1.一种基于波形特征匹配的实时生产节拍计算方法，其特征在于，步骤如下：S1：实时采集生产设备运行的原始电流数据；

S2：使用三次样条插值方法对原始电流数据进行预处理，将非等时间间隔的原始电流数据转换成等时间间距的预处理后的电流数据；对预处理后的电流数据进行重采样，获得采样时间间隔为t的标准电流数据；

S3：根据标准电流数据提取标准电流波形特征，并建立历史标准电流波形特征库，历史标准电流波形特征库用于存放历史标准电流数据波形特征、历史标准电流数据波形特征所对应的设备运行状态；

S4：将标准电流波形特征与历史标准电流数据波形特征进行匹配，判断对应的设备运行状态，根据设备运行状态获取加工波形个数；

S5：统计一个时间段内的加工波形个数与设备加工的工件数量，计算生产节拍。

2.根据权利要求1所述的一种基于波形特征匹配的实时生产节拍计算方法，其特征在于，所述的原始电流数据包括每台生产设备编号、设备名称、采集点的地址、时间戳、数据标识、电流值。

3.根据权利要求2所述的一种基于波形特征匹配的实时生产节拍计算方法，其特征在于，采集生产设备运行的原始电流数据的具体步骤如下：对设备运行状态参数进行采集，采用ModBus协议进行十六进制的报文封装，响应信息为{寄存器地址，操作码，数据位，校验位}，将报文传输到服务端进行解析，把数据取出并转换为真实数值，将解析后的原始电流数据推送到流式消息队列中；原始电流数据的数据格式为[设备编号、设备名称、采集点的地址、时间戳，数据标识，电流值]。

4.根据权利要求3所述的一种基于波形特征匹配的实时生产节拍计算方法，其特征在于，所述的预处理的具体步骤如下：针对流式消息队列中的原始电流数据，根据历史数据建立采样时间窗，使一个采样时间窗的长度包含若干个生产波形，在采样时间窗中提取原始电流数据中的电流值和时间戳，形成一个电流时间序列信号并使用三次样条插值的方法进行插值重构；

所述的原始电流数据包括n+1个不同时间节点t0，t1，t2，...，tn的电流序列数据，对应的电流值为i0，i1，i2，...，in；其中，p＝t0

Sk2(t)表达式如下：

n个区间对应的三次函数S(t)的数学表达式为：

其中每段三次函数S(t)都有A，B，C，D四个系数；

根据三次样条函数每个分段函数之间的衔接需求以及边界约束条件，生成求解系数A，B，C，D所需的方程：求解S(t)得到采样时间窗内设备电流的拟合曲线函数，通过时间t对进行数据重构并进行重采样，获得采样时间间隔为t的标准电流数据。

5.根据权利要求4所述的一种基于波形特征匹配的实时生产节拍计算方法，其特征在于，建立历史标准电流波形特征库的方法如下：通过设备加工过程的标准电流数据，提取各状态电流数据的特征值组成特征向量，所述的特征向量包括波峰、波谷、振幅、偏度、峭度、小波变换系数、小波方差、加工时长、加工状态类别；并通过各个标准加工状态下单个加工时长的电流波形的特征向量来建立历史标准电流波形特征库。

6.根据权利要求4所述的一种基于波形特征匹配的实时生产节拍计算方法，其特征在于，所述的历史标准电流数据波形特征包括加工若干种产品时加工状态的波形特征；所述的历史标准电流数据波形特征所对应的设备运行状态包括设备关机状态的波形特征、设备待机状态的波形特征、设备故障状态的波形特征。

7.根据权利要求6所述的一种基于波形特征匹配的实时生产节拍计算方法，其特征在于，提取各状态电流数据的特征值的方法如下：使用小波分析法提取特征值；所述的特征值包括波峰、波谷、振幅、偏度、峭度、小波变换系数、小波方差；

平方可积函数 为一个基本小波或小波母函数，且满足：

经伸缩和平移得到一簇函数；

式中，a为伸缩因子，b为平移因子； 是由 生成的依赖于a，b的连续小波函数族或小波基函数；且a，b∈R，a≠0；

小波变换如下：

Wf(a,b)为小波变换系数，包含电流波形的时频域变化特征；将小波系数的平方值在b域上积分，得到小波方差；它所述的小波方差反映信号波动的能量随尺度a的分布，表达式如下：根据Wf(a,b)

8.根据权利要求7所述的一种基于波形特征匹配的实时生产节拍计算方法，其特征在于，S4中对波形特征进行匹配的方法如下：采用长短时时间可变滑动窗口获取标准电流数据；所述的长短时时间可变滑动窗口包括长时间窗口和短时间窗口；

单个工件加工时长为T，长时间窗口获取数个工件加工时长的标准电流数据，短时间窗口获取单个工件加工时长的标准电流数据；长时间窗口的起点和短时间窗口的起点相同；

短时间窗口获取实时的标准电流数据后根据特征值进行波形匹配，提取到短时间窗口实时的标准电流波形的特征值后，与标准电流波形特征库中的历史标准电流数据波形特征的特征值进行对比，选取与实时的标准电流波形的特征值差值最小的加工波形，得到实时波形特征的匹配波形并标记状态类别；

若实时的标准电流波形的特征值无法与历史标准电流数据波形特征的特征值匹配，认为实时的标准电流波形是非加工波形，则短时间窗口向下一个时间点滑动并继续进行波形匹配；

若实时的标准电流波形的特征值与历史标准电流数据波形特征的特征值匹配，则短时间窗口向前滑动T时长，且单个工件加工时长T变为匹配到的加工波形的加工时长，长时间窗口向前滑动，使其起点至与短时间窗口的起点一致；

若短时间窗口滑动至长时间窗口末端且实时的标准电流波形是非加工波形，则短时间窗口向前滑动T时长，长时间窗口向前滑动，使长时间窗口的起点与段时间窗口的起点一致。

9.根据权利要求8所述的一种基于波形特征匹配的实时生产节拍计算方法，其特征在于，所述的生产节拍的计算方法如下：计算生产工位的生产节拍，生产节拍的计算公式为：生产节拍＝生产工件所需时间/生产工件数；生产工件数为在生产工件所需时间中设备所加工的工件数量；生产工件数由波形匹配所识别的加工波形数目得到。

10.一种基于波形特征匹配的实时生产节拍计算系统，适用于权利要求1～9任一项所述的基于波形特征匹配的实时生产节拍计算方法，其特征在于，包括：数据采集模块、数据预处理模块、历史标准电流波形特征库、波形匹配模块、实时计算及显示模块；

所述的数据采集模块用于实时采集生产设备运行的原始电流数据；

所述的数据预处理模块：使用三次样条插值方法对原始电流数据进行预处理，将非等时间间隔的原始电流数据转换成等时间间距的预处理后的电流数据；对预处理后的电流数据进行重采样，获得采样时间间隔为t的标准电流数据；

历史标准电流波形特征库，用于存放历史标准电流数据波形特征、历史标准电流数据波形特征所对应的设备运行状态；

所述的波形匹配模块，用于将标准电流数据中的标准电流波形特征与历史标准电流数据波形特征进行匹配；

所述的实时计算及显示模块，用于统计一个时间段内的加工波形个数，计算生产节拍；

对设备的生产节拍监控结果进行实时展示。