资源消耗的监控、管理、分析通常要依赖于分布在工厂各处的资源量表来进行。资源量表诸如是水表、电表、燃气表或者其他直接统计资源消耗量的仪表。随着现代工业的发展，工厂的规模日益大型化。大型工厂通常占地面积广阔、生产环境复杂、并且使用种类繁多的资源量表来度量各种资源的消耗量。这些资源量表常常分散地分布在工厂的各个生产区域，其中可能包括不适宜人类作业的区域。传统的人工抄表方式存在抄表时间长、抄表率不足、实时性差、数据质量差、报表统计不便等问题。为了实现精细化的资源管理，通常需要在每天的各个生产班次开始前和结束后都记录量表的读数。但是，在实际生产过程中，每天的生产班次可能是2-3个班次或更多班次，很难在每个生产班次开始之前和结束之后将全部量表数值记录下来。精细化的资源管理还要求对工厂的各个生产区域分别进行资源管理，这对于量表数据的实时性、准确性提出了进一步的要求。

因此，需要用于管理多个生产区域的资源消耗的改进的方法、设备和系统。

发明内容

本公开旨在提供用于管理多个生产区域的资源消耗的改进的方法、设备和系统。

根据本公开的一个方面，公开了一种用于管理工厂的资源消耗的方法，该工厂包括多个生产区域，该多个生产区域中的每个生产区域与一个或多个资源量表相关联并且与相应的区域标识符相关联。所述方法包括在应用服务器处接收来自网关的资源数据，所接收的资源数据包括来自至少一个资源量表的读数、区域标识符以及与所述读数相关联的时间信息。其中，所述区域标识符指示所述多个生产区域中与所述至少一个资源量表相关联的特定生产区域。所述方法还包括由所述应用服务器至少部分地基于所述读数、所述区域标识符以及所述时间信息生成所述特定生产区域在指定时间段内的资源消耗数据和/或资源消耗目标。

根据本公开的另一方面，公开了一种应用服务器，所述应用服务器包括：一个或多个处理器；以及存储有计算机指令的计算机可读介质。所述计算机指令在由所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行如前面所述的方法或者如本文其余部分所描述的任何方法。

根据本公开的还有一方面，公开了一种用于管理工厂的资源消耗的系统，所述工厂包括多个生产区域，所述系统包括：多个资源量表、网关和应用服务器。所述多个资源量表分布在所述多个生产区域中，并且包括与所述多个生产区域中的特定生产区域相关联的至少一个资源量表。所述网关被配置为收集来自所述多个资源量表的读数，并至少部分地基于所述读数生成资源数据。所述应用服务器被配置为接收来自所述网关的资源数据，所接收的资源数据包括来自所述至少一个资源量表的读数、区域标识符以及与所述读数相关联的时间信息，其中，所述区域标识符与所述特定生产区域相关联。所述应用服务器进一步被配置为至少部分地基于所述读数、所述区域标识符以及所述时间信息生成所述特定生产区域在指定时间段内的资源消耗数据和/或资源消耗目标。

通过本公开的改进的方法、设备和系统，可以对工厂的资源消耗进行自动化的监控、管理和分析，提高资源消耗数据的实时性、准确性、全面性，并且可以针对各个生产环节/生产区域来实现精细化的资源管理。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1示出了根据本公开的实施例的用于管理工厂的资源消耗的系统的示意图；

图2示出了根据本公开的实施例的资源量表的示意图；

图3示出了根据本公开的实施例的网关的示意图；

图4示出了根据本公开的实施例的云服务器的示意图；

图5A示出了根据本公开的实施例的应用服务器的示意图；

图5B示出了根据本公开的实施例的应用服务器的示例前端实现方案；

图5C示出了根据本公开的实施例的应用服务器的示例后端实现方案；

图6A示出了根据本公开的实施例的量表数据的示意图；

图6B示出了根据本公开的实施例的资源数据的示意图；

图7示出了根据本公开的实施例的用于管理工厂的资源消耗的方法的流程图；

图8示出了根据本公开的实施例的用于管理工厂的资源消耗的系统与一个或多个外部系统对接的示意图；

图9A-9B示出了根据本公开的实施例的呈现在个人计算机上的资源消耗数据显示；并且

图10A-10B示出了根据本公开的实施例的呈现在智能手机上的资源消耗数据显示。

具体实施方式

提供以下描述以使得本领域的技术人员能够实现和使用所述实施例，并且以下描述是以特定应用程序及其要求的上下文提供的。各种修改形式对于本领域的技术人员而言将是显而易见的，并且本文中所限定的一般性原则可应用于其他实施例和应用程序，而不脱离所述实施例的实质和范围。因此，所述实施例不限于所示出的实施例，而是要被赋予符合本文所公开的原理和特征的最宽泛的范围。

图1示出了根据本公开的实施例的用于管理工厂的资源消耗的系统1000的示意图。系统1000可以被应用于包括多个生产区域2100的工厂2000。具体地，系统1000可以包括多个资源量表1100、网关1200以及应用服务器1300。

根据本公开的实施例，多个资源量表1100可以被配置为将各自的量表数据发送给网关1200。每个资源量表1100的量表数据可以至少包括该资源量表1100的读数。网关1200可以被配置为收集来自多个资源量表1100的读数，并至少部分地基于所述读数生成资源数据。应用服务器1300可以被配置为接收来自网关1200的资源数据，并生成每个生产区域在指定时间段内的资源消耗数据和/或资源消耗目标。根据本公开的实施例，系统1000还可以可选地包括云服务器1400。云服务器1400可以接收来自网关1200的资源数据、存储该资源数据，以及向应用服务器1300供应资源数据。

