本發(fā)明涉及生產(chǎn)線通訊優(yōu)化領(lǐng)域，特別涉及一種基于分布式網(wǎng)絡(luò)拓撲的全自動生產(chǎn)線數(shù)據(jù)通訊優(yōu)化方法。

背景技術(shù)：

1、目前，目前，汽車行業(yè)在沖壓、焊接及涂裝等工程上的自動化率已經(jīng)達到70％以上，而整車裝配的自動化率相對較低，大約在10％左右，甚至低于10％。這表明雖然部分流程已經(jīng)高度自動化，但整車裝配等環(huán)節(jié)的自動化仍有提升空間。自動化設(shè)備在控制和檢測精度上難以完全取代人手和眼的靈活程度，尤其在多品種、柔性化及高節(jié)拍的生產(chǎn)線上，隨著分布式技術(shù)的出現(xiàn)，可以實現(xiàn)全自動的生產(chǎn)。

2、但是，在復(fù)雜的生產(chǎn)線中，大量的數(shù)據(jù)需要在不同的控制單元和設(shè)備之間傳輸。如果通信網(wǎng)絡(luò)不夠高效，可能會導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸延遲，影響生產(chǎn)線的實時控制和操作。在高速運行的生產(chǎn)線上，數(shù)據(jù)通信可能會因為各種原因(如電磁干擾、硬件故障等)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失或損壞，影響生產(chǎn)過程的準確性和可靠性；隨著生產(chǎn)線自動化程度的提高，需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量也在增加。如果網(wǎng)絡(luò)帶寬不足以支持這些數(shù)據(jù)量，可能會導(dǎo)致通信擁堵，影響生產(chǎn)效率。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提出一種基于分布式網(wǎng)絡(luò)拓撲的全自動生產(chǎn)線數(shù)據(jù)通訊優(yōu)化方法，用于解決在復(fù)雜的生產(chǎn)線中，大量的數(shù)據(jù)需要在不同的控制單元和設(shè)備之間傳輸。如果通信網(wǎng)絡(luò)不夠高效，可能會導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸延遲，影響生產(chǎn)線的實時控制和操作。在高速運行的生產(chǎn)線上，數(shù)據(jù)通信可能會因為各種原因(如電磁干擾、硬件故障等)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失或損壞，影響生產(chǎn)過程的準確性和可靠性；隨著生產(chǎn)線自動化程度的提高，需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量也在增加。如果網(wǎng)絡(luò)帶寬不足以支持這些數(shù)據(jù)量，可能會導(dǎo)致通信擁堵，影響生產(chǎn)效率。的情況。

2、本發(fā)明提出了一種基于分布式網(wǎng)絡(luò)拓撲的全自動生產(chǎn)線數(shù)據(jù)通訊優(yōu)化方法，包括：

3、將所有生產(chǎn)線工作站配置為分布式節(jié)點，確定對應(yīng)的分布式通信節(jié)點；

4、根據(jù)分布式通信節(jié)點以及生產(chǎn)工作站對應(yīng)的產(chǎn)線生產(chǎn)順序，確定分布式網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)；

5、根據(jù)分布式網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，構(gòu)建分布式產(chǎn)線交互網(wǎng)絡(luò)；其中，分布式產(chǎn)線交互網(wǎng)絡(luò)包括：數(shù)據(jù)共享層、數(shù)據(jù)順序交互層和數(shù)據(jù)異常上傳層；

6、當接收到生產(chǎn)線上任一工作站的通信請求，確定通信事件，并將通過分布式產(chǎn)線交互網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)于對應(yīng)通信事件。

7、進一步的，所述生產(chǎn)線工作站的內(nèi)部設(shè)備配置有實時以太網(wǎng)協(xié)議，其中，內(nèi)部設(shè)備包括：機器人、傳感設(shè)備和plc設(shè)備；

