基于智慧工厂的生产控制方法及系统与流程

专利2026-08-17  24


本发明涉及数据处理,尤其涉及基于智慧工厂的生产控制方法及系统。


背景技术:

1、智慧工厂是利用先进的数字化技术和智能化系统来优化和改进生产制造过程的现代化工厂。它结合了物联网(iot)、大数据分析、人工智能(ai)、机器学习、自动化等技术,旨在提高生产效率、降低成本、优化资源利用、提升产品质量以及提升生产灵活性,智慧工厂作为一种新型的制造模式,正在逐渐成为制造业的主流。

2、然而,在智慧工厂的生产过程中,引入物联网、大数据分析、人工智能等先进技术需要对不同系统进行整合,复杂的技术整合过程导致系统之间的不兼容性,阻碍了数据的流通和共享,并且智慧工厂依赖于大量的实时数据,数据质量和准确性会直接影响对生产流程的有效控制。


技术实现思路

1、为了弥补以上不足,本发明提供了基于智慧工厂的生产控制方法及系统,旨在改善了现有技术中复杂的技术整合过程导致系统之间的不兼容性,阻碍了数据的流通和共享,并且智慧工厂依赖于大量的实时数据,数据质量和准确性会直接影响对生产流程的有效控制的问题。

2、为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:基于智慧工厂的生产控制方法,方法包括以下步骤:

3、s1、在智慧工厂中建立统一的数据平台,将所有生产流程的数据整合到一个平台上,以便于数据的流通和共享;

4、s2、利用先进的数据分析技术,对数据进行实时监控和分析,提高数据的质量和准确性;

5、s3、根据数据分析结果,优化生产流程,提高生产效率和降低成本;

6、s4、在生产过程中,实时收集设备运行数据,以便于对设备进行实时监控和维护;

7、s5、将生产流程的数据与外部市场数据进行结合,以便于进行市场预测和产品调整;

8、s6、建立智能化的生产管理模型,实现对生产流程的自动化控制和优化;

9、s7、根据生产需求,动态调整生产计划,提高生产灵活性和响应速度。

10、作为上述技术方案的进一步描述:

11、所述s1的具体步骤如下:

12、s101、在建立统一数据平台之前,明确定义业务和生产流程中的数据需求,了解每个生产环节需要收集的数据类型、频率和用途,以确保数据平台能够满足业务需求;

13、s102、根据数据的特性和规模,选择关系型数据库、nosql数据库、云存储技术对数据进行存储和处理;

14、s103、采用通用的数据标准和协议,以提高数据的一致性和互操作性,确保不同生产流程中的数据采用统一的数据格式和结构;

15、s104、采用标准化的接口和通信协议,以实现数据的无缝集成,使生产流程中的各个系统和设备,能够与数据平台进行交互;

16、s105、设立数据质量控制机制,包括数据清洗、验证和修复,提高数据的准确性和可靠性,确保数据平台中的信息是可信的。

17、作为上述技术方案的进一步描述:

18、所述s7中的动态调整生产计划是指通过人工智能技术对生产计划进行智能优化,所述人工智能技术是指机器学习技术,所述机器学习技术是指深度学习技术,所述深度学习技术包括神经网络和强化学习。

19、作为上述技术方案的进一步描述:

20、所述神经网络包括卷积神经网络、循环神经网络和图神经网络,所述强化学习采用基于值函数的方法、基于策略的方法和基于模型的方法。

21、作为上述技术方案的进一步描述:

22、所述基于值函数的方法包括q-learning和sarsa算法;所述基于策略的方法包括actor-critic算法;所述基于模型的方法包括model-based强化学习算法。

23、作为上述技术方案的进一步描述:

24、所述s7中的动态调整生产计划具体包括以下步骤:

25、s701、根据历史数据和市场趋势,预测未来的生产需求;

26、s702、利用机器学习技术对生产计划进行智能优化,以实现资源的合理配置和生产效率的最大化;

27、s703、根据实际生产情况,动态调整生产计划,以适应市场需求的变化;

28、s704、将生产计划与生产流程的数据进行集成,以实现生产计划的自动化执行和监控。

29、作为上述技术方案的进一步描述:

30、所述s2的具体步骤如下:

31、s201、利用先进的数据分析技术,对生产过程中的设备运行数据、物料消耗数据、产品质量数据等进行实时监控和分析;

32、s202、根据数据分析结果,及时发现生产过程中的异常情况,如设备故障、物料短缺、产品质量问题,并采取相应的措施进行应对;

33、s203、对生产流程进行实时优化,以提高生产效率和降低成本,如调整设备参数、改进生产工艺、优化物料分配;

34、s204、建立预警机制,对可能出现的问题进行提前预警,如设备维护预警、物料短缺预警、产品质量预警,以便于及时采取措施进行应对;

35、s205、定期对生产数据进行汇总和分析,为管理层提供决策支持,如生产效率分析、成本分析、质量分析。

36、作为上述技术方案的进一步描述:

37、所述s5中的将生产流程的数据与外部市场数据进行结合是指通过互联网技术、大数据技术等对生产流程的数据进行实时采集和分析,并与外部市场数据进行实时交互,以便于进行市场预测和产品调整。

38、作为上述技术方案的进一步描述:

39、所述互联网技术包括物联网技术、云计算技术、边缘计算技术,所述大数据技术包括数据采集技术、数据清洗技术、数据存储技术、数据分析技术。

40、作为上述技术方案的进一步描述:

