金宗良

摘 要：結(jié)合當(dāng)前信息技術(shù)背景下的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，在分析工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，結(jié)合大規(guī)模定制的智慧車間的實例問題進(jìn)行多方面的探討和分析，并重點總結(jié)在基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的智慧車間設(shè)計和開發(fā)中需要注意的問題，希望對于今后深化工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用有所幫助。

關(guān)鍵詞：工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)；智慧車間；大規(guī)模定制；系統(tǒng)特點；系統(tǒng)開發(fā)

1 引言

在新時代背景下，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（Industrial Internet of Things，IIOT）系統(tǒng)則是在工業(yè)化大發(fā)展背景下不可忽視的重要內(nèi)容，其利用封裝和接口協(xié)議，能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)的后勤模型的創(chuàng)新發(fā)展，經(jīng)過實踐，其在全球供應(yīng)鏈中能獲得巨大的成功，隨著其不斷的成熟發(fā)展，能有效實現(xiàn)供應(yīng)鏈的智能化發(fā)展要求。

針對大規(guī)模定制（MC）生產(chǎn)來說，則是體現(xiàn)出明顯的高利潤以及低成本的特點，特別是在基于客戶角度的選擇，大規(guī)模定制制造業(yè)涉及到產(chǎn)品的研發(fā)、銷售以及生產(chǎn)等各個方面，當(dāng)前主要體現(xiàn)出在車間制造方面的問題。

結(jié)合大規(guī)模定制車間的發(fā)展情況，造成生產(chǎn)周期受到很大影響。一是，為了進(jìn)一步提升車間生產(chǎn)效率，則應(yīng)充分重視勞動力成本以及材料成本的核算情況。結(jié)合大規(guī)模定制工程的大量生產(chǎn)計劃要求，海量數(shù)據(jù)都是記錄在文件中，如果書面文件丟失則會造成不可預(yù)想的嚴(yán)重后果；二是，信息通信在制造業(yè)發(fā)展中非常重要，如果客戶變化存在延遲，或者參數(shù)細(xì)節(jié)改變沒有通知到，這樣則會造成嚴(yán)重的錯誤；三是，大規(guī)模定制車間后勤存在問題，難以開展有效的材料跟蹤處理；四是，工人不知道任務(wù)分配是否和工資掛鉤，以及關(guān)系程度如何，或者工人并沒有和他人交流合作的熱情等。這些都會造成大規(guī)模定制車間的發(fā)展瓶頸，影響制造業(yè)的生產(chǎn)效率。

所以，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)則是解決上述問題的有效措施，將工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在大規(guī)模定制車間中，能全方位提升車間的生產(chǎn)效率。首先，結(jié)合各種制造對象特點來布置讀取器和 RFID 設(shè)備，能構(gòu)建出具有普適性的生產(chǎn)環(huán)境；其次，結(jié)合433 MHz 標(biāo)準(zhǔn)的無線通信網(wǎng)絡(luò)，符合網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)的要求；最后，構(gòu)建符合生產(chǎn)需求的SOA 的架構(gòu)，能便于實現(xiàn)系統(tǒng)框架中的各種服務(wù)，這樣能進(jìn)一步促進(jìn)車間的日?；\行。

2 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

這里結(jié)合分布式大規(guī)模某生產(chǎn)制造企業(yè)為例進(jìn)行說明，其主要業(yè)務(wù)內(nèi)容涉及到壓力容器、其他電氣機(jī)械設(shè)備等方面。從工廠的實際情況來看，兩座工廠相聚大約為15千米，幾臺機(jī)器配置在幾個車間中。結(jié)合客戶定制產(chǎn)品的情況來看，部分則是依靠組件外包，另一則是通過車間制造組件。具體的制造生產(chǎn)則是涉及到技術(shù)部、機(jī)械部、質(zhì)量部以及生產(chǎn)部等單位相互共同協(xié)作的方式來進(jìn)行，在上述生產(chǎn)要求的組件完成的基礎(chǔ)上，方可以進(jìn)入裝配車間來進(jìn)行裝配工作。

考慮在實際情況中存在著訂單的插入、修改以及取消較為頻繁的情況，這樣則會造成難以有效控制車間生產(chǎn)，企業(yè)當(dāng)前已經(jīng)具備了CAPP、OA、ERP、SAP等系統(tǒng)，但往往有效直接應(yīng)用于控制車間制造方面。結(jié)合實際，在計劃和執(zhí)行過程中的問題如下：車間數(shù)據(jù)存在著手動管理的情況；車間數(shù)據(jù)缺失，不明確生產(chǎn)能力以及實際情況，難以衡量具體情況；面對大量不同產(chǎn)品需求的情況，重新規(guī)劃和重新調(diào)度問題較為嚴(yán)重；生產(chǎn)數(shù)據(jù)不足難以支持績效管理；生產(chǎn)效率由于制造車間的生產(chǎn)方法不合理而表現(xiàn)較為低下[1]。

