CN112561222B - 智能制造、边缘网络服务的处理方法、装置及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种智能制造、边缘网络服务的处理方法、装置及电子设备，其中，方法包括：接收云端下发生产工艺包，根据所述生产工艺包生成多个生产任务；根据所述多个生产任务和边缘网络服务中各个网关节点的加工资源状况，对边缘服务网络中的各个网关节点进行生产任务调配。本发明实施例的边缘网络服务的处理方法、装置及电子设备，将边缘网络服务器的功能由中心网关节点和多个非中心化网关节点共同实现，从而将中心化的边缘网络服务器处理分散到了多个网关节点来共同分担，但同时还能够实现统一的中心化的生产任务调配，兼具了中心化和分布式优势，提高了边缘服务网络的处理效率。
Description
技术领域
本申请涉及一种智能制造、边缘网络服务的处理方法、装置及电子设备，属于计算机技术领域。
背景技术
MES(制造执行系统，Manufacturing Execution System)整体上包括云端部分、边缘服务网络以及加工设备这三个主要部分。在现有技术中，云端主要负责生产订单的承接和下发。边缘服务网络连接在加工设备和云端之间，负责进行订单分解、资源分配管理、生产任务调度、数据采集、反馈分析等针对生产的控制处理，此外，边缘服务网络还承担着容灾备份的功能。最后，加工设备负责具体的产品加工处理。
在现有技术中，边缘服务网络采用中心化管理的模式，其包括一个中心化的边缘网络服务器和多个网关节点。其中边缘网络服务器承担了边缘网络服务中的大部分中心化控制工作，网关节点主要负责在边缘网络服务器与加工设备之间进行信息传递。
现有技术的边缘服务网络架构存在如下缺陷：
由于中心化的边缘服务器承担着大量的数据处理工作，当订单较多时，容易出现边缘网络服务器的负担过重，严重影响MES整体处理效率，并且中心化的边缘网络服务器对于性能要求较高，也导致了安装和使用成本非常高。另外，边缘服务器的可靠性难以保障。作为工厂侧的中心化服务载体，对于边缘服务器的稳定性、可靠性要求尤其高。但是单台边缘服务器的稳定性无法保证，用多台服务器实现多重备份功能，对于工厂的成本要求又会非常高。
发明内容
本发明实施例提供一种智能制造、边缘网络服务的处理方法、装置及电子设备，以提高边缘服务网络的处理效率。
为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种边缘网络服务的处理方法，包括：
接收云端下发生产工艺包，根据所述生产工艺包生成多个生产任务；
根据所述多个生产任务和边缘网络服务中各个网关节点的加工资源状况，对边缘服务网络中的各个网关节点进行生产任务调配，所述加工资源状况包括：所述网关节点的管控的加工设备的资源、网关节点中存储的加工数据以及所述网关节点的管控的加工设备的负载状态中的一项或者任意多项。
本发明实施例还提供了一种边缘网络服务的处理装置，包括：
云端交互模块，接收云端下发生产工艺包，根据所述生产工艺包生成多个生产任务；
生产任务调配模块，用于根据所述多个生产任务和边缘网络服务中各个网关节点的加工资源状况，对边缘服务网络中的各个网关节点进行生产任务调配，所述加工资源状况包括：所述网关节点的管控的加工设备的资源、网关节点中存储的加工数据以及所述网关节点的管控的加工设备的负载状态中的一项或者任意多项。
本发明实施例还提供了一种边缘网络服务的处理方法，包括：
向所述边缘服务网络中的其他网关节点广播自身的节点能力信息，接收所述其他网关节点广播的节点能力信息，所述节点能力信息包括：网关节点的软件/硬件配置信息、网关节点的管控的加工设备的资源信息、网关节点中存储的加工数据信息中的一项或者多项；
根据云端下发的生产工艺信息和网关节点的节点能力信息，确定所述边缘服务网络的中心网关节点，并向所述边缘服务网络广播确定出的中心网关节点信息；
所述中心网关节点与云端建立通信连接，接收来自云端的生产工艺包。
本发明实施例还提供了一种智能制造的处理方法，包括：
边缘服务网络的中心网关节点接收云端下发的生产订单；
基于所述生产订单对应的生产工艺，确定多个生产任务；
根据所述边缘服务网络中的各节点的生产加工资源状况，将所述多个生成任务调配至对应的节点，以便各节点将接收到的生产任务发送至连接的生产设备进行加工。
本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：
存储器，用于存储程序；
处理器，用于运行所述存储器中存储的所述程序，以执行前述的边缘网络服务的处理方法。
本发明实施例的智能制造、边缘网络服务的处理方法、装置及电子设备，将边缘网络服务器的功能由中心网关节点和多个非中心化网关节点共同实现，相当于利用边缘化服务网络的多个网关节点构建了一个虚拟的边缘网络服务器，从而将中心化的边缘网络服务器处理分散到了多个网关节点来共同分担，但同时还能够实现统一的中心化的生产任务调配，兼具了中心化和分布式优势，提高了边缘服务网络的处理效率。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