8、實時以太網(wǎng)協(xié)議通過全自動生產(chǎn)線上的第一周期和內(nèi)部設(shè)備的第二周期進行主從同步通信；第二周期和第一周期存在時鐘偏差，第一周期通過時鐘偏差進行持續(xù)補償。

9、進一步的，所述主從同步通信還包括：

10、獲取全自動生產(chǎn)線的第一網(wǎng)絡(luò)跳數(shù)，及內(nèi)部設(shè)備的第二網(wǎng)絡(luò)跳數(shù)；

11、對第一網(wǎng)絡(luò)跳數(shù)與第二網(wǎng)絡(luò)跳數(shù)進行差值計算，得到全自動生產(chǎn)線和內(nèi)部設(shè)備的目標網(wǎng)絡(luò)跳數(shù)差值；

12、根據(jù)目標網(wǎng)絡(luò)跳數(shù)差值與時鐘偏差的映射關(guān)系，確定主動同步周期的同步調(diào)整閾值。

13、進一步地，所述確定對應(yīng)的分布式通信節(jié)點還包括：

14、獲取預(yù)先上傳的產(chǎn)線生產(chǎn)計劃，實時確定全自動生產(chǎn)線內(nèi)的目標產(chǎn)線工作站；

15、將目標產(chǎn)線工作站上傳至交互通信鏈路；

16、根據(jù)交互通信鏈路和產(chǎn)線生產(chǎn)計劃，確定目標產(chǎn)線工作站的產(chǎn)線生產(chǎn)順序和工作站通信時間；

17、根據(jù)產(chǎn)線生產(chǎn)順序，確定分布式通信節(jié)點的優(yōu)先順序；

18、根據(jù)工作站通信時間，確定每個分布式通信節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)調(diào)優(yōu)時間。

19、進一步的，所述確定分布式網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)后，還包括：

20、根據(jù)產(chǎn)線生產(chǎn)順序，確定每個分布式通信節(jié)點的節(jié)點狀態(tài)和通信流量信息；

21、將節(jié)點狀態(tài)和通信流量信息通過網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模型進行網(wǎng)絡(luò)拓撲性能計算，確定性能計算結(jié)果；

22、根據(jù)性能計算結(jié)果，確定可調(diào)優(yōu)的第一分布式通信節(jié)點和通信冗余的第二分布式通信節(jié)點。

23、進一步的，所述構(gòu)建分布式產(chǎn)線交互網(wǎng)絡(luò)，包括：

24、根據(jù)分布式網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，設(shè)置不同生產(chǎn)線工作站的交互端口、共享數(shù)據(jù)上傳端口和異常數(shù)據(jù)上傳端口；

25、提取每個生產(chǎn)線工作站對應(yīng)的通信地址和通信設(shè)備信息；

26、根據(jù)通信地址和通信設(shè)備信息，將生產(chǎn)線工作站進行聚類劃分，確定聚類類型；

27、根據(jù)聚類類型和交互端口，設(shè)置數(shù)據(jù)順序交互層；

28、根據(jù)聚類類型和共享數(shù)據(jù)上傳端口，在全自動生產(chǎn)線的通信服務(wù)器中設(shè)置數(shù)據(jù)共享層；

29、根據(jù)聚類類型和異常數(shù)據(jù)上傳端口，在全自動生產(chǎn)線的控制終端中設(shè)置數(shù)據(jù)異常上傳層；

30、將數(shù)據(jù)順序交互層、數(shù)據(jù)共享層和數(shù)據(jù)異常上傳層進行融合，構(gòu)成分布式產(chǎn)線交互網(wǎng)絡(luò)。

31、進一步的，所述數(shù)據(jù)共享層用于：

32、當數(shù)據(jù)共享層接收到生產(chǎn)線工作站發(fā)送的共享數(shù)據(jù)時，確定對應(yīng)的目標分布式工作站；其中，共享數(shù)據(jù)是任一分布式通信節(jié)點上傳至數(shù)據(jù)共享層；

