一种面向服务型制造的网络协同制造构建方法和系统

摘要

本申请公开了一种面向服务型制造的网络协同制造构建方法和系统，该方法包括：从客户的订单中获取待生产的产品的生产参数和数量；根据生产参数获取生产产品所需要使用的原材料或元器件的规格，根据数量获取生产产品所需要的原材料或元器件的数量；获取用于生产产品的生产设备所在的第一地理位置，获取存储有原材料或元器件的仓库的第二地理位置；从距离第一地理位置最近的一个或多个仓库中配置用于生产产品的原材料或元器件，并生成配置信息；将配置信息发送给对应的仓库。通过本申请解决了定制化产品生产过程中人工安排原料或元器件所导致的效率低和影响产品生产进度的问题，从而提高了原料或元器件安排的合理性，也提高了产品生产的进度。

说明书

技术领域

本申请涉及到智能制造领域，具体而言，涉及一种面向服务型制造的网络协同制造构建方法和系统。

背景技术

在传统的制造业中，一般是有厂商生产好产品，然后将生产的产品放在市场上出售。这种产品的生产方法会针对待生产的产品制定标准的生产流程，使用相同的原料和生产工艺，大批量的生产产品。这种生产方式可以最大程度降低产品的成本。

但是这种生产方式也有自己的弱点，那就是生产的产品可能无法满足有些用户的需要。用户无法做到定制化生产。为了解决这个问题，在相关技术中提出了用户直连制造的概念，即C2M，C2M是英文Customer-to-Manufacturer（用户直连制造）的缩写，是一种新型的工业互联网电子商务的商业模式，又被称为“短路经济”。

在C2M模式下，引入消费者（也称为客户）直达工厂的概念，强调的是制造业与消费者的衔接。事实上，它是一种“聪明”模式：在C2M模式下，消费者直接通过平台下单，工厂接收消费者的个性化需求订单，然后根据需求设计、采购、生产、发货。主要包括纯柔性生产，小批量多批次的快速供应链反应。

目前在相关技术中，对于生产产品所需要的原料或元器件，依然是靠人工来进行安排的，这种安排方式一方面效率比较低，另一个方面也无法做到对原料或者元器件进行精确的控制，从而影响产品的生产进度。

发明内容

本申请实施例提供了一种面向服务型制造的网络协同制造构建方法和系统，以至少解决定制化产品生产过程中人工安排原料或元器件所导致的效率低和影响产品生产进度的问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种面向服务型制造的网络协同制造构建方法，包括：获取客户的订单，并从客户的订单中获取待生产的产品的生产参数和数量；根据所述生产参数获取生产所述产品所需要使用的原材料或元器件的规格，根据所述数量获取生产所述产品所需要的原材料或元器件的数量；获取用于生产所述产品的生产设备所在的第一地理位置，以及获取存储有所述原材料或元器件的仓库的第二地理位置；根据所述第一地理位置、第二地理位置和所述原材料或元器件的数量从距离所述第一地理位置最近的一个或多个仓库中配置用于生产所述产品的原材料或元器件，并生成配置信息，其中，所述配置信息用于指示调配原材料或元器件的仓库，以及从各个仓库中调配原材料或元器件的规格和数量；将所述配置信息发送给对应的仓库。

进一步地，在将所述配置信息发送给对应的仓库之后，所述方法还包括：在接收到所述配置信息的仓库按照所述配置信息向所述生产设备所在的第一地理位置发送所述原材料或元器件成功之后，获取发送所述原材料或所述元器件所消耗的成本和时间；将所述成本和时间保存在数据库中。

进一步地，根据所述第一地理位置、第二地理位置和所述原材料或元器件的数量从距离所述第一地理位置最近的一个或多个仓库中配置用于生产所述产品的原材料或元器件包括：在距离所述第一地理位置最近的仓库为多个的情况下，从所述数据库中获取与使用所述原材料或元器件相似度最大的订单所对应的成本和时间；选择成本和时间最优的仓库作为向所述生产设备发送所述产品的原材料或元器件的仓库。

