(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210565643.5 (22)申请日 2022.05.23 (71)申请人 冶金自动化研究设计院有限公司 地址 100071 北京市丰台区西四环南路72 号 (72)发明人 张云贵　王越　李卓卿　 (74)专利代理 机构 北京华谊知识产权代理有限 公司 11207 专利代理师 刘月娥 (51)Int.Cl. G06F 16/36(2019.01) G06F 16/28(2019.01) G06F 16/901(2019.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/04(2012.01) (54)发明名称 企业生产物料跟踪系统知识图谱构建方法 (57)摘要 一种企业生产物料跟踪系统知识图谱构建 方法， 属于企业物料跟踪与管理技术领域。 将知 识图谱技术与生产物料跟踪管理相结合的设计 方法， 采用自顶向下的知识图谱构建路线， 结合 企业生产物料流转情况， 对生产过程中物料所经 历的加工、 传输、 存储等环节进行分析， 设计出可 以描述生产全流程物料跟踪信息记录的知识图 谱本体模型， 并结合企业实际数据， 创建知识图 谱的实体与关系， 并根据这些实体和关系从数据 中对需要的信息进行有目的地提取， 形成结构化 的知识， 构建企业生产物料信息跟踪知识图谱。 优点在于， 挖掘物料在各工序间流转的潜在联 系， 能够为企业其他生产调度、 质量管控、 设备预 警等业务提供支撑 。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 114969364 A 2022.08.30 CN 114969364 A 1.一种企业 生产物料跟踪系统知识图谱构建方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1， 获取企业生产数据， 包括企业生产车间内的实际生产信息、 生产车间内部PLC采 集到的生产过程数据信息以及从MES系统中匹配到的物料生产计划数据， 并将其结构化得 到以下数据 表： 物料信息表， 其字段有物料编码、 物料、 物料名称、 物料类型、 物料数量、 物料 重量、 物料规格、 前序物料编码、 物料备注； 生产计划表， 其字段有序号、 生产批号、 所属工 序、 执行状态、 生产 物料编码、 生产物料数量、 生产物料重量、 生产备注； 生产实际表， 与生产 计划表结构一致； 转移计划表， 其字段有序号、 物料编码、 物料数量、 物料重量、 转移库位编 号、 传输设备编号、 转移员工、 转移时间、 接收库位编号、 接收员工、 接收时间、 执行状态； 转 移实际表， 与转移计划表结构一致； 库位信息表， 其字段有库位编号、 库位名称、 所属分厂； 设备信息表， 其字段有设备编号、 设备名称、 购买厂家、 安装时间； 生产过程数据表， 其字段 有序号、 设备编号、 生产实际表序号、 时间， 其余字段根据具体的生产过程情况会有 所区别， 包括温度、 压力、 各种化学成分； 步骤2， 从企业生产数据中提取出企业原料到成品各生成环节前后连续的生产流程和 物料在这些生产流程中的变化情况； 根据物料信息表中的物料编码和前序物料编码， 在生 产计划和生产实际表中读取对应的所属工序得到所有生产流程的工序名称； 根据 物料信息 表中的物料编码和前序物料编码， 在转移计划表和转移实际表中读取对应的转移库位编 号、 传输设备编号、 接收库位编号； 根据转移计划表和转移实际表中读取的转移库位编号、 接收库位编号， 在库位信息表中读取对应的库位名称、 所属分厂； 根据转移计划表和转移实 际表中读取 的传输设备编号， 在设备信息表中获取设备名称； 此步骤获取 的数据以完整不 重复地描述企业 生产过程和物料变化情况为 准； 步骤3， 将生产过程中的物料所经历的全部事件信息进行描述、 归纳， 格式为某物料从 某库位或某工序通过某设备移动到某库位存储或某工序进 行加工， 加工后物料变化为新的 形式再重复进 行从工序通过某传输 设备移动到某库位存储或某工序进 行加工， 直到完成加 工生产； 步骤4， 根据生产过程物料所经历的事件信息确定企业生产实体节点及各生产实体节 点之间的关系,将步骤3中的文字描述形式转换为知识图谱三元 组的形式， 即节 点‑>关系‑> 节点或节点 ‑>属性‑>值； 步骤5， 