41、系统包括以下组成部分:

42、数据平台模块:负责存储和处理生产流程的所有数据,包括关系型数据库、nosql数据库和云存储技术;

43、数据处理和分析模块:利用先进的数据分析技术,对数据进行实时监控和分析,以提高数据的质量和准确性;

44、生产流程优化模块:根据数据分析结果,优化生产流程,提高生产效率和降低成本;

45、设备监控和维护模块:实时收集设备运行数据,以便于对设备进行实时监控和维护;

46、市场预测和产品调整模块:将生产流程的数据与外部市场数据进行结合,以便于进行市场预测和产品调整;

47、生产管理模型模块:建立智能化的生产管理模型,实现对生产流程的自动化控制和优化;

48、生产计划调整模块:根据生产需求,动态调整生产计划,提高生产灵活性和响应速度;

49、数据质量控制机制模块:包括数据清洗、验证和修复,提高数据的准确性和可靠性,确保数据平台中的信息是可信的;

50、人工智能模块:通过机器学习技术对生产计划进行智能优化,包括深度学习技术,如神经网络和强化学习;

51、神经网络和强化学习模块:包括卷积神经网络、循环神经网络和图神经网络,以及基于值函数的方法、基于策略的方法和基于模型的方法;

52、生产计划动态调整模块:根据历史数据和市场趋势,预测未来的生产需求;利用机器学习技术对生产计划进行智能优化,以实现资源的合理配置和生产效率的最大化;根据实际生产情况,动态调整生产计划,以适应市场需求的变化;将生产计划与生产流程的数据进行集成,以实现生产计划的自动化执行和监控;

53、接口和通信协议模块:采用标准化的接口和通信协议,以实现数据的无缝集成,使生产流程中的各个系统和设备,能够与数据平台进行交互。

54、本发明具有如下有益效果:

55、1、本发明中,通过在数据平台中设立数据质量控制机制,包括数据清洗、验证和修复,提高数据的准确性和可靠性,确保数据平台中的信息是可信的。避免因数据质量问题而影响对生产流程的有效控制。

56、2、本发明中,通过动态调整生产计划,可以更好地应对数据质量和准确性对生产流程的影响。利用人工智能技术对生产计划进行智能优化,可以根据实际生产情况和市场需求的变化,动态调整生产计划,提高生产灵活性和响应速度,从而降低数据质量和准确性带来的影响。


技术特征:

1.基于智慧工厂的生产控制方法,其特征在于:方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于智慧工厂的生产控制方法,其特征在于:所述s1的具体步骤如下:

3.根据权利要求1所述的基于智慧工厂的生产控制方法,其特征在于:所述s7中的动态调整生产计划是指通过人工智能技术对生产计划进行智能优化,所述人工智能技术是指机器学习技术,所述机器学习技术是指深度学习技术,所述深度学习技术包括神经网络和强化学习。

4.根据权利要求3所述的基于智慧工厂的生产控制方法,其特征在于:所述神经网络包括卷积神经网络、循环神经网络和图神经网络,所述强化学习采用基于值函数的方法、基于策略的方法和基于模型的方法。

5.根据权利要求4所述的基于智慧工厂的生产控制方法,其特征在于:所述基于值函数的方法包括q-learning和sarsa算法;所述基于策略的方法包括actor-critic算法;所述基于模型的方法包括model-based强化学习算法。

6.根据权利要求1所述的基于智慧工厂的生产控制方法,其特征在于:所述s7中的动态调整生产计划具体包括以下步骤:

7.根据权利要求1所述的基于智慧工厂的生产控制方法,其特征在于:所述s2的具体步骤如下:

8.根据权利要求1所述的基于智慧工厂的生产控制方法,其特征在于:所述s5中的将生产流程的数据与外部市场数据进行结合是指通过互联网技术、大数据技术等对生产流程的数据进行实时采集和分析,并与外部市场数据进行实时交互,以便于进行市场预测和产品调整。

9.根据权利要求8所述的基于智慧工厂的生产控制方法,其特征在于:所述互联网技术包括物联网技术、云计算技术、边缘计算技术,所述大数据技术包括数据采集技术、数据清洗技术、数据存储技术、数据分析技术。

10.根据权利要求1所述的基于智慧工厂的生产控制方法,其特征在于:系统包括以下组成部分:


技术总结
本发明涉及数据处理技术领域,公开了基于智慧工厂的生产控制方法及系统,方法包括以下步骤:S1、在智慧工厂中建立统一的数据平台,将所有生产流程的数据整合到一个平台上,以便于数据的流通和共享;S2、利用先进的数据分析技术,对数据进行实时监控和分析,提高数据的质量和准确性;S3、根据数据分析结果,优化生产流程,提高生产效率和降低成本;S4、在生产过程中,实时收集设备运行数据,以便于对设备进行实时监控和维护。本发明中,通过在数据平台中设立数据质量控制机制,包括数据清洗、验证和修复,提高数据的准确性和可靠性,确保数据平台中的信息是可信的。避免因数据质量问题而影响对生产流程的有效控制。

技术研发人员:王成霖,赵现华,张义先,马嘉梁,金钊,宫华泽,崔博傲,田亮,李长江
受保护的技术使用者:海城利尔麦格西塔材料有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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