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CN112449014A - 基于分布式的工业互联网设备协同作业方法及系统 - Google Patents

基于分布式的工业互联网设备协同作业方法及系统 Download PDF

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CN112449014A
CN112449014A CN202011316219.4A CN202011316219A CN112449014A CN 112449014 A CN112449014 A CN 112449014A CN 202011316219 A CN202011316219 A CN 202011316219A CN 112449014 A CN112449014 A CN 112449014A
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CN
China
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equipment
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industrial
target
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CN202011316219.4A
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丁勇军
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Abstract

本申请是关于基于分布式的工业互联网设备协同作业方法及系统。通过执行上述方法，能够基于作业指令确定多个工业设备之间在时间上的协同，避免因为工业设备间的等待和不同步的过程而显著损耗工业设备的性能、能耗以及使用效率，以将工业设备的损耗控制在正常范围内，从而发挥工业互联网的最大价值。

Description

基于分布式的工业互联网设备协同作业方法及系统
技术领域
本申请涉及工业互联网通信技术领域，尤其涉及基于分布式的工业互联网设备协同作业方法及系统。
背景技术
智能化工业互联网的发展极大地提高了制造业的生产效率，并且显著减少了生产事故发生的概率。通过实现工业设备之间的互联，不仅能够释放人力成本，还能够提高管理和维护效率。然而，在实际工业运行过程中，工业设备的性能损耗往往超出预期，难以发挥工业互联网的最大价值。
发明内容
本申请提供基于分布式的工业互联网设备协同作业方法及系统，以改善现有技术存在的以上技术问题。
提供一种基于分布式的工业互联网设备协同作业方法，应用于与多个工业设备通信的云服务器，所述方法包括：
确定每个工业设备的设备通信地址以及每个工业设备的设备通信地址对应的通信时钟延迟值；
在根据所述通信时钟延迟值确定其对应的工业设备为触发延迟设备时，向至少一个触发延迟设备下发时间调度指令，以使所述至少一个触发延迟设备基于其对应的时间调度指令进行时间窗口运算；
获取所述至少一个触发延迟设备通过所述时间窗口运算所反馈的至少两组设备作业时刻表单；
根据每个设备通信地址确定由所述工业设备形成的设备集群的业务进程轨迹；
按照所述业务进程轨迹中的每个轨迹节点以及每条指向性线段，将所述至少一个触发延迟设备对应的设备作业时刻表单进行合并，得到至少一组延时信息；
判断所述至少一组目标延时信息是否满足设定条件，在所述至少一组目标延时信息满足所述设定条件时，按照所述至少一组目标延时信息所对应的设备作业时刻表单为至少一个触发延迟设备分配作业指令。
进一步地，还包括：
实时从所述至少一个触发延迟设备的运行日志中提取日志数据；其中，所述日志数据包括所述触发延迟设备的运行状态参数；
从所述运行状态参数中抽取出用于表征所述触发延迟设备的延时作业指标的时序参数；
按照设定时间步长检测所述时序参数是否发生改变；在检测到所述时序参数发生改变时，向所述至少一触发延迟设备继续发送对应的作业指令。
进一步地，还包括：
确定与所述云服务器通信的工业设备的当前累计数量；
根据预设的映射列表，确定与当前累计数量对应的目标时间步长；
按照所述目标时间步长对所述设定时间步长进行修改。
进一步地，触发延迟设备通过以下方法确定：
确定每个通信时钟延迟值与其对应的设备通信地址之间的寻址结果；其中，所述寻址结果用于表征所述通信时钟延迟值相对于其对应的设备通信地址的基准延迟值；
在所述通信时钟延迟值大于所述寻址结果中的基准延迟值时，将所述通信时钟延迟值对应的工业设备确定为触发延迟设备。
进一步地，根据每个设备通信地址确定由所述工业设备形成的设备集群的业务进程轨迹，包括：
在预设的通信协议中查找出每个设备通信地址对应得协议链接信息；根据所述协议链接信息确定出每个设备通信地址对应的工业设备的通信记录清单；其中，所述通信记录清单记录中有对应的工业设备在多条生产线中的每条生产线所对应的设备优先级，相邻两条生产线之间存在时间间隔；
确定每条生产线中的每个工业设备对应的设备优先级；提取每条生产线对应的运行指标信息并根据所述运行指标信息为对应的生产线中的每个设备优先级分配优先级权重；其中，所述设备优先级用于表征工业设备在生产线中的重要程度，所述运行指标信息用于表征生产线的生产需求信息，所述优先级权重用于表征所述设备优先级的时序；
根据每条生产线对应的优先级权重由大到小的顺序将每条生产线对应的工业设备按照时序进行排序，得到第一工业设备排序序列；确定每条生产线对应的第一工业设备排序序列中的每个工业设备的第一排序位置；
按照设备优先级由大到小的顺序将每次生产线对应的工业设备进行排序，得到第二工业设备排序序列；确定每次生产线对应的第一工业设备排序序列中的每个工业设备的第二排序位置；