进一步地，选择成本和时间最优的仓库作为向所述生产设备发送所述产品的原材料或元器件的仓库包括：获取每个仓库对应的成本和时间，将每个仓库的最大的成本配置为1，将每个仓库中最长的时间配置为1；将其他成本与最大的成本的比值作为该成本的第一数值，将其他时间与最大的时间的比值作为该时间的第二数值；将每个仓库的第一数值和第二数值的加权和作为该仓库的评价值，其中，所述第一数值和所述第二数值的权值为预先配置的；选择评价值最小的仓库作为所述成本和时间最优的仓库。

根据本申请的另一个方面，还提供了一种面向服务型制造的网络协同制造构建系统，包括：第一获取模块，用于获取客户的订单，并从客户的订单中获取待生产的产品的生产参数和数量；第二获取模块，用于根据所述生产参数获取生产所述产品所需要使用的原材料或元器件的规格，根据所述数量获取生产所述产品所需要的原材料或元器件的数量；第三获取模块，用于获取用于生产所述产品的生产设备所在的第一地理位置，以及获取存储有所述原材料或元器件的仓库的第二地理位置；配置模块，用于根据所述第一地理位置、第二地理位置和所述原材料或元器件的数量从距离所述第一地理位置最近的一个或多个仓库中配置用于生产所述产品的原材料或元器件，并生成配置信息，其中，所述配置信息用于指示调配原材料或元器件的仓库，以及从各个仓库中调配原材料或元器件的规格和数量；发送模块，用于将所述配置信息发送给对应的仓库。

进一步地，还包括：保存模块，用于在接收到所述配置信息的仓库按照所述配置信息向所述生产设备所在的第一地理位置发送所述原材料或元器件成功之后，获取发送所述原材料或所述元器件所消耗的成本和时间；将所述成本和时间保存在数据库中。

进一步地，所述配置模块用于：在距离所述第一地理位置最近的仓库为多个的情况下，从所述数据库中获取与使用所述原材料或元器件相似度最大的订单所对应的成本和时间；选择成本和时间最优的仓库作为向所述生产设备发送所述产品的原材料或元器件的仓库。

进一步地，所述配置模块用于：获取每个仓库对应的成本和时间，将每个仓库的最大的成本配置为1，将每个仓库中最长的时间配置为1；将其他成本与最大的成本的比值作为该成本的第一数值，将其他时间与最大的时间的比值作为该时间的第二数值；将每个仓库的第一数值和第二数值的加权和作为该仓库的评价值，其中，所述第一数值和所述第二数值的权值为预先配置的；选择评价值最小的仓库作为所述成本和时间最优的仓库。

根据本申请的另一个方面，还包括一种电子设备，包括存储器和处理器；其中，所述存储器用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器执行以实现上述的方法步骤。

根据本申请的另一个方面，还包括一种可读存储介质，其上存储有计算机指令，其中，该计算机指令被处理器执行时实现上述的方法步骤。

在本申请实施例中，采用了获取客户的订单，并从客户的订单中获取待生产的产品的生产参数和数量；根据所述生产参数获取生产所述产品所需要使用的原材料或元器件的规格，根据所述数量获取生产所述产品所需要的原材料或元器件的数量；获取用于生产所述产品的生产设备所在的第一地理位置，以及获取存储有所述原材料或元器件的仓库的第二地理位置；根据所述第一地理位置、第二地理位置和所述原材料或元器件的数量从距离所述第一地理位置最近的一个或多个仓库中配置用于生产所述产品的原材料或元器件，并生成配置信息，其中，所述配置信息用于指示调配原材料或元器件的仓库，以及从各个仓库中调配原材料或元器件的规格和数量；将所述配置信息发送给对应的仓库。通过本申请解决了定制化产品生产过程中人工安排原料或元器件所导致的效率低和影响产品生产进度的问题，从而提高了原料或元器件安排的合理性，也提高了产品生产的进度。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例的面向服务型制造的网络协同制造构建方法的流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