图1为本发明实施例的边缘服务网络的应用场景示意图；
图2为本发明实施例的边缘网络服务的处理方法的流程示意图；
图3为本发明实施例的确定中心网关节点的处理流程示意图；
图4为本发明实施例的边缘网络服务的处理装置的结构示意图；
图5为本发明实施例的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
下面通过一些具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。
本发明实施例提供了一种基于对等网络而构建的、分布式的边缘服务网络架构。如图1所示，其为本发明实施例的边缘服务网络的应用场景示意图。边缘服务网络设置在云端与具体加工设备之间。整个边缘服务网络由对等的多个网关节点组成，边缘服务网络中不再设置固定的中心化边缘网络服务器，而是通过多个对等的网关节点通过动态选举的方式来确定出中心网关节点。选举策略可以根据各个网关节点的处理性能、运行状态等因素进行定期的动态选举。现有技术中的中心化的边缘网络服务器的功能也不再由一个服务器来实现，而是通过边缘服务网络中的各个网关节点共同实现。
中心网关节点来充当中心化服务器的角色，一方面与云端进行对接，进行数据交互，另一方面根据云端下发的数据生成多个生产任务，然后对各个非中心网关节点进行生产任务调配。
非中心网关节点，主要用于根据中心网关节点的任务调配，来对与其连接的加工设备进行生产过程控制。上述的中心网关节点被确定后，其本身也可以同时作为非中心网关节点来对与其连接的加工设备进行生产过程控制，也就是说中心网关节点也可以同时承担双重角色。另外，各个加工设备也可以不仅仅和一个网关节点建立通信连接，也可以根据与多个网关节点建立通信连接，从而能够根据需要来搭配非中心网关节点与加工设备之间的生产过程控制关系。
本发明实施例中的网关节点可以采用E2D(Easy to Deploy，易部署)网关设备作为网关节点，其中，E2D技术是一组软硬结合的产品套件和技术体系，E2D套件可以帮助工厂对整个生产链路进行数字化改造，从而解决工厂对接工业互联网的技术瓶颈。包括：数字化采集、自动化控制、人机交互、生产调度、边缘端和云端设备管理等功能。E2D网关设备能够将工厂中的设备数字化，从而具备IoT(物联网)能力，可以顺利的连接到互联网。
从上面的边缘网络服务机制可以看出，现有技术中的边缘网络服务器的功能由中心网关节点和多个非中心化网关节点共同实现，相当于利用边缘化服务网络的多个网关节点构建了一个虚拟的边缘网络服务器，从而将中心化的边缘网络服务器处理分散到了多个网关节点来共同分担，但同时还能够实现统一的中心化的生产任务调配，兼具了中心化和分布式优势。此外，由于中心网关节点是基于动态选举机制而确定的，可以根据边缘服务网络中各个网关节点的实时性能和状态来动态确定，从而能够保证中心网关节点的处理效率和稳定性，确保整个边缘服务网络能够正常工作。
进一步的，MES事务包括实时性要求较高的事务和实时性要求相对不高的事务。对实时性要求较高的事务：例如对加工设备进行工艺生产控制的事务，这些事务是不可逆的。实时性要求相对不高的事务：例如对订单进行排产优化，对生产过程数据进行采集分析等，这些工作相当于生产前的准备工作，是可以根据实际情况而进行修改，属于可逆性的事务。
为了更加合理地利用边缘服务网络的资源，在本发明实施例中，将实时性要求不高的MES事务放到云端来处理，从而减轻了中心化角色的中心网关节点以及整个边缘服务网络的负担。
非实时性的MES事务主要包括基于订单进行生产工艺排产优化。云端直接与用户对接，接收生产订单，然后基于对生产订单的分析，进行排产优化，形成生产工艺包。这里的所说的排产优化可能会将多个订单进行拆散，根据各个订单所需的生产工艺特点，对各个加工环节进行合理的编排，从而使得加工效率和材料利用能够最大化。最终形成的生产工艺包中包含了需要加工设备所执行的生产任务，云端会将该生产工艺包下发给中心网关节点。
中心网关节点主要用来处理实时性要求较高的事务，其主要包括云端保持数据交互，对云端下发的生产工艺包进行拆解，进而进行生产任务的调配，将生产任务分配给各个网关节点。而各个网关节点负责对与其连接的加工设备进行控制，以实现产品生产。
更进一步地，在本发明实施例中，中心化网关节点和非中心化网关节点根据其角色的不同，在数据存储和信息交互机制方面也存在差异，从而更加有效利用边缘服务网络的资源。
其中，中心网关节点更加侧重于生产任务的调配，因此，对于中心网关节点而言，其只需要获取到与任务调配相关的数据即可，而不需要获得加工设备在生产过程中的全部生产数据。