针对每个生产线中的每个工业设备，判断该工业设备的第一排序位置和第二排序位置的差值是否小于设定阈值；若是，则确定该工业设备为待处理工业设备；将待处理工业设备的数量达到设定数量的生产线确定为目标生产线；针对每条目标生产线，根据该目标生产线中的第一排序序列将该目标生产线中的工业设备进行节点化并生成对应的业务进程轨迹。
进一步地，按照所述业务进程轨迹中的每个轨迹节点以及每条指向性线段，将所述至少一个触发延迟设备对应的设备作业时刻表单进行合并，得到至少一组延时信息，包括：
确定所述业务进程轨迹中相邻的第一轨迹节点的第一节点类型以及第二轨迹节点的第二节点类型；其中，所述节点类型用于表征轨迹节点对应的工业设备的设备类型；
提取所述第一轨迹节点和所述第二轨迹节点之间的指向性线段的参数信息；其中，所述参数信息包括所述指向性线段的线段长度信息和线段方向信息，所述线段长度信息用于表征所述第一轨迹节点对应第一工业设备与第二轨迹节点对应的第二工业设备之间的数据异构程度，所述线段长度信息中的数值越大，表征所述第一工业设备和所述第二工业设备之间的数据异构程度越大，所述线段方向信息用于表征所述第一工业设备和所述第二工业设备之间的相对距离；
基于所述第一节点类型和所述第二节点类型确定所述线段长度信息对应的通信干扰系数，并根据所述线段长度信息确定所述第一工业设备和所述第二工业设备之间的通信延迟信息；
统计确定出的通信干扰系数和通信延迟信息并形成延时权重；其中，所述延时权重用于表征所述通信干扰系数和所述通信延迟信息对触发延迟设备对应的设备作业时刻表单的影响；
采用所述延时权重对将所述至少一个触发延迟设备对应的设备作业时刻表单调整，得到所述至少一个触发延迟设备对应的目标设备作业时刻表单；
针对每个目标作业时刻表单，确定与该目标作业时刻表单相邻的第一目标作业时刻表单的第一合并系数以及第二目标作业时刻表单的第二合并系数，根据根据所述第一合并系数和所述第二合并系数将该目标作业时刻表单及其对应的第一目标作业时刻表单和第二目标作业时刻表单进行合并，得到合并作业时刻表单；基于所述线段方向信息提取所述合并作业时刻表单中的时间数据以形成至少一组延时信息。
进一步地，判断所述至少一组目标延时信息是否满足设定条件，包括：
判断所述至少一组目标延时信息对应的延时总时长是否超过设定时长；
若否，则判定所述至少一组目标延时信息满足所述设定条件；
若是，则判定所述至少一组目标延时信息不满足所述设定条件。
提供一种云服务器，所述云服务器与多个工业设备通信，所述云服务器具体用于：
确定每个工业设备的设备通信地址以及每个工业设备的设备通信地址对应的通信时钟延迟值；
在根据所述通信时钟延迟值确定其对应的工业设备为触发延迟设备时，向至少一个触发延迟设备下发时间调度指令，以使所述至少一个触发延迟设备基于其对应的时间调度指令进行时间窗口运算；
获取所述至少一个触发延迟设备通过所述时间窗口运算所反馈的至少两组设备作业时刻表单；
根据每个设备通信地址确定由所述工业设备形成的设备集群的业务进程轨迹；
按照所述业务进程轨迹中的每个轨迹节点以及每条指向性线段，将所述至少一个触发延迟设备对应的设备作业时刻表单进行合并，得到至少一组延时信息；
判断所述至少一组目标延时信息是否满足设定条件，在所述至少一组目标延时信息满足所述设定条件时，按照所述至少一组目标延时信息所对应的设备作业时刻表单为至少一个触发延迟设备分配作业指令。
提供一种云服务器，包括：
处理器，以及
与处理器连接的内存和网络接口；
所述网络接口与云服务器中的非易失性存储器连接；
所述处理器在运行时通过所述网络接口从所述非易失性存储器中调取计算机程序，并通过所述内存运行所述计算机程序，以执行上述的方法。
提供一种应用于计算机的可读存储介质，所述可读存储介质烧录有计算机程序，所述计算机程序在云服务器的内存中运行时实现上述的方法。
在执行上述方案时，能够向根据通信时钟延迟值确定出的触发延迟设备下发时间调度指令，以使触发延迟设备基于其对应的时间调度指令进行时间窗口运算。如此，实现时间窗口运算的分布式处理，避免云服务器进行集中运算产生的较长的计算耗时。
进一步地，获取触发延迟设备所反馈的设备作业时刻表单，并基于确定出的业务进程轨迹中的每个轨迹节点以及每条指向性线段对设备作业时刻表单进行合并得到延时信息。最后在目标延时信息满足设定条件时，按照目标延时信息所对应的设备作业时刻表单为触发延迟设备分配作业指令。
如此，能够基于作业指令确定多个工业设备之间在时间上的协同，避免因为工业设备间的等待和不同步的过程而显著损耗工业设备的性能、能耗以及使用效率，以将工业设备的损耗控制在正常范围内，从而发挥工业互联网的最大价值。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1是本申请根据一示例性实施例示出的一种基于分布式的工业互联网设备协同作业系统的示意图。
图2是本申请根据一示例性实施例示出的一种基于分布式的工业互联网设备协同作业系统方法的流程图。
图3是本申请根据一示例性实施例示出的一种基于分布式的工业互联网设备协同作业系统装置的一个实施例框图。
图4为本申请基于分布式的工业互联网设备协同作业系统装置所在云服务器的一种硬件结构图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
发明人在对制造车间和工业园区等工业互联网的应用场景进行研究和分析发现，现如今的工业互联网技术为了提高产生和扩大生产规模，往往将多个工业设备进行通信集成。但是在实际应用时，多个工业设备之间经常存在时间上的不匹配合不协同。例如，工业设备在等待或者不同步的过程中会出现性能损耗。在这种情况下，工业设备会存在较大程度的性能损耗。