下面首先对以下实施方式中涉及到的技术术语进行说明。

VLAN（Virtual Local Area Network）的中文名为"虚拟局域网"。

虚拟局域网（VLAN）是一组逻辑上的设备和用户，这些设备和用户并不受物理位置的限制，可以根据功能、部门及应用等因素将它们组织起来，相互之间的通信就好像它们在同一个网段中一样，由此得名虚拟局域网，由于交换机端口有两种VLAN属性，其一是VLANID（虚拟局域网标识），其二是VLANTAG（虚拟局域网标签），分别对应VLAN对数据包设置VLAN标签和允许通过的VLANTAG（标签）数据包，不同VLANID端口，可以通过相互允许VLANTAG，构建VLAN。VLAN工作在OSI参考模型的第2层和第3层，一个VLAN不一定是一个广播域，VLAN之间的通信并不一定需要路由网关，其本身可以通过对VLANTAG的相互允许，组成不同访问控制属性的VLAN，当然也可以通过第3层的路由器来完成的，但是，通过VLANID和VLANTAG的允许，VLAN可以为几乎局域网内任何信息集成系统架构逻辑拓扑和访问控制，并且与其它共享物理网路链路的信息系统实现相互间无扰共享。VLAN可以为信息业务和子业务、以及信息业务间提供一个相符合业务结构的虚拟网络拓扑架构并实现访问控制功能。与传统的局域网技术相比较，VLAN技术更加灵活，它具有以下优点： 网络设备的移动、添加和修改的管理开销减少；可以控制广播活动；可提高网络的安全性。

在以下实施方式中，提供了提供了一种面向服务型制造的网络协同制造构建方法，图1是根据本申请实施例的面向服务型制造的网络协同制造构建方法的流程图，如图1所示，下面对图1中的方法所涉及到的步骤进行说明。

步骤S102，获取客户的订单，并从客户的订单中获取待生产的产品的生产参数和数量。

步骤S104，根据所述生产参数获取生产所述产品所需要使用的原材料或元器件的规格，根据所述数量获取生产所述产品所需要的原材料或元器件的数量。

步骤S106，获取用于生产所述产品的生产设备所在的第一地理位置，以及获取存储有所述原材料或元器件的仓库的第二地理位置。

步骤S108，根据所述第一地理位置、第二地理位置和所述原材料或元器件的数量从距离所述第一地理位置最近的一个或多个仓库中配置用于生产所述产品的原材料或元器件，并生成配置信息，其中，所述配置信息用于指示调配原材料或元器件的仓库，以及从各个仓库中调配原材料或元器件的规格和数量。

步骤S110，将所述配置信息发送给对应的仓库。

通过上述步骤解决了定制化产品生产过程中人工安排原料或元器件所导致的效率低和影响产品生产进度的问题，从而提高了原料或元器件安排的合理性，也提高了产品生产的进度。

在一个实施方式中，在将所述配置信息发送给对应的仓库之后，所述方法还包括：在接收到所述配置信息的仓库按照所述配置信息向所述生产设备所在的第一地理位置发送所述原材料或元器件成功之后，获取发送所述原材料或所述元器件所消耗的成本和时间；将所述成本和时间保存在数据库中。

在另一个实施方式中，根据所述第一地理位置、第二地理位置和所述原材料或元器件的数量从距离所述第一地理位置最近的一个或多个仓库中配置用于生产所述产品的原材料或元器件包括：在距离所述第一地理位置最近的仓库为多个的情况下，从所述数据库中获取与使用所述原材料或元器件相似度最大的订单所对应的成本和时间；选择成本和时间最优的仓库作为向所述生产设备发送所述产品的原材料或元器件的仓库。

