关键词：
区块链
智能车间
智能合约
系统开发
摘要：
随着信息技术的发展,制造业信息化进程得到巨大推动,并在全球范围内掀起了一场以智能制造为中心改革的产业革命。车间智能化的数据与技术支持源于实时的生产数据采集技术、准确的信息反馈以及合理有效地生产决策,这就大大加重了传统中心服务处理系统的负荷,而区块链技术的诞生为此提供了一个新型的解决思路。区块链技术是一种去中心化、不可篡改、可追溯、可编程的分布式账本技术,区块链技术的去中心化特点被认为是一种可以应用于现代智能车间系统中提高传统中心化控制系统里安全问题的解决方案。目前对区块链智能车间的应用还处于概念阶段,对于区块链与智能车间本身性质的结合缺乏深入理论与应用研究。随着智能车间系统研究的深入发展与扩大,车间智能化系统中各个机械设备的拓扑结构相对分散、系统结构复杂,因此传统中心化控制系统中的安全问题将会日益剧增,对于中心服务器的性能要求与系统成本将显著提高。因此本文将紧密围绕区块链技术来搭建智能车间远程调度系统。针对上述问题,本文进行了基于区块链网络的智能车间调度系统设计:首先,本文对相关区块链技术以及智能车间现状进行分析,利用区块链中智能合约开发技术、密码学、共识机制确定了区块链智能车间的系统框架结构设计、区域模块功能设计以及数据命令交互等功能。然后,以农业污水处理智能车间为例,围绕智能车间调度系统的建立进行需求分析,将区块链架构拆解成5层结构,从区块链发展和智能车间发展现状为出发点对智能车间需求进行分析,包括智能车间功能需求分析,智能车间区块链系统需求分析,智能车间区块链系统功能需求分析3个方面进行阐述,最后完成智能车间功能结构设计。针对传统的中心化结构,由于各层级用户的权限管理都集中于中心服务器,所以很有可能会导致信息泄露、数据泄密等问题,因此,利用区块链去中心化、数据分布式存储的特性与智能合约控制策略,能够有效的保障系统的信息安全、权限安全。接着,本系统是从区块链出发,把区块链作为底层结构设计,智能合约作为系统管理控制方法,用户界面作为本系统中各个功能交互模块的结构,根据智能车间中需求分类,分别阐述了各个功能模块,确定了系统架构与逻辑架构,明确了系统智能合约控制设计逻辑,针对数据交互的安全性问题,设计了智能合约命令控制方案,对各层级用户的权限进行验证,核实用户身份,从而保障系统中数据交互的安全性;为了满足系统中智能合约、各层级用户、底层区块链的交互需求,设计了用户界面,完成了整个智能车间调度系统从底层结构到上层应用界面的设计。最后,在完成智能车间系统与模块设计之后,需要进行系统的实现,以私有链环境用于建立去中心化结构,自主搭建用户交互界面而用于交互需求,分别展示了数据查询模块、实时数据采集模块、数据分析处理模块、设备管理模块、用户管理模块,通过数据采集分析等证明了区块链智能车间系统的合理性、数据监管调度的高效性。利用区块链技术保障数据安全,在实际生产环境下进行了功能测试,达到了设计目标,最终实现了智能车间远程调度系统的建立。
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