为改善上述问题，本发明提供了一种基于分布式的工业互联网设备协同作业方法及系统，通过分布式计算，能够确定多个工业设备之间在时间上的协同，避免因为工业设备间的等待和不同步的过程而显著损耗工业设备的性能、能耗以及使用效率，以将工业设备的损耗控制在正常范围内，从而发挥工业互联网的最大价值。
为便于对整个方案进行说明，请先参照图1，为本发明提供的基于分布式的工业互联网设备协同作业系统100的通信连接示意图。其中，该系统包括互相之间通信的云服务器110和工业设备120，工业设备120分布于生产线的不同区域，该系统可以应用于汽车制造、半导体制造、智能电子设备制造、医疗器械制造、船舶制造或高精密仪器制造等，在此不作限定。可以理解，在上述系统应用到不同领域时，工业设备120的种类和型号也会作适应性改变，在此不一一列举。
请结合参阅图2，为本发明提供的基于分布式的工业互联网设备协同作业方法的步骤流程图，所述方法应用于图1中的云服务器110，具体可以包括以下步骤S111-S116所描述的内容。
S111，确定每个工业设备的设备通信地址以及每个工业设备的设备通信地址对应的通信时钟延迟值。
在本发明中，所述通信时钟延迟值用于指示所述工业设备是否为触发延迟设备。
S112，在根据所述通信时钟延迟值确定其对应的工业设备为触发延迟设备时，向至少一个触发延迟设备下发时间调度指令，以使所述至少一个触发延迟设备基于其对应的时间调度指令进行时间窗口运算。
在本发明中，所述时间窗口运算包括窗口等待期运算、窗口模式运算以及窗口队列运算中的至少一项。
S113，获取所述至少一个触发延迟设备通过所述时间窗口运算所反馈的至少两组设备作业时刻表单。
S114，根据每个设备通信地址确定由所述工业设备形成的设备集群的业务进程轨迹。
在本发明中，所述业务进程轨迹中包括每个工业设备对应的轨迹节点，相邻两个轨迹节点之间通过指向性线段连接，所述指向性线段用于指示相邻两个轨迹节点之间的业务先后顺序。
S115，按照所述业务进程轨迹中的每个轨迹节点以及每条指向性线段，将所述至少一个触发延迟设备对应的设备作业时刻表单进行合并，得到至少一组延时信息。
在本发明中，所述延时信息包括所述业务进程轨迹的系统延时以及每个工业设备的等待延时。
S116，判断所述至少一组目标延时信息是否满足设定条件，在所述至少一组目标延时信息满足所述设定条件时，按照所述至少一组目标延时信息所对应的设备作业时刻表单为至少一个触发延迟设备分配作业指令。
在本发明中，所述作业指令中包括控制至少一个触发延迟设备进行动作的时刻信息。
通过执行上述步骤S111-S116，能够向根据通信时钟延迟值确定出的触发延迟设备下发时间调度指令，以使触发延迟设备基于其对应的时间调度指令进行时间窗口运算。如此，实现时间窗口运算的分布式处理，避免云服务器进行集中运算产生的较长的计算耗时。进一步地，获取触发延迟设备所反馈的设备作业时刻表单，并基于确定出的业务进程轨迹中的每个轨迹节点以及每条指向性线段对设备作业时刻表单进行合并得到延时信息。最后在目标延时信息满足设定条件时，按照目标延时信息所对应的设备作业时刻表单为触发延迟设备分配作业指令。
如此，能够基于作业指令确定多个工业设备之间在时间上的协同，避免因为工业设备间的等待和不同步的过程而显著损耗工业设备的性能、能耗以及使用效率，以将工业设备的损耗控制在正常范围内，从而发挥工业互联网的最大价值。
发明人在实施上述方案时发现，在为触发延迟设备分配了作业指令之后，整个设备集群能够在时间上层面上进行协同作业，从而保证工业设备的性能和使用效率。但是，在设备集群运行了一段时间之后，仍然可能会出现不协同的现象。究其原因，是因为一些型号的触发延迟设备内设置有自适应调整的计时器，计时器会按照设定周期对触发延迟设备进行初始化。这样以来，触发延迟设备在经过一段时间后可能会将其对应的作业指令丢弃。有由于触发延迟设备内的计时器是闭环计时器，云服务器难以对计时器进行控制。
为改善上述问题，需要对触发延迟设备进行实时监控，并在触发延迟设备完成初始化之后继续发送作业指令。因此，在上述步骤S111-S116的基础上，所述方法还可以包括以下步骤S117-S119所描述的内容。
S117，实时从所述至少一个触发延迟设备的运行日志中提取日志数据；其中，所述日志数据包括所述触发延迟设备的运行状态参数。
S118，从所述运行状态参数中抽取出用于表征所述触发延迟设备的延时作业指标的时序参数。
S119，按照设定时间步长检测所述时序参数是否发生改变；在检测到所述时序参数发生改变时，向所述至少一触发延迟设备继续发送对应的作业指令。
在执行上述步骤S117-S119所描述的内容时，能够对触发延迟设备进行实时监控，并在检测到时序参数发生变化时确定触发延迟设备完成初始化，从而在触发延迟设备完成初始化之后继续发送作业指令，以确保触发延迟设备在初始化之后能够继续执行作业指令，从而确保整个设备集群在时间上的协同。
在上述基础上，发明人发现，当工业设备数量较多时，需要及时地检测触发延迟设备的初始化进程，从而避免因检测不及时对整个设备集群带来的性能损耗。为实现上述内容，在步骤S117-S119的基础上，所述方法还可以包括以下步骤S210-S230所描述的内容。
S210，确定与所述云服务器通信的工业设备的当前累计数量。
S220，根据预设的映射列表，确定与当前累计数量对应的目标时间步长。
S230，按照所述目标时间步长对所述设定时间步长进行修改。
可以理解，通过上述步骤S210-S230，能够基于工业设备的实时数量从预设的映射列表中确定目标时间步长，从而基于目标时间步长对设定时间步长进行修改。这样，能够及时地检测触发延迟设备的初始化进程，从而避免因检测不及时对整个设备集群带来的性能损耗。
在一个示例中，为了准确、可靠地从工业设备中确定触发延迟设备，在S112中，可以通过以下步骤S1121和S1122确定工业设备是否为触发延迟设备。
S1121，确定每个通信时钟延迟值与其对应的设备通信地址之间的寻址结果；其中，所述寻址结果用于表征所述通信时钟延迟值相对于其对应的设备通信地址的基准延迟值。