根据本公开的实施例，多个资源量表1100可以分布在工厂的多个生产区域2100中。作为示例，图1示出资源量表1100-1和1100-2位于生产区域2100-1中，并且资源量表1100-3和1100-4位于生产区域2100-2中。每个生产区域可以与工业生产的特定生产环节相关联。例如，生产区域2100-1可以与生产环节2200-1相关联，并且生产区域2100-2可以与生产环节2200-2相关联。生产环节2200-1可以是生产环节2200-2的上游环节。例如，生产环节2200-1输出的产品可以由生产环节2200-2进一步处理。反之亦然。作为一个示例，工厂2000可以是车辆生产工厂，并且生产环节2200-1和2200-2可以包括冲压、焊接、涂装、总装、售前检查(PDI)等车辆生产环节中的一个或多个或者是这些生产环节的子环节。

每个生产环节2200可以涉及一个或多个资源消耗设备2300。作为示例，图1示出了生产环节2200-1涉及资源消耗设备2300-1和2300-2，并且生产环节2200-2涉及资源消耗设备2300-3和2300-4。每个资源消耗设备2200可以消耗一种或多种不同的资源。附加地，每个生产区域2100还可以涉及没有被专门用于生产的其他资源消耗设备2300。例如，生产区域2100-1还可以涉及资源消耗设备2300-5，资源消耗设备2300-5可以是不涉及生产环节2200-1的外围设备，例如空调、照明设备、员工设施等。

多个资源量表1100中的每个资源量表可以被配置为测量相应生产区域内的资源消耗。资源量表1100可以包括各种不同类型的资源量表。每个资源量表可以是被配置为对工业生产中所使用的一种资源的消耗量进行直接测量的仪表，也可以是多个这样的仪表的组合。例如，多个资源量表1100可以是水表、燃气表、电表或其他仪表。作为示例，车辆生产所使用的资源可以包括如下类型：电力、燃料、水、压缩气体、油漆、胶水、焊料、金属等。多个资源量表1100可以包括用于对这些资源的消耗量进行测量的一个或多个仪表。作为一个示例，资源量表1100-1可以是水表，其读数可以反映生产区域2100-1内的所有水消耗(例如资源消耗设备2300-1、2300-2的水消耗)。作为另一个示例，资源量表1100-1可以是特定于资源消耗设备2300-1的水表。类似地，资源量表1100-2可以是电表，其读数可以反映生产区域2100-1内的所有电消耗(例如资源消耗设备2300-1、2300-2以及2300-5的电消耗)；或者，资源量表1100-2可以特定于资源消耗设备2300-1、2300-2以及2300-5中的一个或多个设备。资源量表1100-3、1100-4可以类似地相对于生产区域2100-2而配置。可选地，资源量表1100还可以包括与一个或多个生产区域相关联的产量量表，该产量量表的读数可以反映所在生产区域的产品的产量，并且可以被进一步用于计算资源消耗量与产品产量之间的关系。

多个资源量表1100中的每个资源量表可以与网关1200通信地连接。资源量表1100与网关1200之间的连接可以是有线连接或者无线连接，其允许资源量表1100与网关1200之间进行数据传输。例如，资源量表1100可以通过无线网络将量表数据发送给网关1200。附加地或替代地，网关1200可以通过无线网络向资源量表1100发送获取量表数据的请求或者发送配置资源量表1100的一个或多个指令。可用的无线网络包括蜂窝网络、物联网(IoT)、蓝牙和Wi-Fi中的至少一种。作为一个优选实施例，资源量表1100可以通过LoraWAN协议与网关1200通信。此外，多个资源量表1100中的一个或多个可以被配置为定期向网关1200发送量表数据。或者，多个资源量表1100可以响应于接收到网关1200的获取量表数据的请求而向网关1200发送量表数据。

下面结合图2进一步描述资源量表1100的示例性实施方案。图2示出了根据本公开的实施例的资源量表1100的示意图。如图所示，资源量表1100可以包括测量部1110、通信部1120、存储部1130以及处理电路1140。测量部1110可以包括用于实现资源量表1100的测量功能的各种部件，诸如电路、传感器、机械结构等。通信部1120可以包括用于与网关1200通信的各种部件，诸如天线、调制解调器、数模转换电路、数字处理电路等。存储部1130可以包括用于存储指令和数据的各种介质，包括暂时性介质和/或非暂时性介质，其可用于存储量表的读数以及配置量表的指令等。处理电路1140可以控制资源量表1100的各个部件以执行如本公开所述的测量、存储、通信等功能，包括但不限于控制生成和传输量表数据。需要注意的是，图2示出的资源量表1100的示意图仅仅是示例性的，资源量表1100可以包括比图2示出的更多或更少的部件，并且所示出的一个或多个部件可以被组合成单个部件，或者被划分为更多的子部件。

下面结合图6A描述由资源量表1100传输的量表数据。图6A示出了根据本公开的实施例的量表数据6100的示意图。量表数据6100可以由资源量表1100生成并发送到网关1200。根据本公开的实施例，量表数据6100可以至少包括资源量表1100的读数6110。读数6110可以是资源量表1100启用以来的累积值，也可以是资源量表1100在一定时间段内的净变化值，或者是可以指示资源量表1100所涉及的资源的量的任何其他合适的值。

可选地，量表数据6100还可以包括资源量表1100的量表标识符6120。量表标识符6120可以与量表数据6100的来源资源量表1100相关联，从而指示量表数据6100是由哪个资源量表生成的。可选地，量表数据6100还可以包括时间戳6130。时间戳6130可以指示生成该量表数据6100的时间点或时间段。