对某企业生产实体节点及各生产实体节点之间的关系进行分类和优化， 提取出 企业生产过程物料 所经历生产流 程的知识图谱本体及其关系： 对企业的产品加工工艺进行分析， 提炼出工序本体， 用以描述物料生产过程中所经历 的加工工序， 其属性有工序名称； 对企业的车间内部的实际生产流程进行分析， 提炼出加工类、 传输类和缓冲类； 加工类 用来描述物料加工时所处的生产状态， 其属性有加工物料编码、 所属工序、 设备名称、 开始 时间、 生产 物料编码、 结束时间、 操作人员、 操作班组； 缓冲类指物料在车间内处于非加工阶 段时的状态， 此时物料通常会存放在车间内部库位中， 其属性有物料编 码、 重量、 数量、 库位 名称、 所属分厂、 操作人员、 操作班组、 操作时间； 传输类用来描述车间内物料的调度情况， 其属性有物料编码、 重量、 数量、 传输设备、 转移人员、 转移人员班组、 开始位置、 开始时间、 接收人员、 接收人员班组、 结束位置和结束时间； 对企业的工厂设备角度进行分析， 提炼出设备类， 指物料在生产过程中所用到的各种权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114969364 A 2设备， 包括加工设备和调度设备， 其属性有设备编号、 设备名称、 购买厂家、 安装时间； 此外， 对企业的加工过程监测角度进行分析， 企业需要实时监测各加工过程中的生产 参数， 以避免生产参数异常而 可能会出现的机器故障或者产品缺陷， 提炼出监测类， 其属性 有设备编号、 监测时间， 其余属性根据具体的生产过程情况会有 所区别， 包括温度、 压力、 各 种化学成分； 步骤6， 利用Neo4j图数据库创建企业生产物料信息跟踪知识图谱； 根据企业生产流程， 加工节点可能会与工序节点、 设备节点或传输节点具备关联关系； 节点关系匹配条件如下 所述： 工序节点： 根据该加工节点 “所属工序 ”属性， 建立与相应的工序节点之间的关系， 由当 前加工节点指向工序节点； 设备节点： 根据该加工节点 “加工设备 ”属性， 建立与相应的设备节点之间的关系， 由当 前加工节点指向设备节点； 传输节点： 加工环节的前序生产环节一定是传输环节， 根据加工节点 “加工物料编码 ” 属性和传输节点 “结束位置 ”属性， 建立加工节点和传输节点之间的关系， 由传输节点指向 当前加工节点； 根据企业生产流程， 传输节点可能会与设备节点、 加工节点或缓冲节点具备关联关， 节 点关系匹配条件如下 所述： 设备节点： 根据本次传输节点 “传输设备 ”属性， 建立与相应的设备节点之间的关系， 由 当前传输节点指向设备节点； 加工节点： 如果本次物料传输的前序生产环节是加工环节， 根据加工节点 “生产物料编 码”、“加工设备”属性和本次传输节点 “物料编码 ”、“开始位置 ”属性， 建立从加 工节点到传 输节点的指向关系， 由加工节点指向当前传输节点； 缓冲节点： 如果本次物料传输的前序生产环节是缓冲环节， 根据缓冲节点 “物料编码 ”、 “库位名称 ”属性和传输节点的 “物料编码 ”、“开始位置 ”属性， 建立缓冲节点指向该传输节 点的关系， 由缓冲节点指向当前传输节点； 根据企业生产流程， 缓冲节点只会与传输节点具备关联， 根据本次缓冲节点的 “物料编 码”、“库位名称 ”属性和传输节点的 “物料编码 ”、“结束位置 ”属性， 建立由传输节点到该缓 冲节点的指向关系； 根据企业生产流程， 监测节点只会与设备节点具备关联， 根据本次监测节点的 “设备编 号”、“监测时间 ”属性、 设备节点的 “设备编号 ”属性和设备节点对应加工节点的 “开始时 间”、“结束时间 ”， 建立由监测节点到该设备节点的指向关系； 最后将知识图谱各部分本体组合得到完整的企业生产物料跟踪系统知识图谱本体结 构， 并在Neo 4j图数据库中创建本体结构； 步骤7， 从企业生产数据库中抽取数据， 生成知识图谱实体节点； 将步骤1中获取的数据 表名与字段与步骤6构建的知识图谱中的实体、 关系、 属性进行映射， 生成CSV格式数据， 其 格式为节 点‑>关系‑>节点或节点‑>属性‑>值， 再导入知识图谱使用的Neo4j图数据库中， 实 例化本体； 至此企业的生产物料跟踪知识图谱构建完成， 各节点属性可按照实施的企业物料追踪 系统的具体情况进行调整。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114969364 A 3