S1122，在所述通信时钟延迟值大于所述寻址结果中的基准延迟值时，将所述通信时钟延迟值对应的工业设备确定为触发延迟设备。
可以理解，基于上述步骤S1121和S1122，能够通过寻址结果中的基准延迟值与通信时钟延迟值之间的比较结果准确、可靠地从工业设备中确定触发延迟设备。
发明人在实际研究和分析中发现，在确定业务进程轨迹时，往往会由于工业设备的优先级变动而出现业务进程轨迹不固定的现象。在这种情况下，如果只针对工业设备的某一临时优先级进行业务进程轨迹的确定，可能会导致业务进程轨迹的不完整，这样在后续对工业设备进行作业时间的协同调整时，可能会出现误差。为改善上述问题，在S114中，根据每个设备通信地址确定由所述工业设备形成的设备集群的业务进程轨迹，具体可以包括以下步骤S1141-S1145所描述的内容。
S1141，在预设的通信协议中查找出每个设备通信地址对应得协议链接信息；根据所述协议链接信息确定出每个设备通信地址对应的工业设备的通信记录清单；其中，所述通信记录清单记录中有对应的工业设备在多条生产线中的每条生产线所对应的设备优先级，相邻两条生产线之间存在时间间隔。
S1142，确定每条生产线中的每个工业设备对应的设备优先级；提取每条生产线对应的运行指标信息并根据所述运行指标信息为对应的生产线中的每个设备优先级分配优先级权重；其中，所述设备优先级用于表征工业设备在生产线中的重要程度，所述运行指标信息用于表征生产线的生产需求信息，所述优先级权重用于表征所述设备优先级的时序。
S1143，根据每条生产线对应的优先级权重由大到小的顺序将每条生产线对应的工业设备按照时序进行排序，得到第一工业设备排序序列；确定每条生产线对应的第一工业设备排序序列中的每个工业设备的第一排序位置。
S1144，按照设备优先级由大到小的顺序将每次生产线对应的工业设备进行排序，得到第二工业设备排序序列；确定每次生产线对应的第一工业设备排序序列中的每个工业设备的第二排序位置。
S1145，针对每个生产线中的每个工业设备，判断该工业设备的第一排序位置和第二排序位置的差值是否小于设定阈值；若是，则确定该工业设备为待处理工业设备；将待处理工业设备的数量达到设定数量的生产线确定为目标生产线；针对每条目标生产线，根据该目标生产线中的第一排序序列将该目标生产线中的工业设备进行节点化并生成对应的业务进程轨迹。
可以理解，在执行上述步骤S1141-S1145所描述的内容时，能够将工业设备在不同生产线中的设备优先级以及优先级权重进行分析，从而确定能够进行作业时间协同的目标生产线，并基于每条目标生产线生成对应的业务进行轨迹。这样，能够完整地确定出业务进程轨迹，避免在后续对工业设备进行作业时间的协同调整时出现误差。
在具体实施时，在确定延时信息的过程中，如果不考虑工业设备间的通信延迟和通信干扰，可能会导致延时信息出现偏差，这样难以确保后续准确地下发作业指令。为改善上述问题，在S115中，按照所述业务进程轨迹中的每个轨迹节点以及每条指向性线段，将所述至少一个触发延迟设备对应的设备作业时刻表单进行合并，得到至少一组延时信息，具体可以包括步骤S1151-S1156所描述的内容。
S1151，确定所述业务进程轨迹中相邻的第一轨迹节点的第一节点类型以及第二轨迹节点的第二节点类型；其中，所述节点类型用于表征轨迹节点对应的工业设备的设备类型。
S1152，提取所述第一轨迹节点和所述第二轨迹节点之间的指向性线段的参数信息；其中，所述参数信息包括所述指向性线段的线段长度信息和线段方向信息，所述线段长度信息用于表征所述第一轨迹节点对应第一工业设备与第二轨迹节点对应的第二工业设备之间的数据异构程度，所述线段长度信息中的数值越大，表征所述第一工业设备和所述第二工业设备之间的数据异构程度越大，所述线段方向信息用于表征所述第一工业设备和所述第二工业设备之间的相对距离。
S1153，基于所述第一节点类型和所述第二节点类型确定所述线段长度信息对应的通信干扰系数，并根据所述线段长度信息确定所述第一工业设备和所述第二工业设备之间的通信延迟信息。
S1154，统计确定出的通信干扰系数和通信延迟信息并形成延时权重；其中，所述延时权重用于表征所述通信干扰系数和所述通信延迟信息对触发延迟设备对应的设备作业时刻表单的影响。
S1155，采用所述延时权重对将所述至少一个触发延迟设备对应的设备作业时刻表单调整，得到所述至少一个触发延迟设备对应的目标设备作业时刻表单。
S1156，针对每个目标作业时刻表单，确定与该目标作业时刻表单相邻的第一目标作业时刻表单的第一合并系数以及第二目标作业时刻表单的第二合并系数，根据根据所述第一合并系数和所述第二合并系数将该目标作业时刻表单及其对应的第一目标作业时刻表单和第二目标作业时刻表单进行合并，得到合并作业时刻表单；基于所述线段方向信息提取所述合并作业时刻表单中的时间数据以形成至少一组延时信息。
可以理解，通过执行上述步骤S1151-步骤S1156所描述的内容，能够考虑工业设备间的通信延迟和通信干扰，从而准确地确定出延时信息，避免延时信息出现偏差。如此，能够确保后续准确地下发作业指令。
在一个可替换的实施方式中，S116中所描述的，判断所述至少一组目标延时信息是否满足设定条件，具体可以通过以下子步骤S1161-S1163所描述的内容实现。
S1161，判断所述至少一组目标延时信息对应的延时总时长是否超过设定时长。
S1162，若否，则判定所述至少一组目标延时信息满足所述设定条件。
S1163，若是，则判定所述至少一组目标延时信息不满足所述设定条件。
在本实施例中，设定时长可以根据每个工业设备因设备等待而产生的损耗确定。
在执行上述步骤S1161-S1163所描述的方法时，能够从设备损耗层面确定目标延时信息是否满足设定条件，从而确保下发的作业指令不会造成工业设备过长的等待时长。