可选地，量表数据6100还可以包括附加信息6140。例如，附加信息6140可以包括资源类型标识符，其指示读数6110所对应的资源类型。该资源类型例如可以是电力、燃料、水、压缩气体、油漆、胶水、金属、焊料中的至少一种，或者是产品的产量。可选地，附加信息6140还可以包括状态指示符，其可以指示资源量表的当前状态，例如激活状态、健康状态、电源状态等。可选地，附加信息6140还可以包括区域指示符，其指示生成量表数据6100的资源量表所服务的生产区域。

需要注意的是，图6A示出的量表数据6100仅仅是示例性的，不同的资源量表1100可以采用具有不同格式的量表数据1100或者统一格式的量表数据1100。例如，量表数据1100可以不包括时间戳6130，而是由网关1200根据接收到量表数据1100的时间来确定与量表数据1100相关联的时间信息。

现在返回图1。由一个或多个资源量表1100生成和发送的量表数据6100可以被网关1200接收。网关1200可以位于工厂2000本地，例如位于一个或多个生产区域2100内。替代地，网关1200可以相对于工厂2000远程地定位。根据本公开的实施例，网关1200可以被配置为收集来自多个资源量表1100的量表数据，该量表数据可以至少包括各个资源量表的读数。网关1200还可以被配置为至少部分地基于所收集的量表数据生成资源数据。所生成的资源数据可以包括来自资源量表1100的读数、区域标识符以及与该读数相关联的时间信息。网关1200可以将所生成的资源数据发送给应用服务器1300和/或云服务器1400以供存储和分析。

根据本公开的实施例，为了生成资源数据，网关1200可以被配置为将来自一个或多个资源量表1100的量表数据6100从特定于该资源量表的格式转换为统一格式，以便于进行数据汇总和分析。在一些情况下，资源量表1100-1与资源量表1100-2可能属于不同的类型(例如，水表与电表)，因此它们通常采取不同的数据格式。网关1200可以被配置为识别每个资源量表1100的数据格式、从接收到的量表数据中解析出资源量表的读数和/或与该量表数据相关联的时间戳，并且基于该读数和/或时间戳生成新格式的资源数据，其中该新格式对于所有资源量表1100可以是统一的。

根据本公开的实施例，为了生成资源数据，网关1200可以基于与读数相关联的时间戳来生成资源数据中所包含的时间信息。该时间信息可以是单个时间戳本身，或者是多个量表数据中的多个时间戳的聚合。例如，当网关1200以第一时间间隔定期地收集数据时，可能在不同的时间点处从不同的资源量表接收量表数据，因此这些量表数据中的时间戳可能对应于该第一时间间隔内的不同时间点。在这种情况下，可以将第一时间间隔的开头、结尾和/或持续时间作为资源数据中的时间信息。可选地，网关1200还可以基于与读数相关联的时间戳来对来自多个资源量表的读数进行排序。例如，可以将位于第一时间间隔内的时间戳所对应的读数聚合为第一组资源数据，并且将位于第一时间间隔之后的第二时间间隔内的时间戳所对应的读数聚合为第二组资源数据。每组数据可以包括在对应时间间隔内由网关1200收到的来自不同资源量表的读数。可以首先发送第一组资源数据，并将第二组资源数据缓存以等待稍后发送。

根据本公开的实施例，为了生成资源数据，网关1200可以基于量表数据中的量表标识符来确定资源数据中的区域标识符。例如，网关1200可以维护或查询资源量表与区域之间的映射关系数据，以识别接收到的量表数据所对应的生产区域。作为示例，当接收到来自资源量表1100-1的量表数据时，网关1200可以基于量表数据中包含的与资源量表1100-1相关联的量表标识符而识别出该量表数据是与生产区域2100-1相关联的。相应地，网关1200可以将生产区域2100-1的区域标识符包含在为该量表数据所生成的资源数据中。当接收到来自资源量表1100-3的量表数据时，网关1200可以基于该量表数据中包含的与资源量表1100-3相关联的标识符，而识别出该量表数据是与生产区域2100-2相关联的。相应地，网关1200可以将生产区域2100-2的区域标识符包含在为该量表数据生成的资源数据中。替代地，当量表数据本身包含区域标识符(例如，包含在附加信息6140当中)时，网关1200可以提取该区域标识符，并将其包含在为该量表数据生成的资源数据中。

下面结合图3进一步描述网关1200的示例性实施方案。图3示出了根据本公开的实施例的网关1200的示意图。如图所示，网关1200可以包括通信部1210、存储部1220以及处理电路1230。通信部1210可以包括用于与资源量表1100、应用服务器1300、或云服务器1400通信的各种部件，诸如天线、调制解调器、数模转换电路、数字处理电路等。通信部1210适于使用各种协议进行通信。例如，通信部1310可以使用LoraWAN协议与资源量表1100通信、使用MQTT协议与云服务器1400通信、或者使用TCP/IP SSL协议与应用服务器1300通信。存储部1220可以包括用于存储指令和数据的各种介质，包括暂时性介质和/或非暂时性介质，其可用于存储所接收的量表数据、所生成的资源数据、以及配置网关和量表的指令等。处理电路1230可以控制网关1200的各个部件以执行如本公开所述的通信和处理等功能，包括但不限于接收量表数据、生成资源数据和发送资源数据。需要注意的是，图3示出的网关1200的示意图仅仅是示例性的，网关1200可以包括比图3示出的更多或更少的部件，并且所示出的一个或多个部件可以被组合成单个部件，或者被划分为更多的子部件。