因此，中心网关节点不再存储各个加工设备的全部生产过程数据，而是仅获取到生产状态数据就可以进行任务调配，这里所说的生产状态数据是指加工设备所处的生产状态，例如，当前工艺的加工进度、加工工序已经完成、加工准备、空闲状态等等。中心网关节点获知实时的生产状态数据后，就可以根据生产任务的特点和各个加工设备的状态来进行合理的生产任务调配。生产状态数据属于生产过程数据的一部分或者从生产过程数据中进行提取。
生产过程数据可以包括设备运行过程中的全部运行数据，这些数据可以用于后续的生产过程分析、加工设备的维护以及故障分析等，但是由于生产过程数据的数据量较大，如果传输给中心网关节点必然会造成中心网关节点的巨大负担，因此，加工设备的生产过程数据存储在本地的网关节点中即可，这里所说的本地的网关节点是指与加工设备具有直接控制关系的网关节点。
基于上述的数据存储的机制，将数据量较大的生产过程数据存储在与加工设备对应连接的网关节点中，从而降低了中心网关节点的压力和数据传输的压力。并且基于这样的机制，加工设备的生产过程数据实际上也是分散存储于各个网关节点中，当其中部分网关节点出现故障后，损坏的仅仅是部分生产过程数据，而现有技术中，生产过程数据均存储于边缘网络服务器中，一旦出现问题，将会导致全部生产过程数据损坏。此外，基于本发明的对等网络架构的边缘服务网络，还可以灵活设计一些数据备份机制，将各个网关节点中存储的本地的加工设备的生产过程数据，在其他网关节点上进行备份，从而进一步保障数据安全性和可靠性。
以上介绍了本发明实施例的边缘服务网络的整体架构，如前面所介绍的，中心网关节点和非中心网关节点仅仅是角色划分，在边缘服务网络中，每个网关节点都有可能作为中心网关节点，这种角色的确定是通过预设的选举策略来进行的，选举策略主要是基于各个网关节点的处理能力的动态评估。
具体，对于每个网关节点来说，会周期性(例如每隔1小时执行一次)或者响应于一些触发条件而执行如下的确定中心网关节点的处理：
每个网关节点都会向其他的网关节点广播自身的节点能力信息，同时也会接收其他网关节点的节点能力信息，这些节点能力信息具有实时性，可以包括例如CUP使用率、内存占用率、数据传输率等。
每个网关节点会根据预设的能力评估算法自身的能力状态和其他各个网关节点的能力状态进行比较，判断自身是否能够作为边缘服务网络的中心网关节点，如果能够作为中心网关节点，则向其他网关节点广播中心网关节点信息，并与云端建立通信连接，否则，等待接收来自其他网关节点的中心网关节点信息。
之所以采用动态的方式来确定中心网关节点，一方面是为了有效地利用边缘服务网络的计算资源，让能力状态较好的网关节点充当中心网关节点的角色，另一方面，也是为了避免中心网关节点出现问题而影响整个边缘服务网络的数据处理。因此，除了定时触发上述确定中心网关节点的处理流程外，还会对中心网关节点的运行情况进行检测，当发现中心网关节点出现异常时，及时触发重新确定中心网关节点的处理流程。具体地，各个网关节点直接可以建立心跳连接，当与中心网关节点之间的心跳连接发生异常时，触发重新确定中心网关节点的处理过程。
此外，本发明实施例的边缘网络服务的处理方法还可以应用于加工制造以外的场景中。在许多服务领域，需要根据订单来调配不同的资源，以实现各个资源高效协同作业，针对这样实时发生的小颗粒度的资源应用场景，可以采用本发明实施例中的技术思想进行资源调配和控制，其中，云端基于订单需求来进行处理流程和任务的编排，然后边缘服务网络中确定了中心网关节点后，根据云端下发的处理流程和任务数据进行任务调配，以实现资源的高效利用。
典型的应用场景例如医疗，基于云端的医疗平台采集各种医疗订单，这里所说的医疗订单主要是指用户需要进行看病订单需求，云端的医疗平台可以对大量的医疗订单进行编排优化，形成不同的医疗任务包，这里所说的医疗任务包包含了对多个患者多个环节的医疗任务，例如不同的患者可能需要接受的处理包括：检查、诊断、手术、康复等。而各个医院可以配置一个或多个网关节点，多个医院的网关节形成边缘服务网络，这些网关节点采用本发明实施例中提供的机制进行动态选举中心网关节点，然后由中心网关节点根据各个医院的人员、设备、病房等资源状态，进行统一的医疗任务调配，从而实现医疗自愿的高效利用。
实施例一
如图2所示，其为本发明实施例的边缘网络服务的处理方法的流程示意图，该方法包括：
S101：根据预设的策略，在边缘服务网络中确定中心网关节点，其中，边缘服务网络由多个对等的网关节点组成。这里所说的预设的策略主要是指基于各个网关节点的能力状态评估来确定出适合作为中心网关节点的网关节点。由于各个网关节点所处理的事务并不是一成不变的，因此，本发明实施例提出的能力状态评估也是具有一定的实时性的，也就是说，要选择当前一段时间内，能力状态较强的网关节点作为中心网关节点。这里所说的能力状态可以包括：固定的硬件能力配置(例如CPU型号、内存大小等)、硬件的使用状态(例如CPU占用率、内存占用率等)、系统运行状态(网关节点中系统类型、系统运行流畅度、接口带宽限制、运行中的线程数量等)、连接加工设备的数量等。总之，对于各个网关节点的能力评估可以根据实际需要而综合考虑多种因素，以确定出符合实际需求的中心网关节点。