在具体实施时，每组目标延时信息是通过多个设备作业时刻表单合并而得到的，因此在分配作业指令的时候，需要考虑作业指令在触发延迟设备之间的“串线”。为实现上述方案，在S116中，按照所述至少一组目标延时信息所对应的设备作业时刻表单为至少一个触发延迟设备分配作业指令，具体可以包括以下步骤（1）-步骤（5）所描述的内容。
（1）确定所述至少一组目标延时信息所对应的每个设备作业时刻表单对应的触发延迟设备的设备标识id；其中，不同触发延迟设备的设备标识id不同。
（2）根据每个设备标识id生成对应的作业指令，并从预设关系列表中确定出与每个设备标识id对应的校验码，采用所述校验码对每个设备标识id对应的作业指令进行校验计算以得到第一校验结果；将所述第一校验结果、所述设备标识id和所述作业指令进行打包并下发给对应的触发延迟设备。
（3）检测是否接收到目标触发延迟设备发送的反馈指令；在接收到所述目标触发延迟设备发送的反馈指令时，采用所述目标触发延迟设备对应的校验码对所述目标触发延迟设备对应的作业指令进行校验计算以得到第二校验结果；将所述第二校验结果、所述目标触发延迟设备对应的设备标识id以及作业指令进行打包并下发给所述目标触发延迟设备。
在上述步骤（1）-步骤（3）中，所述目标触发延迟设备在接收到所述第一校验结果、所述设备标识id和所述作业指令时，判断所述设备标识id与预存设备标识id是否一致；若所述设备标识id与所述预存设备标识id不一致，向所述云服务器发送所述反馈指令；若所述设备标识id与所述预存设备标识id一致，则根据所述预存设备标识id确定目标校验码，并采用所述目标校验码对接收到的作业指令进行校验计算得到第三校验结果；在所述第三校验结果和所述第一校验结果一致时，执行接收到的作业指令；在所述第三校验结果和所述第一校验结果不一致时，向所述云服务器发送所述反馈指令。
可以理解，通过上述步骤（1）-步骤（3），能够分别在云服务器侧以及目标触发延迟设备侧进行作业指令的校验计算，并在目标触发延迟设备侧进行作业指令的校验结果的比对，从而确保目标触发延迟设备接收到的作业指令的准确性，避免作业指令在触发延迟设备之间的“串线”。
在上述基础上，结合参阅图3，提供了基于分布式的工业互联网设备协同作业装置300的功能模块框图，关于该装置的详细描述如下。
A1.一种基于分布式的工业互联网设备协同作业装置，应用于与多个工业设备通信的云服务器，所述装置包括：
地址确定模块310，用于确定每个工业设备的设备通信地址以及每个工业设备的设备通信地址对应的通信时钟延迟值；其中，所述通信时钟延迟值用于指示所述工业设备是否为触发延迟设备；
窗口运算模块320，用于在根据所述通信时钟延迟值确定其对应的工业设备为触发延迟设备时，向至少一个触发延迟设备下发时间调度指令，以使所述至少一个触发延迟设备基于其对应的时间调度指令进行时间窗口运算；其中，所述时间窗口运算包括窗口等待期运算、窗口模式运算以及窗口队列运算中的至少一项；
表单获取模块330，用于获取所述至少一个触发延迟设备通过所述时间窗口运算所反馈的至少两组设备作业时刻表单；
轨迹确定模块340，用于根据每个设备通信地址确定由所述工业设备形成的设备集群的业务进程轨迹；其中，所述业务进程轨迹中包括每个工业设备对应的轨迹节点，相邻两个轨迹节点之间通过指向性线段连接，所述指向性线段用于指示相邻两个轨迹节点之间的业务先后顺序；
延时确定模块350，用于按照所述业务进程轨迹中的每个轨迹节点以及每条指向性线段，将所述至少一个触发延迟设备对应的设备作业时刻表单进行合并，得到至少一组延时信息；其中，所述延时信息包括所述业务进程轨迹的系统延时以及每个工业设备的等待延时；
指令分配模块360，用于判断所述至少一组目标延时信息是否满足设定条件，在所述至少一组目标延时信息满足所述设定条件时，按照所述至少一组目标延时信息所对应的设备作业时刻表单为至少一个触发延迟设备分配作业指令；其中，所述作业指令中包括控制至少一个触发延迟设备进行动作的时刻信息。
A2.如A1所述的装置，还包括参数检测模块370，用于：
实时从所述至少一个触发延迟设备的运行日志中提取日志数据；其中，所述日志数据包括所述触发延迟设备的运行状态参数；
从所述运行状态参数中抽取出用于表征所述触发延迟设备的延时作业指标的时序参数；
按照设定时间步长检测所述时序参数是否发生改变；在检测到所述时序参数发生改变时，向所述至少一触发延迟设备继续发送对应的作业指令。
A3.如A2所述的装置，还包括步长修改模块380，用于：
确定与所述云服务器通信的工业设备的当前累计数量；
根据预设的映射列表，确定与当前累计数量对应的目标时间步长；
按照所述目标时间步长对所述设定时间步长进行修改。
A4.如A1-A3任一项所述的装置，窗口运算模块320，还用于：
确定每个通信时钟延迟值与其对应的设备通信地址之间的寻址结果；其中，所述寻址结果用于表征所述通信时钟延迟值相对于其对应的设备通信地址的基准延迟值；
在所述通信时钟延迟值大于所述寻址结果中的基准延迟值时，将所述通信时钟延迟值对应的工业设备确定为触发延迟设备。
A5.如A1所述的装置，轨迹确定模块340，用于：
在预设的通信协议中查找出每个设备通信地址对应得协议链接信息；根据所述协议链接信息确定出每个设备通信地址对应的工业设备的通信记录清单；其中，所述通信记录清单记录中有对应的工业设备在多条生产线中的每条生产线所对应的设备优先级，相邻两条生产线之间存在时间间隔；
确定每条生产线中的每个工业设备对应的设备优先级；提取每条生产线对应的运行指标信息并根据所述运行指标信息为对应的生产线中的每个设备优先级分配优先级权重；其中，所述设备优先级用于表征工业设备在生产线中的重要程度，所述运行指标信息用于表征生产线的生产需求信息，所述优先级权重用于表征所述设备优先级的时序；
根据每条生产线对应的优先级权重由大到小的顺序将每条生产线对应的工业设备按照时序进行排序，得到第一工业设备排序序列；确定每条生产线对应的第一工业设备排序序列中的每个工业设备的第一排序位置；