下面结合图6B描述由网关1200生成的资源数据。图6B示出了根据本公开的实施例的资源数据6200的示意图。资源数据6200可以包括读数6210、区域标识符6220和时间信息6230。根据本公开的实施例，区域标识符6220可以指示与当前资源数据6200相关联的特定生产区域。读数6210可以至少包括与区域标识符6220所指示的特定生产区域相关联的一个或多个资源量表的读数(例如，读数6110)。时间信息6230可以指示与读数6210相关联的时间，其可以是特定时间段的开始时间、结束时间或持续时间中的一者或多者。如前所述，时间信息6230可以基于时间戳6130来生成。读数6210中的每个读数可以与由时间信息6230指定的特定时间段相关联。

可选地，资源数据6200还可以包括附加信息6240。附加信息6240例如可以包括附加信息6140的一部分。例如，附加信息6240可以包括一个或多个资源量表的激活状态、健康状态、电源状态。附加地或替代地，附加信息6240还可以包括网关1200的激活状态、健康状态、电源状态等。

需要注意的是，图6B示出的资源数据6200仅仅是示例性的。根据本公开的其他实施例，资源数据6200可以具有不同的结构和内容。网关1200可以并发地生成和/或发送与多个区域标识符6210相关联的多条资源数据6200。

现在返回图1。根据本公开的一个实施例，网关1200可以将所生成的资源数据直接发送给应用服务器1300以供存储和分析。根据本公开的另一个实施例，网关1200可以将所生成的资源数据发送给云服务器1400，并然后由云服务器1400将这些数据转发给应用服务器1300。

根据本公开的实施例，云服务器1400可以被配置为接收来自网关1200的资源数据，并且将接收到的数据存储在本地。除存储服务以外，云服务器1400还可以提供数据分析服务。例如，云服务器1400可以响应于一个或多个应用服务器1300的请求而向应用服务器1300提供特定数据和/或对特定数据的分析。

下面结合图4进一步描述云服务器1400的示例性实施方案。图4示出了根据本公开的实施例的云服务器1400的示意图。如图所示，云服务器1400可以包括通信部1410、存储部1420以及处理电路1430。通信部1410可以包括用于与网关1200或应用服务器1300通信的各种部件，诸如天线、调制解调器、数模转换电路、数字处理电路等。通信部1410适于使用各种协议进行通信。例如，通信部1410可以使用MQTT协议与网关1200通信，并且使用TCP/IP SSL协议与应用服务器1300通信。存储部1420可以包括用于存储指令和数据的各种介质，包括暂时性介质和/或非暂时性介质。存储部1420可用于存储所接收的资源数据以及配置云服务器、网关和量表的指令等。存储部1420可以包括数据库1421，其可以是结构化/非结构化数据库。数据库1421可以被用于存储资源数据并提供数据检索服务。处理电路1430可以控制云服务器1400的各个部件以执行如本公开所述的通信、存储和检索等功能，包括但不限于接收资源数据、存储资源数据、提供资源数据等。需要注意的是，图4示出的云服务器1400的示意图仅仅是示例性的，云服务器1400可以包括比图4示出的更多或更少的部件，并且所示出的一个或多个部件可以被组合成单个部件，或者被划分为更多的子部件。

现在返回图1。应用服务器1300可以直接或间接地从网关1200接收资源数据。根据本公开的实施例，应用服务器1300可以至少部分地基于所接收的资源数据中的区域标识符、读数以及时间信息生成特定生产区域在指定时间段内的资源消耗数据和/或资源消耗目标。应用服务器1300可以将资源消耗数据和/或资源消耗目标发送给一个或多个外围设备1500以供显示。

根据本公开的实施例，资源消耗数据可以包括一种或多种类型的资源在指定时间段内的消耗量。该消耗量可以由特定资源的绝对量来表示，或者被表示为特定资源的绝对消耗量占资源消耗目标的百分比。附加地或替代地，资源消耗数据还可以包括资源消耗速率、资源消耗趋势以及资源消耗预测。例如，资源消耗预测可以包括基于当前资源消耗速率和资源消耗目标而计算得到的资源耗尽时间。当工厂2000为车辆生产工厂时，资源消耗数据可以包括单车能源消耗CPU。单车能源消耗CPU可以指示每个生产区域/生产环节的单位车辆的能源消耗量，其是度量车辆生产工厂的资源消耗情况的指标之一。应用服务器1300可以为各个生产区域统计各自的资源消耗数据，从而在生产区域的粒度上实现精细化的资源管理。

根据本公开的实施例，资源消耗目标可以包括一种或多种类型的资源在特定时间段内的期望消耗量。该期望消耗量可以由特定资源的绝对量来表示。可以基于当前时间段的资源消耗量为之后的时间段计算资源消耗目标，或者基于当前指定时间段的资源消耗趋势为之后的时间段计算资源消耗目标。

根据本公开的实施例，应用服务器1300可以基于所生成的资源消耗趋势和/或资源消耗目标来管理一个或多个生产区域中的资源消耗。例如，对于特定生产区域，应用服务器1300可以实时地计算用于指定时间段的资源消耗阈值与该特定生产区域在该指定时间段的资源消耗数据的差值。应用服务器1300可以实时地监测该差值。响应于该差值降低至小于预警阈值，应用服务器1300可以生成警告消息。该警告消息可以被提供给特定生产区域。每个生产区域的资源消耗阈值可以由人工指定，或者基于该生产区域之前的资源消耗数据而确定。所使用的预警阈值可以为零，即，当资源消耗数据达到资源消耗阈值时生成警告消息。