在另一个实施方式中，选择成本和时间最优的仓库作为向所述生产设备发送所述产品的原材料或元器件的仓库包括：获取每个仓库对应的成本和时间，将每个仓库的最大的成本配置为1，将每个仓库中最长的时间配置为1；将其他成本与最大的成本的比值作为该成本的第一数值，将其他时间与最大的时间的比值作为该时间的第二数值；将每个仓库的第一数值和第二数值的加权和作为该仓库的评价值，其中，所述第一数值和所述第二数值的权值为预先配置的；选择评价值最小的仓库作为所述成本和时间最优的仓库。

在上述可选实施方式中，涉及到如下几个方面：

基于产品设计数据的网络协同制造方案设计，在该方案中包括：生产物料调配、制造单元部署、生产组织运行等。

网络通信系统搭建方案，在该方案中包括：本地网络设备、私有云、公有云部署等。对网络通讯系统的搭建要考虑的是制造设备所在网络的安全性，因此，在该方案中将所有的制造设备布置在一个局域网内，如果制造设备分布在不同的地区，则制造设备所在的不同地区之间使用虚拟局域网进行连接。这样可以保证制造设备的安全。在制造设备所在局域网内，是将各个制造设备的MAC地址与其IP地址进行预先绑定，只有在白名单中的MAC地址的设备接入到局域网内才能获得IP地址，不在白名单中的MAC地址的设备接入到局域网之后，无法获得IP地址，并且对该设备在局域网内的通讯进行限制。

在公有云上布置数据库、分析服务器和网页服务器，数据库用于保存客户的订单数据，网页服务器用于提供网页，该网页能够被客户通过浏览器或特定的应用访问，通过该网页客户可以下订单，并且对产品进行定制生产。分析服务器用于处理从网页中提取到的数据，得到用于生产定制产品的生产数据，数据库用于保存这些数据。分析服务器至少包括两台，一台服务器布置在公有云上与数据库和网页服务器连接（称为第一分析服务器），另一个台布置在私有云上，与位于局域网或虚拟局域网中的制造设备连接（称为第二分析服务器），制造设备只接收来自所述私有云上的分析服务器即第二分析服务器的数据和/或命令。第一分析服务器和第二分析服务器连接，第二分析服务器上预先配置有第一分析服务器的IP地址，第二分析服务器至接收来自第一分析服务器的数据和/或命令。这种网络布局方式可能最大程度保证制造设备的安全。

通过网页获取生产数据（或称为生产参数）的方式有很多种，例如，获取来自客户的订单，并从所述订单中提取待加工产品的标识信息；其中，所述标识信息用于唯一标识所述待加工产品；从所述订单中获取所述待加工产品的标识信息，并根据所述标识信息查找所述待加工产品的组成部件；从所述订单中获取所述待加工产品的特征，根据所述待加工产品的特征对所述组成部件进行调整和/或更换，得到所述待加工产品的部件特征；根据所述待加工产品的部件特征从设计软件中查找与所述待加工产品的部件特征相符合的部件模型，并将所述部件模型组装成产品模型； 根据所述产品模型生成制造所述产品模型对应的产品的生产数据，并将所述生产数据发送给生产设备。

数据库（被称为第一数据库）保存数据的方式也有很多种，例如，获取客户通过网页提交的订单，将所述订单中的各种产品参数保存在数据库中，其中，在所述数据库中产品信息被保存一条原始数据中，该条原始数据包括多个字段，每个字段均用于保存一个产品参数，该条数据还包括订单标识和数据标识，所述订单标识用于唯一标识该订单，数据标识包括时间戳、客户标识和订单状态，所述时间戳用于指示所述客户提交所述订单的时间，所述客户标识用于唯一标识所述客户，所述订单状态包括：初始、修改和确定，初始用于指示该条数据是所述客户原始提交所述订单时产生的数据，修改用于指示该条数据是所述客户对所述订单进行修改时产生的数据，确定用于指示该条数据是所述客户最终确定所述订单时产生的数据；确定所述客户通过网页提交了对所述订单的修改，并获取修改后的所述订单中变动的产品参数；响应于所述订单的修改，在所述数据库中生成一条修改数据，其中，所述修改数据中用于保存产品参数的字段中未发生改变的产品参数从所述原始数据复制而来，并将获取到的变动的产品参数保存在所述修改数据中；所述修改数据还包括所述订单标识和所述数据标识，所述修改数据的数据标识的时间戳用于指示所述客户修改所述订单的时间，所述修改数据的数据标识的订单状态为修改；每次对所述订单的修改均生成一条新的修改数据。