按照设备优先级由大到小的顺序将每次生产线对应的工业设备进行排序，得到第二工业设备排序序列；确定每次生产线对应的第一工业设备排序序列中的每个工业设备的第二排序位置；
针对每个生产线中的每个工业设备，判断该工业设备的第一排序位置和第二排序位置的差值是否小于设定阈值；若是，则确定该工业设备为待处理工业设备；将待处理工业设备的数量达到设定数量的生产线确定为目标生产线；针对每条目标生产线，根据该目标生产线中的第一排序序列将该目标生产线中的工业设备进行节点化并生成对应的业务进程轨迹。
A6.如A1所述的装置，延时确定模块350，用于：
确定所述业务进程轨迹中相邻的第一轨迹节点的第一节点类型以及第二轨迹节点的第二节点类型；其中，所述节点类型用于表征轨迹节点对应的工业设备的设备类型；
提取所述第一轨迹节点和所述第二轨迹节点之间的指向性线段的参数信息；其中，所述参数信息包括所述指向性线段的线段长度信息和线段方向信息，所述线段长度信息用于表征所述第一轨迹节点对应第一工业设备与第二轨迹节点对应的第二工业设备之间的数据异构程度，所述线段长度信息中的数值越大，表征所述第一工业设备和所述第二工业设备之间的数据异构程度越大，所述线段方向信息用于表征所述第一工业设备和所述第二工业设备之间的相对距离；
基于所述第一节点类型和所述第二节点类型确定所述线段长度信息对应的通信干扰系数，并根据所述线段长度信息确定所述第一工业设备和所述第二工业设备之间的通信延迟信息；
统计确定出的通信干扰系数和通信延迟信息并形成延时权重；其中，所述延时权重用于表征所述通信干扰系数和所述通信延迟信息对触发延迟设备对应的设备作业时刻表单的影响；
采用所述延时权重对将所述至少一个触发延迟设备对应的设备作业时刻表单调整，得到所述至少一个触发延迟设备对应的目标设备作业时刻表单；
针对每个目标作业时刻表单，确定与该目标作业时刻表单相邻的第一目标作业时刻表单的第一合并系数以及第二目标作业时刻表单的第二合并系数，根据根据所述第一合并系数和所述第二合并系数将该目标作业时刻表单及其对应的第一目标作业时刻表单和第二目标作业时刻表单进行合并，得到合并作业时刻表单；基于所述线段方向信息提取所述合并作业时刻表单中的时间数据以形成至少一组延时信息。
A7.如A1所述的装置，指令分配模块360，用于：
判断所述至少一组目标延时信息对应的延时总时长是否超过设定时长；
若否，则判定所述至少一组目标延时信息满足所述设定条件；
若是，则判定所述至少一组目标延时信息不满足所述设定条件。
A8.如A1所述的装置，指令分配模块360，用于：
确定所述至少一组目标延时信息所对应的每个设备作业时刻表单对应的触发延迟设备的设备标识id；其中，不同触发延迟设备的设备标识id不同；
根据每个设备标识id生成对应的作业指令，并从预设关系列表中确定出与每个设备标识id对应的校验码，采用所述校验码对每个设备标识id对应的作业指令进行校验计算以得到第一校验结果；将所述第一校验结果、所述设备标识id和所述作业指令进行打包并下发给对应的触发延迟设备；
检测是否接收到目标触发延迟设备发送的反馈指令；在接收到所述目标触发延迟设备发送的反馈指令时，采用所述目标触发延迟设备对应的校验码对所述目标触发延迟设备对应的作业指令进行校验计算以得到第二校验结果；将所述第二校验结果、所述目标触发延迟设备对应的设备标识id以及作业指令进行打包并下发给所述目标触发延迟设备。
关于上述功能模块的描述请参阅对图2所示的步骤的说明，在此不作更多说明。
在上述基础上，还提供了一种基于分布式的工业互联网设备协同作业系统，关于所述系统的功能性描述请参阅如下内容。
B1.一种基于分布式的工业互联网设备协同作业系统，包括云服务器以及与所述云服务器通信的多个工业设备；
所述云服务器用于：确定每个工业设备的设备通信地址以及每个工业设备的设备通信地址对应的通信时钟延迟值；在根据所述通信时钟延迟值确定其对应的工业设备为触发延迟设备时，向至少一个触发延迟设备下发时间调度指令；
所述至少一个触发延迟设备用于：基于其对应的时间调度指令进行时间窗口运算，并向所述云服务器反馈至少两组设备作业时刻表单；
所述云服务器用于：获取所述至少一个触发延迟设备通过所述时间窗口运算所反馈的至少两组设备作业时刻表单；根据每个设备通信地址确定由所述工业设备形成的设备集群的业务进程轨迹；按照所述业务进程轨迹中的每个轨迹节点以及每条指向性线段，将所述至少一个触发延迟设备对应的设备作业时刻表单进行合并，得到至少一组延时信息；判断所述至少一组目标延时信息是否满足设定条件，在所述至少一组目标延时信息满足所述设定条件时，按照所述至少一组目标延时信息所对应的设备作业时刻表单为至少一个触发延迟设备分配作业指令。
B2.如B1所述的系统，所述云服务器还用于：
实时从所述至少一个触发延迟设备的运行日志中提取日志数据；其中，所述日志数据包括所述触发延迟设备的运行状态参数；
从所述运行状态参数中抽取出用于表征所述触发延迟设备的延时作业指标的时序参数；
按照设定时间步长检测所述时序参数是否发生改变；在检测到所述时序参数发生改变时，向所述至少一触发延迟设备继续发送对应的作业指令。
B3.如B2所述的系统，所述云服务器还用于：
确定与所述云服务器通信的工业设备的当前累计数量；
根据预设的映射列表，确定与当前累计数量对应的目标时间步长；
按照所述目标时间步长对所述设定时间步长进行修改。
B4.如B1-B3任一项所述的系统，所述云服务器通过以下方法确定触发延迟设备：
确定每个通信时钟延迟值与其对应的设备通信地址之间的寻址结果；其中，所述寻址结果用于表征所述通信时钟延迟值相对于其对应的设备通信地址的基准延迟值；
在所述通信时钟延迟值大于所述寻址结果中的基准延迟值时，将所述通信时钟延迟值对应的工业设备确定为触发延迟设备。
B5.如B1所述的系统，所述云服务器具体用于：
在预设的通信协议中查找出每个设备通信地址对应得协议链接信息；根据所述协议链接信息确定出每个设备通信地址对应的工业设备的通信记录清单；其中，所述通信记录清单记录中有对应的工业设备在多条生产线中的每条生产线所对应的设备优先级，相邻两条生产线之间存在时间间隔；