根据本公开的实施例，与特定生产区域对应的警告消息可以被提供给该特定生产区域中的一个或多个设备。这些设备可以是由该特定生产区域中的一个或多个操作人员配备的移动设备，或者可以被嵌入到该特定生产区域所使用的生产设备(例如，操纵台)，或者可以是该特定生产区域中的独立警报设备(例如，显示器、蜂鸣器等)。应用服务器1300可以直接将警告消息发送给特定生产区域中的该一个或多个设备。或者，应用服务器1300可以将警告消息发送给网关1200，然后由网关1200将警告消息推送到特定生产区域中的该一个或多个设备。通过这种方式，可以及时且定向地向特定生产区域发送警告消息，而不影响其他生产区域的作业。

根据本公开的实施例，由应用服务器1300生成的警告消息可以包括用于减少特定生产区域的资源消耗的一个或多个推荐措施。例如，警告消息可以包括用于减少特定资源消耗设备的资源消耗的一个或多个推荐的操作步骤及其参数，使得该特定生产区域的操作人员能够根据该警告消息进行操作从而减少资源消耗。更具体地，操作人员可以手动地调低、关闭、切换某些设备，从而减少资源消耗。

根据本公开的实施例，每个生产区域中的多个资源消耗设备可以按照生产优先级进行排序。生产优先级可以指示资源消耗设备参与产品生产的程度。例如，直接参与产品生产的资源消耗设备(例如，机床)可以具有较高的生产优先级，而用于维持生产环境的资源消耗设备(例如，照明设备、空调设备、空气清洁设备、员工设施等)可以具有较低的生产优先级。例如，如图1所示，资源消耗设备2300-1和2300-2可以具有比资源消耗设备2300-5更高的生产优先级，因为资源消耗设备2300-1和2300-2直接参与生产环节2200-1。响应于特定生产区域的资源消耗数据与资源消耗阈值的差值小于预警阈值，应用服务器1300可以向位于该特定生产区域的具有低生产优先级的资源消耗设备发送命令，以降低该资源消耗设备的消耗。该命令例如可以通过网关1200转发到相应的资源消耗设备。例如，当电力消耗阈值超出对应的电力消耗阈值时，应用服务器1300可以向资源消耗设备2300-5发送命令以降低该设备的资源消耗，而不向资源消耗设备2300-1和2300-2发送该命令。响应于接收到该命令，资源消耗设备2300-5可以采用低功率模式或者关闭。通过这种方式，可以自动地减少生产区域中较不重要的资源消耗设备的资源消耗，而不影响正常的工业生产。

根据本公开的实施例，应用服务器1300还可以被用于将一个或多个资源量表1100添加到用于特定生产区域的资源量表组或者从该资源量表组移除。例如，应用服务器1300可以维护资源量表与生产区域的映射关系数据。通过将附加资源量表映射到特定生产区域，可以将该附加资源量表与该特定生产区域相关联，即，添加到用于特定生产区域的资源量表组。这意味着该附加资源量表的读数将被认为指示该特定生产区域的资源消耗。附加地，通过将已经与特定生产区域相关联的特定资源量表与该特定生产区域解除映射，可以将该特定资源量表从用于特定生产区域的资源量表组移除。被移除的资源量表的读数将不再被认为指示该特定生产区域的资源消耗。应用服务器1300可以包括用于添加和/或移除资源量表的用户接口，并且可以响应于用户与用户接口的交互来执行添加和/或移除。响应于添加和/或移除操作，应用服务器1300可以更新资源量表与生产区域的映射关系数据。经更新的资源量表与生产区域的映射关系数据可以被发送给云服务器1400和网关1200中的一者或多者，也可以存储在应用服务器1300本地。在生成资源数据时，网关1200可以基于经更新的资源量表与生产区域的映射关系数据来生成区域标识符。

下面结合图5A-图5C进一步描述应用服务器1300的示例性实施方案。

图5A示出了根据本公开的实施例的应用服务器1300的示意图。如图所示，应用服务器1300可以包括通信部1310、存储部1320以及处理电路1330。通信部1310可以包括用于与网关1200、云服务器1400或外围设备1500通信的各种部件，诸如天线、调制解调器、数模转换电路、数字处理电路等。通信部1310适于使用各种协议进行通信。例如，通信部1310可以使用TCP/IP SSL协议与网关1200和/或云服务器1400通信，并且可以使用蓝牙、蜂窝、Wi-Fi等与外围设备1500通信。存储部1320可以包括用于存储指令和数据的各种介质，包括暂时性介质和/或非暂时性介质。存储部1320可用于存储所接收的资源数据和所生成的资源消耗数据和资源消耗目标。存储部1320还可以存储用于配置应用服务器、云服务器、网关和量表的指令等。处理电路1330可以控制应用服务器1300的各个部件以执行如本公开所述的通信、存储、分析等功能，包括但不限于接收资源数据、存储资源数据、生成资源消耗数据和资源消耗目标、发送警报消息、生成指令等本文描述的功能。需要注意的是，图5A示出的应用服务器1300的示意图仅仅是示例性的，应用服务器1300可以包括比图5示出的更多或更少的部件。例如，应用服务器1300可以包括一个或多个用户接口(未示出)。图5A所示出的一个或多个部件可以被组合成单个部件，或者被划分为更多的子部件。

图5B示出了应用服务器1300的示例前端设计方案。如图所示，应用服务器1300可以提供一个或多个服务API(应用编程接口)。用户可以使用外围设备1500-1或1500-2通过该一个或多个服务API来与应用服务器1300交互。例如，外围设备1500-1或1500-2可以通过一个或多个web页面经由这些服务API来请求资源消耗数据和资源消耗目标等数据，从而允许用户通过外围设备1500来监控各个生产区域的资源消耗。此外，用户可以通过这些API向应用服务器1300发送一个或多个指令，例如，向特定生产区域添加/删除资源量表等。应用服务器1300的示例前端设计方案可以使用虚拟IP，通过keepalived和Nginx来实现负载均衡和高可用性。