生产物料调配系统

生产物料调配系统中配置单独的数据库（第二数据库）和服务器，该第二数据库中保存了各个生产物料所在的地址以及物料的数量，该服务器与第二分析服务器连接，只能由第二分析服务器主动向该服务器发起数据通讯，从生产物料调配系统中获取所需的物料，并且由生产物料调配系统进行调配。

应用排产工具（MES等），完成单元级（部分零件）的生产制造。

下面首先对应用排产工具MES等，MES主要用于生产调度。MES生产调度是指以作业、订单、批量、批量和订单的形式对生产单位的物流或信息流进行管理。当车间内发生事件时，管理人员需要及时处理。该过程必须根据一定的约束条件进行，并根据这些约束条件的任务顺序安排调度信息.生产调度可以调整车间的生产计划，处理返工和浪费，通过缓冲区管理控制每个生产点的产品数量。下面对生产管理软件MES业务流程进行说明。

1.为生产计划下载订单：

MES系统从ERP系统中下载近一周的生产企业订单，在MES中生成一个生产工单.在下载的过程中，系统可以根据工单加工技术产品进行对应的标准以及工艺发展路径，生成当前工单生产需要加工的各个不同工序管理信息及各个工序的参数数据信息.系统研究提供一些人工和自动控制两种教学方式.人工下载学习方式就是根据中国人工智能输入的工单号将ERP系统中的信息网络下载写入到MES系统实现信息中，并将物料的工单状态置为待产.当源工单信息的状态不符合下载相关要求时系统风险提示操作者.自动下载使用方式：定时扫描ERP系统中的工单信息，搜寻未下载过的工单，满足社会条件时系统能够自动将工单下载到MES系统中并将物料工单状态置为待产。

2.生产调度单输入：

MES系统允许手动输入非ERP订单，输入订单和ERP下载订单在后续处理过程中与管理是一样的。

3.生产调度工单的维护：

从ERP下载的订单生成MES的工单后，仅仅只是一个生成了当前企业订单的工单加工技术信息，并没有充分考虑学生一些具有特殊的情况.通过工单维护社会功能，可以对工单进行分析调整。

生产调度工单调整的三个方面是：第一，单人信息，第二，工单的加工技术路径，第三，在每个加工技术路径中，一些具体的生产过程控制、质量检验方法、生产质量预警等参数的设置和调整。

(2)工单信息的维护包括工单编号、加工产品、计划生产数量、计划开工日期、计划完工日期等属性。

(3)工序信息维护主要包括产品加工工序(可以增加、插入、删除)，每个工序可以设置生产过程所需的控制和质量控制.对于未完成的工作单，您可以计划生产数量(修改、增加或减少)，进行额外生产或提前完成生产。对于未完成的工作单，您可以删除或更改它们。

4.生产管理调度工单调度：

生产调度使得调度员能够在计算机系统的帮助下最优地安排每个过程中的工单处理，以确保及时交货和生产线的最高利用率.该系统将工单排列到每个工序和每个生产线主体上，实现连续有效生产，并提供了自动生产调度和手动生产调度两个操作模块，自动生产调度基于待调度工单的工艺路径、设备容量、运行状况、人员配置等因素，自动找出次优解决方案的调度结果.人工生产调度采用交互式图形界面。根据产品工序的机器效率、工单的批量大小、传送类型的时间设置等条件，自动计算工单某一工序的处理时间，从而简化调度人员的劳动。提高了生产安排效率，人工生产安排可以调整自动生产安排结果，生产安排结果以表格和甘特图两种方式显示。