确定每条生产线中的每个工业设备对应的设备优先级；提取每条生产线对应的运行指标信息并根据所述运行指标信息为对应的生产线中的每个设备优先级分配优先级权重；其中，所述设备优先级用于表征工业设备在生产线中的重要程度，所述运行指标信息用于表征生产线的生产需求信息，所述优先级权重用于表征所述设备优先级的时序；
根据每条生产线对应的优先级权重由大到小的顺序将每条生产线对应的工业设备按照时序进行排序，得到第一工业设备排序序列；确定每条生产线对应的第一工业设备排序序列中的每个工业设备的第一排序位置；
按照设备优先级由大到小的顺序将每次生产线对应的工业设备进行排序，得到第二工业设备排序序列；确定每次生产线对应的第一工业设备排序序列中的每个工业设备的第二排序位置；
针对每个生产线中的每个工业设备，判断该工业设备的第一排序位置和第二排序位置的差值是否小于设定阈值；若是，则确定该工业设备为待处理工业设备；将待处理工业设备的数量达到设定数量的生产线确定为目标生产线；针对每条目标生产线，根据该目标生产线中的第一排序序列将该目标生产线中的工业设备进行节点化并生成对应的业务进程轨迹。
B6.如B1所述的系统，所述云服务器具体用于：
确定所述业务进程轨迹中相邻的第一轨迹节点的第一节点类型以及第二轨迹节点的第二节点类型；其中，所述节点类型用于表征轨迹节点对应的工业设备的设备类型；
提取所述第一轨迹节点和所述第二轨迹节点之间的指向性线段的参数信息；其中，所述参数信息包括所述指向性线段的线段长度信息和线段方向信息，所述线段长度信息用于表征所述第一轨迹节点对应第一工业设备与第二轨迹节点对应的第二工业设备之间的数据异构程度，所述线段长度信息中的数值越大，表征所述第一工业设备和所述第二工业设备之间的数据异构程度越大，所述线段方向信息用于表征所述第一工业设备和所述第二工业设备之间的相对距离；
基于所述第一节点类型和所述第二节点类型确定所述线段长度信息对应的通信干扰系数，并根据所述线段长度信息确定所述第一工业设备和所述第二工业设备之间的通信延迟信息；
统计确定出的通信干扰系数和通信延迟信息并形成延时权重；其中，所述延时权重用于表征所述通信干扰系数和所述通信延迟信息对触发延迟设备对应的设备作业时刻表单的影响；
采用所述延时权重对将所述至少一个触发延迟设备对应的设备作业时刻表单调整，得到所述至少一个触发延迟设备对应的目标设备作业时刻表单；
针对每个目标作业时刻表单，确定与该目标作业时刻表单相邻的第一目标作业时刻表单的第一合并系数以及第二目标作业时刻表单的第二合并系数，根据根据所述第一合并系数和所述第二合并系数将该目标作业时刻表单及其对应的第一目标作业时刻表单和第二目标作业时刻表单进行合并，得到合并作业时刻表单；基于所述线段方向信息提取所述合并作业时刻表单中的时间数据以形成至少一组延时信息。
B7.如B1所述的系统，所述云服务器具体用于：
判断所述至少一组目标延时信息对应的延时总时长是否超过设定时长；
若否，则判定所述至少一组目标延时信息满足所述设定条件；
若是，则判定所述至少一组目标延时信息不满足所述设定条件。
在另一个实施例中，请结合参阅图4，提供一种云服务器110，包括：
处理器112，以及
与处理器112连接的内存114和网络接口116；
所述网络接口116与云服务器110中的非易失性存储器118连接；
所述处理器112在运行时通过所述网络接口116从所述非易失性存储器118中调取计算机程序，并通过所述内存114运行所述计算机程序，以执行上述的方法。
此外，还提供了一种应用于计算机的可读存储介质，所述可读存储介质烧录有计算机程序，所述计算机程序在云服务器110的内存114中运行时实现上述权的方法。
综上，通过本发明实施例所提供的上述技术方案，能够向根据通信时钟延迟值确定出的触发延迟设备下发时间调度指令，以使触发延迟设备基于其对应的时间调度指令进行时间窗口运算。如此，实现时间窗口运算的分布式处理，避免云服务器进行集中运算产生的较长的计算耗时。进一步地，获取触发延迟设备所反馈的设备作业时刻表单，并基于确定出的业务进程轨迹中的每个轨迹节点以及每条指向性线段对设备作业时刻表单进行合并得到延时信息。最后在目标延时信息满足设定条件时，按照目标延时信息所对应的设备作业时刻表单为触发延迟设备分配作业指令。
如此，能够基于作业指令确定多个工业设备之间在时间上的协同，避免因为工业设备间的等待和不同步的过程而显著损耗工业设备的性能、能耗以及使用效率，以将工业设备的损耗控制在正常范围内，从而发挥工业互联网的最大价值。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种基于分布式的工业互联网设备协同作业方法，应用于与多个工业设备通信的云服务器，所述方法包括：
确定每个工业设备的设备通信地址以及每个工业设备的设备通信地址对应的通信时钟延迟值；
在根据所述通信时钟延迟值确定其对应的工业设备为触发延迟设备时，向至少一个触发延迟设备下发时间调度指令，以使所述至少一个触发延迟设备基于其对应的时间调度指令进行时间窗口运算；
其中：
时间窗口运算包括窗口等待期运算、窗口模式运算以及窗口队列运算中的至少一项；
获取所述至少一个触发延迟设备通过所述时间窗口运算所反馈的至少两组设备作业时刻表单；
根据每个设备通信地址确定由所述工业设备形成的设备集群的业务进程轨迹；
按照所述业务进程轨迹中的每个轨迹节点以及每条指向性线段，将所述至少一个触发延迟设备对应的设备作业时刻表单进行合并，得到至少一组延时信息；
判断所述至少一组目标延时信息是否满足设定条件，在所述至少一组目标延时信息满足所述设定条件时，按照所述至少一组目标延时信息所对应的设备作业时刻表单为至少一个触发延迟设备分配作业指令。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：