图5C示出了应用服务器1300的示例后端设计方案。本公开的系统采用前后端分离设计。图5C所示的示例后端设计方案可以采用Spring Cloud开源技术框架。基于该技术框架，可以实现如下功能中的一者或多者：实时读取各个资源量表的读数以用于资源消耗统计；维护和管理各个资源量表与所属生产区域的信息(例如资源量表与区域之间的映射关系数据)；维护和管理各个生产区域的CPU(单车能源消耗)信息；分析资源消耗曲线；实时监控能源消耗；与外部系统对接以更精细地管理资源消耗(下面将进一步描述)。

现在返回图1。应用服务器1300可以将资源消耗数据和/或资源消耗目标发送给一个或多个外围设备1500。外围设备1500可以是各种类型的电子设备，包括但不限于移动设备、个人计算机、工业生产设备等。例如，外围设备1500可以包括个人计算机1500-1、智能电话1500-2以及生产设备1500-3。个人计算机1500-1和智能电话1500-2可以由工厂的操作人员持有，生产设备1500-3可以位于各个生产区域中。外围设备1500可以包括图形用户界面，以用于视觉地显示资源消耗数据和/或资源消耗目标。外围设备1500也可以接收应用服务器1300产生的警告消息，并以各种方式将警告消息呈现给相应的用户。此外，外围设备1500可以被用于向应用服务器1300提供用户指令，例如，添加/删除/重置资源量表的指令、请求数据的指令，等等。图9A-9B示意性地示出了个人计算机1500-1所呈现的资源消耗数据的截图，其中各个生产区域的资源消耗情况可以以饼图、直方图等各种形式呈现。图10A-10B示意性地示出了智能电话1500-2所呈现的资源消耗数据的截图。外围设备1500可以仅对通过验证的用户呈现资源消耗数据。

需要注意的是，尽管图1示出了特定数量的资源量表、生产区域和生产环节，但是本领域技术人员可以理解，本公开的其他实施例可以包括更多或更少的资源量表、生产区域和生产环节，并且这些元素之间的关联性可以与图1所示的关联性相同或者不同。

另外，尽管图1将网关1200、应用服务器1300、云服务器1400示出为不同的设备，但是本领域技术人员可以理解的是，这些设备当中的一些或全部可以结合为单个设备。例如，网关1200可以与应用服务器1300结合，网关1200可以与云服务器1400结合，应用服务器1300可以与云服务器1400结合，或者这三者可以结合为单个设备。相应地，本文所描述的各个设备的功能和结构可以集成到这些结合的设备中。

现在转到图7。图7示出了根据本公开的实施例的用于管理工厂的资源消耗的方法7000的流程图。方法7000例如可以由前述的应用服务器1300来执行，例如，通过由应用服务器1300的处理电路1330执行存储在存储部1320中的一个或多个计算机指令而执行。

根据本公开的实施例，方法7000至少可以包括步骤S7100和步骤S7200。步骤S7100可以包括在应用服务器(例如，1300)处接收来自网关(例如，1200)的资源数据(例如，6200)。所接收的资源数据可以包括来自至少一个资源量表(例如，1100)的读数、区域标识符以及与该读数相关联的时间信息。其中，该区域标识符可以指示多个生产区域(例如，2100-1和2100-2)中与该至少一个资源量表相关联的特定生产区域(例如，2100-1、2100-2中的任一者)。步骤S7200可以包括由应用服务器至少部分地基于读数、区域标识符以及时间信息生成特定生产区域在指定时间段内的资源消耗数据和/或资源消耗目标。

根据本公开的实施例，方法7000还可以包括将资源消耗数据发送给用户界面(例如，外围设备1500的用户界面)以显示。优选地，用户界面可以位于特定生产区域中。

根据本公开的实施例，资源数据还可以包括资源类型标识符，该资源类型标识符可以指示读数中的每个读数所对应的资源类型。资源类型包括以下各项中的至少一种：电力、燃料、水、压缩气体、油漆、胶水、金属、焊料。根据本公开的实施例，该至少一个资源量表还可以包括与特定生产区域相关联的产量量表，并且所述读数还可以包括与该特定生产区域相关联的产品的产量(例如，车辆产量)。

根据本公开的实施例，至少一个资源量表的读数可以由该至少一个资源量表通过无线网络发送到网关，所使用的无线网络可以包括蜂窝网络、IoT、蓝牙和Wi-Fi中的至少一种。根据本公开的实施例，至少一个资源量表的读数可以由该至少一个资源量表定期向网关发送。替代地，至少一个资源量表的读数由该至少一个资源量表响应于接收到网关的请求而向网关发送。

根据本公开的实施例，读数可以被包括在由资源量表生成的量表数据(例如，6100)中。网关可以被配置为对来自至少一个资源量表的量表数据执行以下处理中的至少一项以生成资源数据：将量表数据从特定于资源量表的格式转换为统一格式；至少部分地基于与量表数据相关联的时间戳生成时间信息；至少部分地基于与量表数据相关联的时间戳对来自至少一个资源量表的读数进行组合和排序；或者至少部分地基于至少一个资源量表的标识符生成区域标识符。根据本公开的实施例，网关还可以被配置将资源数据发送到云服务器(例如，1400)。云服务器可以提供对资源数据的存储和分析。应用服务器可以从云服务器接收资源数据。

