[发明专利]边缘计算与云计算协同的智能工厂自动化系统

说明书

本发明涉及一种边缘计算与云计算协同的智能工厂自动化系统，该系统共有五层，从下往上依次为数据采集层、数据高并发接入层、边缘计算处理层、工业SDN网络层和云计算处理层。本发明架构打破了ISA95模型的数据结构，将工厂数据信息扁平化，并且在边缘侧添加了边缘计算处理层，将数据信息进行处理，与云计算处理层协同工作，形成了一种新型的智能工厂自动化体系架构。本发明解决了工厂生产中生产信息与MES、ERP信息不兼容的问题，以及通过边缘侧进行数据处理，减少了云计算的数据处理量，提高了智能工厂的生产效率以及节约生产成本。

技术领域

本发明涉及一种工业自动化领域，具体地说是一种边缘计算与云计算协同的智能工厂自动化体系架构。

背景技术

全球数字化革命正在引领新一轮产业变革，行业数字化转型的浪潮正在孕育兴起。边缘计算是在靠近物或数据源头的网络边缘侧,融合网络、计算、存储、应用核心能力的开放平台，就近提供边缘智能服务，满足行业数字化在敏捷联接、实时业务、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等方面的关键需求。

在现有的工业生产体系架构中，普遍采用的是ISA95的系统模型，工业生产数据无法与ERP、MES系统相互融通，并且在对优化决策的计算中普遍采用人工的经验计算所得，并且需要大量的数据信息进行辅助，这样增加了决策计算的时间以及工业生产效率的提升，并且工业的数据并没有融合在一起，数据获取方面同样需要大量的时间

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种边缘计算与云计算协同的智能工厂自动化系统体系架构,

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种边缘计算与云计算协同的智能工厂自动化系统体系架构，包括数据采集层、数据高并发接入层、边缘计算处理层、工业SDN网络层和云计算处理层；其中

数据采集层，用于采集工厂数据发送到数据高并发接入层；

数据高并发接入层，用于将接收到的工厂数据传递给边缘计算处理层；

边缘计算处理层，用于将数据进行语义化处理，形成边缘事件、语义化边缘场景和边缘决策，通过工业SDN网络层发送到云计算处理层；

云计算处理层，用于将边缘计算处理层的边缘事件、语义化边缘场景和边缘决策进行云计算，将数据信息通过边缘侧上下文迭代解析模块进行处理，通过全局优化知识库以及服务组合模块形成优化决策事件，通过全局决策模块将优化决策事件通过工业SDN网络层下发给边缘计算处理层。

所述将数据进行语义化处理，形成边缘事件、语义化边缘场景和边缘决策包括以下过程：

步骤1：通过边缘知识库将数据进行语义信息处理，通过边缘知识库生成的本体文件，再将数据经过本体文件实例化形成三元组语义数据，并进行存储；

步骤2：将每一条三元组语义数据进行事件封装，形成边缘事件；

步骤3：并将边缘事件通过复杂事件处理传递到事件总线中，按照事件的复杂程度形成语义化边缘场景，并有边缘场景生成边缘决策。

边缘场景将边缘事件进行统计而形成的一种专家知识模型，边缘场景是由一系列边缘事件所构成，通过边缘事件之间的关联关系形成的上下文迭代的一种关联，是由边缘事件关联组合形成的一种虚拟场景。

边缘决策是边缘场景所产生的，边缘场景根据自身的上下文迭代关系，根据现有的生产环境以及状态，自动的做出边缘决策来指导生产，有利于提高生产效率。

所述边缘计算处理层包括若干边缘侧，每个边缘侧由语义编程接口模块、边缘决策下发模块、关联检索模块、边缘知识库、事件封装模块以及边缘终端管理模块组成；其中

语义编程接口模块用于将数据信息语义化处理。