此外，中心网关节点的确定处理过程，可以采用动态的方式，可以定期执行，也可以基于一定的触发条件的发起。由于中心网关节点的角色非常重要，如果出现异常必须及时切换为其他网关节点来执行。为了较好地应对这种异常，非中心网关节点与中心网关节点之间建立心跳连接，当心跳连接发生异常时，触发执行根据预设的策略，在边缘服务网络中确定中心网关节点的处理。
需要说明的是，上述的中心网关节点的确定过程可以认为是边缘服务网络开始执行加工任务处理的准备过程，即在中心网关节点的角色确定后，在一段时间内，中心网关节点将会重复执行步骤S102和S103的处理，非中心网关节点将会执行步骤S104的处理。
S102：中心网关节点接收云端下发的数据，并根据云端下发的数据生成生产任务。中心网关节点来充当中心化服务器的角色，其中一项主要功能就是与云端进行数据交互，接收云端下发的各种数据，同时也可以向云端上报各种生产数据。这里所说的云端下发的数据可以是云端生成的生产工艺包。
S103：中心网关节点根据生产任务和边缘网络服务中各个网关节点的加工资源状况，对边缘服务网络中的各个连接加工设备的网关节点进行生产任务调配。其中，加工资源状况可以包括：所述网关节点的管控的加工设备的资源、网关节点中存储的加工数据以及所述网关节点的管控的加工设备的负载状态中的一项或者任意多项。由于不同的网关节点可能对应于不同的工厂或者不同的生产区域，各部分的加工设备的资源情况是不同的，因此，在分配任务时，可以充分考虑这些网关节点所对应的加工设备资源方面的情况，从而实现加工任务的合理调配。
中心网关节点的另一项主要功能就是根据云端下发的数据来对其他非中心网关节点进行任务调配，从而触发实际的生产作业。需要说明的是，在本发明实施例中，中心网关节点和非中心网关节点仅仅是在角色上的划分，由于中心网关节点本身也是边缘服务网络中的一个普通节点，其同样连接并管控一些加工设备，因此，中心网关节点本身可以具有双重身份，一方面作为中心网关节点来执行中心化的任务调配，另一方面，也作为边缘服务网络中的非中心网关节点来接受任务调配。此外，在中心网关节点进行生产任务调配后，各个网关节点还可以执行如下步骤S104以执行生产任务。
S104：接收来自中心网关节点调配的生产任务，根据生产任务，对其连接的加工设备进行控制，执行生产任务。
进一步地，在发明实施例中，还可以对云端和边缘服务网络所处理的事务进行更加合理的调配，将实时性要求不高的MES事务放到云端来处理，边缘服务网络仅处理实时性要求较高的事务。
云端负责与用户进行对接，接收生产订单，然后根据生产订单对生成工艺进行排产，生成生产工艺包，向边缘网络服务中的中心网关节点发送生产工艺包。生产工艺包中可以包含各个具体的加工设备所需要执行的加工任务，这些加工任务可以是工控代码文件等，并可以以一定的规则压缩，以减少传输数据量。中心网关节点接收到生产工艺包，可以将生产工艺包分解，从而获取到其中包含的具体加工任务。
中心网关节点在对生产工艺包进行分解后，能过获取到多个具体的加工任务，中心网关节点可以根据各个加工设备的空闲情况以及各个加工设备与各个非中心网关节点之间的控制关系，将各个生产任务调配到具体的非中心网关节点。生产任务调配具体可以根据加工任务所需要的加工设备的类型、各个加工设备的空闲状况以及各个加工设备所处的网络位置(与非中心网关节点的对应关系)来进行具体调配。此外，云端的排产优化也可以将具体的加工任务细化到与具体的加工设备对应，在这种情况下，中心网关节点只需要根据加工设备所对应的网关节点进行调配即可，即将加工任务下发到该加工设备对应的非中心网关节点，从而触发加工任务的执行。
而各个非中心网关节点在接收到中心网关节点调配的生产任务后，根据该生产任务，对与其连接的加工设备进行控制，以执行生产任务。
另外，在数据存储和上报方面，也不再需要向现有技术那样，将全部的生产过程数据都集中到边缘服务器上。在本发明实施例中，加工设备的生产过程数据可以记录在与其连接的非中心网关节点中，向中心网关节点仅上报生产状态数据。其中，生产状态数据可以包含于生产过程数据中或者从生产过程数据提取，中心网关节点通过生产状态数据可以获知加工设备对于生产任务的完成情况，从而进行后续的生产任务调配。对于加工设备的全部生产过程数据可以仅存储本地(相对于加工设备而言)的网关节点中，根据实际需要再进行调取。这样的数据分布方式有利于减轻中心网关节点的数据存储压力和数据传输压力，同时分散的数据存储方式容灾能力较强。