根据本公开的实施例，方法7000还可以包括：计算用于指定时间段的资源消耗阈值与资源消耗数据的差值；响应于差值降低至小于预警阈值，生成警告消息；以及将警告消息提供给特定生产区域。警告消息可以包括用于减少特定生产区域的资源消耗的一个或多个推荐措施。根据本公开的实施例，方法7000还可以包括：将特定生产区域中的多个资源消耗设备按照生产优先级进行排序；以及响应于差值降低至小于预警阈值，向具有低生产优先级的资源消耗设备发送命令以降低该资源消耗设备的消耗。根据本公开的实施例，工厂可以为车辆生产工厂，并且方法7000还可以包括：基于资源消耗数据生成特定生产区域的单车能源消耗CPU。

根据本公开的实施例，方法7000还可以包括：将一个或多个附加量表添加到该至少一个资源量表，作为与特定生产区域相关联的资源量表组的成员；或者从该至少一个资源量表中移除一个或多个资源量表。

现在转到图8。图8示出了根据本公开的实施例的用于管理工厂的资源消耗的系统1000与一个或多个外部系统8100对接的示意图。

根据本公开的实施例，系统1000可以与用于排定生产班次的外部IPS-L系统8100-1对接。在这种情况下，可以由系统1000的应用服务器1300从IPS-L系统8100-1接收与生产班次相关联的班次信息。该班次信息可以包括与各个生产区域相关联的至少一个生产班次的开始时间和结束时间。应用服务器1300可以被配置为在每个班次的开始时间处接收来自网关的第一资源数据；在每个班次的结束时间处接收来自网关的第二资源数据；以及基于第一资源数据和第二资源数据来确定每个生产班次的资源消耗数据。更具体地，应用服务器1300可以在开始时间/结束时间处向网关1200发送数据请求。网关1200可以响应于该数据请求而收集特定生产区域中的各个资源量表1100的读数，并且按照前面所描述的那样将所收集的读数发送给应用服务器1300。通过这种方式，可以高效率地全面记录各个资源量表的读数，而无论在一天内排定了多少个生产班次。并且，所记录的读数与具体班次相关联，这允许在生产班次的粒度上统计资源消耗数据。

根据本公开的实施例，系统1000还可以与外部IPS-Q系统8100-2对接。IPS-Q系统8100-2可以记录车辆喷涂质量。系统1000可以从IPS-Q系统8100-2同步车辆喷涂质量数据。如果车辆喷涂质量数据指示连续数台车的车漆表面都存在颗粒缺陷，那么有必要确认生产区域的空气及周边环境质量、指示给空气清洁装置开始工作、查询现场环境PM2.5是否降低、以及此类颗粒缺陷是否减少。具体地，可以由系统1000的应用服务器1300从IPS-Q系统8100-2接收车辆喷涂质量问题数据。根据车辆喷涂质量问题数据，应用服务器1300可以确定发生一定数量的喷涂问题。响应于确定发生一定数量的喷涂问题，应用服务器1300可以增加用于与车辆喷涂工序相关联的特定生产区域的空气清洁装置的资源消耗指标。并且，应用服务器1300可以向该空气清洁装置发送指令，以增大所述空气清洁装置的功率从而改善该特定生产区域的空气质量。通过这种方式，可以避免因为资源消耗指标的限制而不能有效地保证特定生产区域的空气质量而造成车辆喷涂质量的下降。

根据本公开的实施例，系统1000还可以与外部QM系统8100-3对接。QM系统8100-3可以记录车漆表面厚度。车漆表面厚度过厚或者过薄都将导致缺陷。例如，车漆过厚容易产生橘皮缺陷。系统1000可以从外部QM系统8100-3获取车漆表面厚度数据。在该数据异常时，系统1000可以发送警告消息到相应操作人员。操作人员可以在收到警告消息后下发指令给到喷涂机器人。或者，系统1000可以下发指令给生产设备(喷涂机器人)以远程动态调整机器人每次喷涂的油漆流量，进而远程调整喷涂的厚度。这可以及时修复喷涂的质量，减少后续修复缺陷所花的费用。更具体地，系统1000的应用服务器1300可以从用于记录车辆喷漆厚度的QM系统8100-3接收车辆喷漆厚度数据；根据车辆喷漆厚度数据，调整用于特定生产区域的喷涂装置的油漆消耗指标；以及向喷涂装置发送指令以调整喷漆厚度。

根据本公开的实施例的系统1000可以针对各个生产区域自动且实时地获取资源量表的读数、分析资源消耗情况、呈现资源统计，实现对工厂资源消耗的精细化、实时化、自动化管理。并且，通过与外部系统的对接，系统1000可以在进行资源消耗管理的同时保证产品质量。

另一方面，包括自动化量表的系统可能面临量表假死的问题。例如，资源量表1100中的某些资源量表的测量部1110可能因为损害而不能正常地递增读数，使得该资源量表周期性地将静态的读数发送给网关1200。这会造成资源消耗数据中的错误。为此，需要系统1000能够实时地检测资源量表1100的假死状态并且修复由于假死状态而造成的读数错误。