生产调度的全面检查：根据工单调度确定的每个工单的加工顺序，根据仓库管理系统中每种原材料的当前库存和工单的物料清单，逐一预检查每个工单原材料的一致性。而在生产调度结果图中用颜色区分的表达，使计划能够清楚地了解整个生产能力和物料情况，合理安排相关的生产活动。

生产调度结果的发布：排产完毕后，通过研究结果各授权岗位、角色我们可以在系统中查询到排产信息，并根据学生信息进行安排岗位员工工作。

通过上述实施方式，利用网络协同制造平台实现设计产品的组合装配与物流配送。实现了以下功能：1.各类设计数据的解构分析；2.网络协同制造方案设计；3.制造资源的规划部署；4.生产效率与价值能耗分析；5.生产制造模型与数据库建设。

在本实施例中，提供一种电子装置，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器被设置为运行计算机程序以执行以上实施例中的方法。

上述程序可以运行在处理器中，或者也可以存储在存储器中（或称为计算机可读介质），计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存（PRAM）、静态随机存取存储器（SRAM）、动态随机存取存储器（DRAM）、其他类型的随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器（CD-ROM）、数字多功能光盘（DVD）或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。

这些计算机程序也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤，对应与不同的步骤可以通过不同的模块来实现。

该本实施例中就提供了这样的一种装置或系统。该系统被称为面向服务型制造的网络协同制造构建系统，包括：第一获取模块，用于获取客户的订单，并从客户的订单中获取待生产的产品的生产参数和数量；第二获取模块，用于根据所述生产参数获取生产所述产品所需要使用的原材料或元器件的规格，根据所述数量获取生产所述产品所需要的原材料或元器件的数量；第三获取模块，用于获取用于生产所述产品的生产设备所在的第一地理位置，以及获取存储有所述原材料或元器件的仓库的第二地理位置；配置模块，用于根据所述第一地理位置、第二地理位置和所述原材料或元器件的数量从距离所述第一地理位置最近的一个或多个仓库中配置用于生产所述产品的原材料或元器件，并生成配置信息，其中，所述配置信息用于指示调配原材料或元器件的仓库，以及从各个仓库中调配原材料或元器件的规格和数量；发送模块，用于将所述配置信息发送给对应的仓库。

该系统或者装置用于实现上述的实施例中的方法的功能，该系统或者装置中的每个模块与方法中的每个步骤相对应，已经在方法中进行过说明的，在此不再赘述。

可选地，还包括：保存模块，用于在接收到所述配置信息的仓库按照所述配置信息向所述生产设备所在的第一地理位置发送所述原材料或元器件成功之后，获取发送所述原材料或所述元器件所消耗的成本和时间；将所述成本和时间保存在数据库中。

可选地，所述配置模块用于：在距离所述第一地理位置最近的仓库为多个的情况下，从所述数据库中获取与使用所述原材料或元器件相似度最大的订单所对应的成本和时间；选择成本和时间最优的仓库作为向所述生产设备发送所述产品的原材料或元器件的仓库。

可选地，所述配置模块用于：获取每个仓库对应的成本和时间，将每个仓库的最大的成本配置为1，将每个仓库中最长的时间配置为1；将其他成本与最大的成本的比值作为该成本的第一数值，将其他时间与最大的时间的比值作为该时间的第二数值；将每个仓库的第一数值和第二数值的加权和作为该仓库的评价值，其中，所述第一数值和所述第二数值的权值为预先配置的；选择评价值最小的仓库作为所述成本和时间最优的仓库。

通过上述步骤解决了定制化产品生产过程中人工安排原料或元器件所导致的效率低和影响产品生产进度的问题，从而提高了原料或元器件安排的合理性，也提高了产品生产的进度。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。