从上面的分工可以看出，在本发明实施例中，中心网关节点侧重于与云端沟通和生产任务调配，而不负责对具体加工设备进行控制，也就是说只处理需要中心化处理的事务。而对于加工工艺的实现，由具体的非中心网关节点控制具体加工设备来完成，通过这样的机制，充分利用了各个网关节点的计算资源，将现有技术的边缘网络服务器所执行的功能分散到了中心网关节点和多个非中心网关节点来共同完成，相当利用整个边缘服务网络虚拟化了一个高效的边缘网络服务器。
此外，还需要说明的是，中心网关节点和非中心网关节点仅仅是角色的划分，中心网关节点也可以具有非中心网关节点的功能，即其本身可以在充当中心网关节点的同时，还可以作为边缘服务网络中的一个非网关节点，承接生产任务对与其连接的加工设备进行控制处理，以执行生产任务。
以上介绍了本发明实施例的边缘服务网络的整体运作方式，下面再进一步介绍一下确定中心网关节点的处理过程。如图3所示，其为本发明实施例的确定中心网关节点的处理流程示意图，上述的中心网关节点的确定处理过程，可以通过各个网关节点来共同参与确定，相当于选举产生中心网关节点。具体地，每个网关节点可以执行如下处理：
S1011：向边缘服务网络中的其他网关节点广播自身的节点能力信息，以及接收其他网关节点广播的节点能力信息。
S1012：根据预设的能力评估算法和边缘服务网络中各个网关节点的节点能力信息，判断自身是否能够作为边缘服务网络的中心网关节点，如果判断结果为自身能够作为中心网关节点，则执行S1013，否则，执行S1014。
S1013：向其他网关节点广播中心网关节点信息，并与云端建立通信连接，在这种情况下，当前的网关节点被定性为中心网关节点，开始执行中心化处理的角色。
S1014：等待接收来自其他网关节点的中心网关节点信息，在这种情况下必然会有某个网关节点符合中心网关节点的能力要求，而当前网关节点的角色被定性为非中心网关节点。
上述的确定中心网关节点的处理过程仅仅为一个示例，也可以采用其他方式来进行确定，例如，可以将各个网关节点的能力状态上报云端，由云端根据预设的策略来制定中心网关节点，此外，也可以设置一个空闲节点来评估各个网关节点的能力状态，从而来综合确定中心网关节点。
本发明实施例的边缘网络服务的处理方法，将边缘网络服务器的功能由中心网关节点和多个非中心化网关节点共同实现，相当于利用边缘化服务网络的多个网关节点构建了一个虚拟的边缘网络服务器，从而将中心化的边缘网络服务器处理分散到了多个网关节点来共同分担，但同时还能够实现统一的中心化的生产任务调配，兼具了中心化和分布式优势，提高了边缘服务网络的处理效率。
实施例二
如图4所示，其为本发明实施例的边缘网络服务的处理装置的结构示意图，该装置可以设置于边缘服务网络中的各个对等的网关节点中。其中，每个网关节点都可能会被确定为中心网关节点或者作为非中心网关节点，图4中所示出的各个模块，会根据具体角色而决定是否发挥相应的功能。
如图4所示，该边缘网络服务的处理装置包括如下用于执行中心网关节点功能的模块：
云端交互模块21，用于接收云端下发的数据，根据云端下发的数据生成生产任务。其中，这里所说的云端下发的数据可以是云端生成的生产工艺包。其中，如前面所介绍的，可以对云端和边缘服务网络所处理的事务进行更加合理的调配，将实时性要求不高的MES事务放到云端来处理，边缘服务网络仅处理实时性要求较高的事务。
云端负责与用户进行对接，接收生产订单，然后根据生产订单对生成工艺进行排产，生成生产工艺包，向边缘网络服务中的中心网关节点发送生产工艺包。相应地，根据云端下发的数据生成生产任务可以具体包括：收云端下发的生产工艺包，将生产工艺包分解为多个生产任务。
生产任务调配模块22，用于根据生产任务和边缘网络服务中各个网关节点的加工资源状况，对边缘服务网络中的各个连接加工设备的网关节点进行生产任务调配。其中，加工资源状况可以包括：所述网关节点的管控的加工设备的资源、网关节点中存储的加工数据以及所述网关节点的管控的加工设备的负载状态中的一项或者任意多项。
由于不同的网关节点可能对应于不同的工厂或者不同的生产区域，各部分的加工设备的资源情况是不同的，因此，在分配任务时，可以充分考虑这些网关节点所对应的加工设备资源方面的情况，从而实现加工任务的合理调配。此外，需要说明的是，在本发明实施例中，中心网关节点和非中心网关节点仅仅是在角色上的划分，由于中心网关节点本身也是边缘服务网络中的一个普通节点，其同样连接并管控一些加工设备，因此，中心网关节点本身可以具有双重身份，一方面作为中心网关节点来执行中心化的任务调配，另一方面，也作为边缘服务网络中的非中心网关节点来接受任务调配。
中心网关节点在对生产工艺包进行分解后，能过获取到多个具体的加工任务，中心网关节点可以根据各个加工设备的空闲情况以及各个加工设备与各个网关节点之间的控制关系，将各个生产任务调配到具体的网关节点。生产任务调配可以根据加工任务所需要的加工设备的类型、各个加工设备的空闲状况以及各个加工设备所处的网络位置(与非中心网关节点的对应关系)来进行具体调配。此外，云端的排产优化也可以将具体的加工任务细化到与具体的加工设备对应，在这种情况下，中心网关节点只需要根据加工设备所对应的网关节点进行调配即可，即将加工任务下发到该加工设备对应的非中心网关节点，从而触发加工任务的执行。