下面以资源量表1100-1为例进行讨论。注意到，资源量表1100-1被示出为与生产区域2100-1中的生产环节2200-1相关联。根据本公开的实施例，系统1000可以通过以下方法检测资源量表1100-1的假死状态。该方法可以由网关1200、应用服务器1300、或云服务器1400来执行。该方法可以包括确定资源量表1100-1的读数在第一时间段内的变化低于既定变化阈值。第一时间段可以是相对较长的时间段，例如10分钟、30分钟、60分钟或者更长。响应于资源量表1100-1的读数在第一时间段内的变化低于既定变化阈值，可以检查与资源量表1100-1的读数相关联的时间信息(例如时间戳)是否正确。例如，正常递增的时间戳可以被认为是正确的，而静止的时间戳、缺少时间戳、或者落后的时间戳可以被认为是不正确的。此外，还可以检查生产区域2100-1在第一时间段内是否处于生产状态，这例如可以通过前面所述的用于排定生产班次的外部IPS-L系统8100-1来判定。如果第一时间段落入生产区域2100-1的某个生产班次或与其重叠，则可以认为生产区域2100-1在第一时间段内处于生产状态。如果确定时间信息正确并且生产区域2100-1处于生产状态，则可以判定资源量表1100-1的读数在第一时间段内的变化低于既定变化阈值是由于资源量表1100-1假死而造成的，即，资源量表1100-1在第一时间段内处于假死状态。

处于假死状态的资源量表1100-1可能只记录了假死前的读数R

根据本公开的实施例，可以使用资源量表1100-1在第一时间段之前的时间段内的每单位产量读数变化率以及生产区域2100-1在第一时间段内的产品产量来修复资源量表1100-1的读数。系统1000可以(例如，在云服务器1400的数据库中)检索资源量表1100-1在第一时间段之前的任何生产班次的读数变化量ΔR

根据本公开的另外的实施例，可以通过除资源量表1100-1之外的其他资源量表的读数来修复资源量表1100-1的读数。例如，如图1所示，资源量表1100-2与资源量表1100-1都与生产环节2200-1相关联。可以认为这两个资源量表的读数之间存在线性关系。因此，可以基于资源量表1100-2在第一时间段内的读数来生成资源量表1100-1在第一时间段内的修复的读数。具体地，系统1000可以通过资源量表1100-2在第一时间段所发送的各个读数来计算资源量表1100-2在第一时间段内的读数变化量ΔR

根据本公开的实施例，系统1000在计算得到资源量表1100-1的替代性读数后，可以向资源量表1100-1发送重置指令，该重置指令可以包括计算得到的替代性读数。响应于接收到该重置指令，资源量表1100-1可以重启，并基于使用替代性读数代替假死前的读数R

在常规方法中，对假死的量表的重置并不包括提供替代性读数，而仅仅是让量表从假死前的读数起继续计数，或者从零开始重新计数。在这种情况下，由该量表提供的读数在涉及假死前和重置后的时段的数据统计中是可靠的，但对于跨越假死时段的任何时段的统计将会出现断裂。对于需要针对多个量表的读数进行综合分析的系统，这种断裂不是仅影响对该假死量表的统计，而是会影响涉及该量表的所有统计。因此，根据本公开的实施例的在重置过程中向假死的量表1100-1提供替代性读数是有利的，这可以弥补这种断裂，使得系统1000可以对任意时段(无论是否跨越第一时间段)的数据进行可靠的连续的统计分析。

本公开可以被实施为系统、方法和/或计算机程序产品。该计算机程序产品可以包括(一个或多个)计算机可读存储介质，其上具有计算机可读程序指令，用于使处理器执行本公开的方面。

计算机可读存储介质可以是可以保持和存储用于由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质可以是例如(但不限于)电子存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的示例的非穷举的列表包括以下：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字通用盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备(诸如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构)以及上述的任意合适的组合。如本文所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其它自由传播的电磁波、通过波导或其它传输介质传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。

本文所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络(例如互联网、局域网、广域网和/或无线网)下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配器卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发这些计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。

用于执行本公开的操作的计算机可读程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、依赖机器的指令、微代码、固件指令、状态设置数据，或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的或者源代码或者目标代码，这些编程语言包括面向对象的编程语言(诸如Smalltalk、C++等)以及常规过程式编程语言(诸如“C”编程语言或类似的编程语言)。计算机可读程序指令可以完全地在用户的计算机上执行、部分地在用户的计算机上执行、作为独立的软件包执行、部分在用户的计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络(包括局域网(LAN)或广域网(WAN))连接到用户的计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如使用互联网服务提供商通过互联网)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，包括例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，以便执行本公开的方面。

本文参考根据本公开的实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的方面。将理解的是，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。

这些计算机可读程序指令可以被提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器以生产出机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/行为的装置。这些计算机可读程序指令也可被存储在计算机可读存储介质中，这些计算机可读程序指令可以指导计算机、可编程数据处理装置和/或其它设备以特定方式工作，从而，其中存储有指令的计算机可读介质包括制造品，该制造品包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/行为的方面的指令。

计算机可读程序指令也可被加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程装置或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/行为。

图中的流程图和框图显示了根据本公开的各个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表模块、段或指令的一部分，该模块、段或指令的一部分包含用于实现规定的(一个或多个)逻辑功能的一个或多个可执行指令。在一些替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于图中所标注的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，或者这些方框有时也可以按相反的顺序执行。还将注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以由执行规定的功能或行为的或执行专用硬件与计算机指令的组合的基于专用硬件的系统来实现。

本领域技术人员还应当理解，在本公开的实施例中按照顺序例示的各种操作并不一定必须按照例示的顺序执行。本领域技术人员可以根据需要调整操作的顺序。本领域技术人员还可以根据需要，增加更多的操作或省略其中一些操作。

对本公开的各种实施例的描述已经出于说明的目的给出，但是并不旨在是详尽的或限制于所公开的实施例。在不脱离所描述的实施例的范围和精神的情况下，许多修改和变化对于本领域普通技术人员来说将是显然的。选择本文使用的术语，以最好地解释实施例的原理、实际应用或对市场中发现的技术的改进，或者使本领域其他技术人员能够理解本文公开的实施例。