实时从所述至少一个触发延迟设备的运行日志中提取日志数据；其中，所述日志数据包括所述触发延迟设备的运行状态参数；
从所述运行状态参数中抽取出用于表征所述触发延迟设备的延时作业指标的时序参数；
按照设定时间步长检测所述时序参数是否发生改变；在检测到所述时序参数发生改变时，向所述至少一触发延迟设备继续发送对应的作业指令。
3.如权利要求2所述的方法，还包括：
确定与所述云服务器通信的工业设备的当前累计数量；
根据预设的映射列表，确定与当前累计数量对应的目标时间步长；
按照所述目标时间步长对所述设定时间步长进行修改。
4.如权利要求1-3任一项所述的方法，触发延迟设备通过以下方法确定：
确定每个通信时钟延迟值与其对应的设备通信地址之间的寻址结果；其中，所述寻址结果用于表征所述通信时钟延迟值相对于其对应的设备通信地址的基准延迟值；
在所述通信时钟延迟值大于所述寻址结果中的基准延迟值时，将所述通信时钟延迟值对应的工业设备确定为触发延迟设备。
5.如权利要求1所述的方法，根据每个设备通信地址确定由所述工业设备形成的设备集群的业务进程轨迹，包括：
在预设的通信协议中查找出每个设备通信地址对应得协议链接信息；根据所述协议链接信息确定出每个设备通信地址对应的工业设备的通信记录清单；其中，所述通信记录清单记录中有对应的工业设备在多条生产线中的每条生产线所对应的设备优先级，相邻两条生产线之间存在时间间隔；
确定每条生产线中的每个工业设备对应的设备优先级；提取每条生产线对应的运行指标信息并根据所述运行指标信息为对应的生产线中的每个设备优先级分配优先级权重；其中，所述设备优先级用于表征工业设备在生产线中的重要程度，所述运行指标信息用于表征生产线的生产需求信息，所述优先级权重用于表征所述设备优先级的时序；
根据每条生产线对应的优先级权重由大到小的顺序将每条生产线对应的工业设备按照时序进行排序，得到第一工业设备排序序列；确定每条生产线对应的第一工业设备排序序列中的每个工业设备的第一排序位置；
按照设备优先级由大到小的顺序将每次生产线对应的工业设备进行排序，得到第二工业设备排序序列；确定每次生产线对应的第一工业设备排序序列中的每个工业设备的第二排序位置；
针对每个生产线中的每个工业设备，判断该工业设备的第一排序位置和第二排序位置的差值是否小于设定阈值；若是，则确定该工业设备为待处理工业设备；将待处理工业设备的数量达到设定数量的生产线确定为目标生产线；针对每条目标生产线，根据该目标生产线中的第一排序序列将该目标生产线中的工业设备进行节点化并生成对应的业务进程轨迹。
6.如权利要求1所述的方法，按照所述业务进程轨迹中的每个轨迹节点以及每条指向性线段，将所述至少一个触发延迟设备对应的设备作业时刻表单进行合并，得到至少一组延时信息，包括：
确定所述业务进程轨迹中相邻的第一轨迹节点的第一节点类型以及第二轨迹节点的第二节点类型；其中，所述节点类型用于表征轨迹节点对应的工业设备的设备类型；
提取所述第一轨迹节点和所述第二轨迹节点之间的指向性线段的参数信息；其中，所述参数信息包括所述指向性线段的线段长度信息和线段方向信息，所述线段长度信息用于表征所述第一轨迹节点对应第一工业设备与第二轨迹节点对应的第二工业设备之间的数据异构程度，所述线段长度信息中的数值越大，表征所述第一工业设备和所述第二工业设备之间的数据异构程度越大，所述线段方向信息用于表征所述第一工业设备和所述第二工业设备之间的相对距离；
基于所述第一节点类型和所述第二节点类型确定所述线段长度信息对应的通信干扰系数，并根据所述线段长度信息确定所述第一工业设备和所述第二工业设备之间的通信延迟信息；
统计确定出的通信干扰系数和通信延迟信息并形成延时权重；其中，所述延时权重用于表征所述通信干扰系数和所述通信延迟信息对触发延迟设备对应的设备作业时刻表单的影响；
采用所述延时权重对将所述至少一个触发延迟设备对应的设备作业时刻表单调整，得到所述至少一个触发延迟设备对应的目标设备作业时刻表单；
针对每个目标作业时刻表单，确定与该目标作业时刻表单相邻的第一目标作业时刻表单的第一合并系数以及第二目标作业时刻表单的第二合并系数，根据根据所述第一合并系数和所述第二合并系数将该目标作业时刻表单及其对应的第一目标作业时刻表单和第二目标作业时刻表单进行合并，得到合并作业时刻表单；基于所述线段方向信息提取所述合并作业时刻表单中的时间数据以形成至少一组延时信息。
7.如权利要求1所述的方法，判断所述至少一组目标延时信息是否满足设定条件，包括：
判断所述至少一组目标延时信息对应的延时总时长是否超过设定时长；
若否，则判定所述至少一组目标延时信息满足所述设定条件；
若是，则判定所述至少一组目标延时信息不满足所述设定条件。
8.一种基于分布式的工业互联网设备协同作业系统，其特征在于，包括云服务器以及与所述云服务器通信的多个工业设备；
所述云服务器用于：确定每个工业设备的设备通信地址以及每个工业设备的设备通信地址对应的通信时钟延迟值；在根据所述通信时钟延迟值确定其对应的工业设备为触发延迟设备时，向至少一个触发延迟设备下发时间调度指令；
所述至少一个触发延迟设备用于：基于其对应的时间调度指令进行时间窗口运算，并向所述云服务器反馈至少两组设备作业时刻表单；
所述云服务器用于：获取所述至少一个触发延迟设备通过所述时间窗口运算所反馈的至少两组设备作业时刻表单；根据每个设备通信地址确定由所述工业设备形成的设备集群的业务进程轨迹；按照所述业务进程轨迹中的每个轨迹节点以及每条指向性线段，将所述至少一个触发延迟设备对应的设备作业时刻表单进行合并，得到至少一组延时信息；判断所述至少一组目标延时信息是否满足设定条件，在所述至少一组目标延时信息满足所述设定条件时，按照所述至少一组目标延时信息所对应的设备作业时刻表单为至少一个触发延迟设备分配作业指令。
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