上述的两个模块是当网关节点作为中心网关节点时而发挥作用的处理模块。此外，该装置还可以包括当该网关节点作为非中心网关节点时，而发挥作用的模块，具体包括：
生产任务接收模块23，用于接收来自中心网关节点调配的生产任务。
生产任务控制模块24，用于根据生产任务，对其连接的加工设备进行控制，执行生产任务。
进一步地，该装置还可以包括作为非中心网关节点时，进行数据记录和上报的处理模块，具体包括：
生产过程数据记录模块25，用于对加工设备的生产过程数据进行记录。
生产状态数据上报26，用于从生产过程数据提取生产状态数据，向中心网关节点上报。
其中，生产状态数据可以包含于生产过程数据中或者从生产过程数据提取，中心网关节点通过生产状态数据可以获知加工设备对于生产任务的完成情况，从而进行后续的生产任务调配。对于加工设备的全部生产过程数据可以仅存储本地(相对于加工设备而言)的网关节点中，根据实际需要再进行调取。这样的数据分布方式有利于减轻中心网关节点的数据存储压力和数据传输压力，同时分散的数据存储方式容灾能力较强。
此外，作为任意一个网关节点，还可以包括中心网关节点确定模块27，用于根据预设的策略，确定在边缘服务网络中确定中心网关节点。其中，该中心网关节点确定模块所执行的具体处理可以具体包括：
向边缘服务网络中的其他网关节点广播自身的节点能力信息；
接收其他网关节点广播的节点能力信息；
根据预设的能力评估算法和边缘服务网络中各个网关节点的节点能力信息，判断自身是否能够作为边缘服务网络的中心网关节点，如果能够作为中心网关节点，则向其他网关节点广播中心网关节点信息，并与云端建立通信连接，否则，等待接收来自其他网关节点的中心网关节点信息。
其中，非中心网关节点与中心网关节点之间可以建立心跳连接，中心网关节点确定模块27可以监控心跳连接，当心跳连接发生异常时，触发执行根据预设的策略，在边缘服务网络中确定中心网关节点的处理。
本发明实施例的边缘网络服务的处理装置，将边缘网络服务器的功能由中心网关节点和多个非中心化网关节点共同实现，相当于利用边缘化服务网络的多个网关节点构建了一个虚拟的边缘网络服务器，从而将中心化的边缘网络服务器处理分散到了多个网关节点来共同分担，但同时还能够实现统一的中心化的生产任务调配，兼具了中心化和分布式优势，提高了边缘服务网络的处理效率。
实施例三
本发明实施例还提供了一种边缘网络服务的处理方法，该方法主要在边缘服务网络中的各个网关节点上运行，基于各个网关节点按照预设规则的协商机制，来动态确定中心网关节点。具体地，该方法包括：
S201：向所述边缘服务网络中的其他网关节点广播自身的节点能力信息，接收所述其他网关节点广播的节点能力信息，所述节点能力信息包括：网关节点的软件/硬件配置信息、网关节点的管控的加工设备的资源信息、网关节点中存储的加工数据信息中的一项或者多项。
S202：根据云端下发的生产工艺信息和网关节点的节点能力信息，确定所述边缘服务网络的中心网关节点，并向所述边缘服务网络广播确定出的中心网关节点信息。在每个网关节点可以基于相同的预设策略来对个整个边缘服务网络中的各个网关节点进行综合评估，以确定出当前适合作为中心网关节点的网关节点。其中，对于确定中心网关节点的策略来说，一方面可以考虑各个网关节点的自身处理能力，这里可以设计各种硬件和软件方面的配置等。另一方面，也需要结合当前需要执行的生产工艺来合理确定，例如，当前的生产工艺可能需要规模较大的生产加工中心，那么可以将该生产加工中心的对应的主要网关节点(大的加工中心可能存在多个网关节点)作为中心网关节点，由于该生产加工中心的网关节点掌控着较多的加工设备资源，并且本地也存储着较多个加工数据，从而更加便于对该生产加工中心的各个加工设备进行任务调配，实现规模化的生产加工。再例如，当前的生产工艺需要多个不同类型的加工中心来配合作业，其信息交互较为频繁，那么可以优先选择边缘服务网络中较为空闲的网关节点来作为中心网关节点，从而来有效地进行信息交互处理。
S203：所述中心网关节点与云端建立通信连接，接收来自云端的生产工艺包。在中心网关节点确定后，就可以与云端对接，一方面进行生产工艺包的接收和分解，另一方面，对边缘服务网络中的各个网关节点进行任务调配。
本实施例的边缘网络服务的处理方法，将边缘网络服务器的功能由中心网关节点和多个非中心化网关节点共同实现，并且，通过动态地协商机制，根据生产工艺的特点和各个网关节点的资源状况，来动态选举中心网关节点，充分利用边缘服务网络的节点资源构建了一个虚拟的边缘网络服务器，从而将中心化的边缘网络服务器处理分散到了多个网关节点来共同分担，但同时还能够实现统一的中心化的生产任务调配，兼具了中心化和分布式优势，提高了边缘服务网络的处理效率。
实施例四