33、將數(shù)據(jù)共享層中的共享數(shù)據(jù)按照分布式產(chǎn)線交互網(wǎng)絡(luò)的通信區(qū)域，設(shè)置數(shù)據(jù)目錄和數(shù)據(jù)索引；

34、根據(jù)數(shù)據(jù)目錄，設(shè)置共享數(shù)據(jù)的存儲區(qū)域；

35、根據(jù)數(shù)據(jù)索引，設(shè)置共享數(shù)據(jù)的查看權(quán)限和查詢方式。

36、進一步的，所述數(shù)據(jù)順序交互層用于：

37、根據(jù)產(chǎn)線生產(chǎn)順序，確定不同生產(chǎn)線工作站鄰接的第一交互工作站，以及根據(jù)當前生產(chǎn)計劃，確定存在通信交互的第二工作站；

38、當?shù)谝簧a(chǎn)線工作站向第二生產(chǎn)線工作站發(fā)送數(shù)據(jù)交互請求時，數(shù)據(jù)交互請求上傳至數(shù)據(jù)順序交互層；

39、判斷第一生產(chǎn)線工作站和第二生產(chǎn)線工作站是否為鄰接的生產(chǎn)工作站，輸出第一判斷結(jié)果；

40、判斷第一生產(chǎn)線工作站和第二生產(chǎn)線工作站是否為存在通信交互的生產(chǎn)工作站，輸出第二判斷結(jié)果；

41、當符合第一判斷結(jié)果或第二通信結(jié)果，在數(shù)據(jù)順序交互層內(nèi)設(shè)置第一生產(chǎn)線工作站和第二生產(chǎn)線工作站的專屬通信通道。

42、進一步的，所述數(shù)據(jù)異常上傳層用于：

43、當接收到任一生產(chǎn)線工作站的異常通信事件時，獲取異常通信事件內(nèi)容，將異常通信事件內(nèi)容與預(yù)設(shè)異常類型進行匹配；

44、若異常通信事件內(nèi)容與預(yù)設(shè)異常類型匹配，確認對應(yīng)生產(chǎn)線工作站存在異常，為對應(yīng)生產(chǎn)線工作站設(shè)置應(yīng)急管理標簽；

45、根據(jù)應(yīng)急管理標簽，將異常通信事件內(nèi)容發(fā)送至數(shù)據(jù)異常上傳層進行分析；

46、若數(shù)據(jù)異常上傳層沒有接收到異常通信事件內(nèi)容時，由數(shù)據(jù)順序交互層調(diào)用任一與對應(yīng)生產(chǎn)線工作站存在交互的關(guān)聯(lián)工作站進行異常通信事件內(nèi)容上傳。

47、進一步的，所述分布式產(chǎn)線交互網(wǎng)絡(luò)還用于：

48、當存在分布式通信節(jié)點異常時，設(shè)置對應(yīng)分布式通信節(jié)點的轉(zhuǎn)接端口；

49、根據(jù)轉(zhuǎn)接端口，將對應(yīng)分布式通信節(jié)點的交互數(shù)據(jù)通過轉(zhuǎn)接端口傳輸至預(yù)設(shè)的中轉(zhuǎn)中心；其中，中轉(zhuǎn)中心用于連接云端擴展服務(wù)器和本地擴展服務(wù)器。

50、本發(fā)明的有益效果在于

51、本發(fā)明的分布式網(wǎng)絡(luò)拓撲優(yōu)化了數(shù)據(jù)傳輸路徑，減少了數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸時間，從而降低了通信延遲，提高了生產(chǎn)線的實時控制能力。提高數(shù)據(jù)完整性：通過數(shù)據(jù)異常上傳層，可以及時發(fā)現(xiàn)并處理數(shù)據(jù)傳輸中的錯誤，保證了數(shù)據(jù)的完整性和準確性。提升生產(chǎn)效率：數(shù)據(jù)共享層和數(shù)據(jù)順序交互層的應(yīng)用，確保了生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實時性和順序性，有助于提高生產(chǎn)線的運行效率。

52、本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在所寫的說明書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。

53、下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。