本发明实施例还提供了一种智能制造的处理方法，该方法利用边缘服务网络来实现对订单的智能化分解和调配，从而实现智能制造，具体可以包括：
S301：边缘服务网络的中心网关节点接收云端下发的生产订单。云端提供与各个用于进行交互的功能，在获取到用户的订单后，会下发给与工厂的加工设备连接的边缘服务网络的中心网关节点。
S302：基于生产订单对应的生产工艺，确定多个生产任务。对于不同的订单，生产工艺是不同，所以也会对应不同的生产任务。尤其是在批量订单的情况下，生产工艺会针对批量订单的具体加工内容来合理安排各种工艺流程，以实现效率最大化。生产工艺可以来自于云端编排好连同订单一起下发给中心网关节点，或者预先配置在边缘服务网络中，根据不同的订单内容来获取对应的生产工艺。
S303：根据所述边缘网络中的各节点的生产加工资源状况，将所述多个生成任务调配至对应的节点，以便各节点将接收到的生产任务发送至连接的生产设备进行加工。如前面所介绍的，加工资源状况可以包括：所述网关节点的管控的加工设备的资源、网关节点中存储的加工数据以及所述网关节点的管控的加工设备的负载状态中的一项或者任意多项。
基于本发明实施例的智能制造的处理方法，针对云端下发的生产订单，由多个节点构成的边缘服务网络能够根据各节点的生产加工资源状况来进行任务调配，从而实现智能化的生产制造，提高生产加工效率。
实施例五
前面实施例描述了边缘网络服务的处理流程及装置结构，上述的方法和装置的功能可借助一种电子设备实现完成，如图5所示，其为本发明实施例的电子设备的结构示意图，具体包括：存储器110和处理器120。
存储器110，用于存储程序。
除上述程序之外，存储器110还可被配置为存储其它各种数据以支持在电子设备上的操作。这些数据的示例包括用于在电子设备上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。
存储器110可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
处理器120，耦合至存储器110，用于执行存储器110中的程序，以执行前述实施例中所描述的边缘网络服务的处理方法的操作步骤。
此外，处理器120也可以包括前述实施例所描述的各种模块以执行边缘网络服务的处理，并且存储器110可以例如用于存储这些模块执行操作所需要的数据和/或所输出的数据。
对于上述处理过程具体说明、技术原理详细说明以及技术效果详细分析在前面实施例中进行了详细描述，在此不再赘述。
进一步，如图所示，电子设备还可以包括：通信组件130、电源组件140、音频组件150、显示器160等其它组件。图中仅示意性给出部分组件，并不意味着电子设备只包括图中所示组件。
通信组件130被配置为便于电子设备和其他设备之间有线或无线方式的通信。电子设备可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G、3G、4G/LTE、5G等移动通信网络，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件130经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，通信组件130还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。
电源组件140，为电子设备的各种组件提供电力。电源组件140可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为电子设备生成、管理和分配电力相关联的组件。
音频组件150被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件150包括一个麦克风(MIC)，当电子设备处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器110或经由通信组件130发送。在一些实施例中，音频组件150还包括一个扬声器，用于输出音频信号。
显示器160包括屏幕，其屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (11)
1.一种边缘网络服务的处理方法，包括：
接收云端下发生产工艺包，根据所述生产工艺包生成多个生产任务；
根据预设的策略，在边缘服务网络中确定中心网关节点；所述根据预设的策略，在边缘服务网络中确定中心网关节点包括：所述边缘服务网络中的各个网关节点执行如下处理：向所述边缘服务网络中的其他网关节点广播自身的节点能力信息；接收所述其他网关节点广播的节点能力信息；根据预设的能力评估算法和各个网关节点的节点能力信息，判断自身是否能够作为所述边缘服务网络的中心网关节点，如果能够作为所述中心网关节点，则向所述其他网关节点广播中心网关节点信息，并与云端建立通信连接，否则，等待接收来自所述其他网关节点的中心网关节点信息；
根据所述多个生产任务和边缘网络服务中各个网关节点的加工资源状况，对边缘服务网络中的各个网关节点进行生产任务调配，所述加工资源状况包括：所述网关节点的管控的加工设备的资源、网关节点中存储的加工数据以及所述网关节点的管控的加工设备的负载状态中的一项或者任意多项。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，还包括：云端根据生产订单对生成工艺进行排产，生成所述生产工艺包；向边缘网络服务中的中心网关节点发送所述生产工艺包。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，还包括：
接收来自所述中心网关节点调配的生产任务；
根据所述生产任务，对其连接的加工设备进行控制，执行所述生产任务。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，还包括：
对与其连接的加工设备的生产过程数据进行记录；
从所述生产过程数据提取生产状态数据，向所述中心网关节点上报。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，还包括：
非中心网关节点与所述中心网关节点之间建立心跳连接，当所述心跳连接发生异常时，触发执行根据预设的策略，在边缘服务网络中确定中心网关节点的处理。
6.一种边缘网络服务的处理装置，包括：
云端交互模块，接收云端下发生产工艺包，根据所述生产工艺包生成多个生产任务；
中心网关节点确定模块，用于根据预设的策略，在边缘服务网络中确定中心网关节点；所述根据预设的策略，在边缘服务网络中确定中心网关节点包括：所述边缘服务网络中的各个网关节点执行如下处理：向所述边缘服务网络中的其他网关节点广播自身的节点能力信息；接收所述其他网关节点广播的节点能力信息；根据预设的能力评估算法和各个网关节点的节点能力信息，判断自身是否能够作为所述边缘服务网络的中心网关节点，如果能够作为所述中心网关节点，则向所述其他网关节点广播中心网关节点信息，并与云端建立通信连接，否则，等待接收来自所述其他网关节点的中心网关节点信息；
生产任务调配模块，用于根据所述多个生产任务和边缘网络服务中各个网关节点的加工资源状况，对边缘服务网络中的各个网关节点进行生产任务调配，所述加工资源状况包括：所述网关节点的管控的加工设备的资源、网关节点中存储的加工数据以及所述网关节点的管控的加工设备的负载状态中的一项或者任意多项。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，还包括：
生产任务接收模块，用于接收来自所述中心网关节点调配的生产任务；
生产任务控制模块，用于根据所述生产任务，对其连接的加工设备进行控制，执行生产任务。
8.根据权利要求6所述的装置，其中，还包括：
生产过程数据记录模块，用于对加工设备的生产过程数据进行记录；
生产状态数据上报模块，用于从所述生产过程数据提取生产状态数据，向中心网关节点上报。
9.一种边缘网络服务的处理方法，包括：
向所述边缘服务网络中的其他网关节点广播自身的节点能力信息，接收所述其他网关节点广播的节点能力信息，所述节点能力信息包括：网关节点的软件/硬件配置信息、网关节点的管控的加工设备的资源信息、网关节点中存储的加工数据信息中的一项或者多项；
根据云端下发的生产工艺信息和网关节点的节点能力信息，确定所述边缘服务网络的中心网关节点，并向所述边缘服务网络广播确定出的中心网关节点信息；
所述中心网关节点与云端建立通信连接，接收来自云端的生产工艺包。
10.一种智能制造的处理方法，包括：
边缘服务网络的中心网关节点接收云端下发的生产订单；所述中心网关节点根据预设的策略在边缘服务网络中确定，包括：所述边缘服务网络中的各个网关节点执行如下处理：向所述边缘服务网络中的其他网关节点广播自身的节点能力信息；接收所述其他网关节点广播的节点能力信息；根据预设的能力评估算法和各个网关节点的节点能力信息，判断自身是否能够作为所述边缘服务网络的中心网关节点，如果能够作为所述中心网关节点，则向所述其他网关节点广播中心网关节点信息，并与云端建立通信连接，否则，等待接收来自所述其他网关节点的中心网关节点信息；
基于所述生产订单对应的生产工艺，确定多个生产任务；
根据所述边缘服务网络中的各节点的生产加工资源状况，将所述多个生成任务调配至对应的节点，以便各节点将接收到的生产任务发送至连接的生产设备进行加工。
11.一种电子设备，包括：
存储器，用于存储程序；
处理器，用于运行所述存储器中存储的所述程序，以执行权利要求1至5、9、10任一所述的边缘网络服务的处理方法。
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