為了能有效解決上述存在的問題，基于信息技術(shù)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)則是利用433 MHz 無線通信、RFID等技術(shù)能夠有效進(jìn)行車間內(nèi)的實時數(shù)據(jù)的收集整理。其中，RFID 讀寫器則是可以視為智能數(shù)據(jù)終端，主要目的則是進(jìn)行生產(chǎn)數(shù)據(jù)的有效實時捕獲，通過這樣的方式能進(jìn)一步有效實現(xiàn)便利化的日常操作，全方位提升制造車間的效率。

在智能車間中，結(jié)合實際來進(jìn)行分組對待相應(yīng)的機(jī)器設(shè)備，要求每個智能數(shù)據(jù)終端具有和機(jī)器相互匹配的地址，同時，可以結(jié)合服務(wù)配置情況來實現(xiàn)和機(jī)器的綁定。利用這種智能數(shù)據(jù)終端的方式，不僅能有效進(jìn)行機(jī)器識別，還能涉及到相應(yīng)的標(biāo)簽的人工、材料等方面的識別。其中，要求每名工作人員都具有支持 RFID 的工作人員卡為其身份證。利用這種方式，借助于RFID技術(shù)的優(yōu)勢，能有效實現(xiàn)機(jī)器、IDT、材料、工作人員相互有效集成。其中，結(jié)合系統(tǒng)的實際情況來進(jìn)行關(guān)鍵信息的設(shè)置，確定機(jī)器歸屬，明確工作人員所負(fù)責(zé)的相互關(guān)聯(lián)的設(shè)備、機(jī)器類型等。通過這種電子標(biāo)簽的形式，能保證實現(xiàn)更好的物流跟蹤處理，大大提升材料的識別率，并能開展有效回收處理。

3 設(shè)計和開發(fā)

結(jié)合制造車間的實際情況，在進(jìn)行工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)智能車間的設(shè)計以及開發(fā)過程中，重點涉及到以下四個層次方面，主要有車間層、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)層、應(yīng)用層以及接口層。其中，針對車間層來說，往往涉及到433 MHz無線網(wǎng)絡(luò)、BS（基站）、智能數(shù)據(jù)終端以及其他配套設(shè)施設(shè)備等方面，屬于系統(tǒng)的主要硬件方面；對于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)層來說，主要涉及到所需要的相關(guān)服務(wù)，包括可視化服務(wù)、產(chǎn)品決策服務(wù)以及通信控制服務(wù)等方面，能夠通過實現(xiàn)自身功能便于滿足智能車間的生產(chǎn)要求；接口層設(shè)計則是體現(xiàn)出中間件服務(wù)的作用，主要是結(jié)合預(yù)定義的規(guī)范化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的形式，能夠?qū)崿F(xiàn)和相應(yīng)其他信息進(jìn)行系統(tǒng)化通信的要求[2]。所以，這樣可以看出，每個系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)實時、定時化的互通；對于應(yīng)用層來說，涉及到相關(guān)的輔助信息系統(tǒng)等內(nèi)容，具體有OA、CAPP、CRM、ERP等；針對工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)智能車間的實際情況，數(shù)據(jù)都是從標(biāo)準(zhǔn)接口出來進(jìn)行傳遞到相應(yīng)其他應(yīng)用系統(tǒng)，這樣能夠借助于車間的實時數(shù)據(jù)來提供必要的幫助決策。

4 結(jié)語

綜上所述，本文探討了如何推行基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIOT）的智能車間的發(fā)展，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中重要則是無線通信技術(shù)、RFID技術(shù)等，這樣才能進(jìn)行數(shù)據(jù)的實時同步化收集，結(jié)合相應(yīng)的案例分析和探討，全面證明了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的能有效促進(jìn)企業(yè)的質(zhì)量監(jiān)控、生產(chǎn)管理、實時數(shù)據(jù)采集以及設(shè)備監(jiān)控。其中，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)在轉(zhuǎn)配企業(yè)以及大型機(jī)械制造行業(yè)中具有一定的應(yīng)用份額，往往具有比較好的表現(xiàn)情況。

在今后的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的推廣應(yīng)用中，則應(yīng)結(jié)合項目實際來深化其研究內(nèi)容?？梢詮南到y(tǒng)中引入復(fù)雜事件處理，以便能更加高效來解決較為復(fù)雜的問題，保證其系統(tǒng)具有更強(qiáng)的操作性，能有效幫助企業(yè)信息系統(tǒng)實現(xiàn)多對多的通信交流方式的逐步完善；其次，結(jié)合數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展，可以重點關(guān)注數(shù)據(jù)庫技術(shù)的完善；最后，還應(yīng)該結(jié)合當(dāng)前的大數(shù)據(jù)挖掘以及分析技術(shù)，并將其融入到工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，這樣才能更好適應(yīng)時代發(fā)展的點，應(yīng)用云技術(shù)的大規(guī)模定制則更具競爭力。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉長生， 張效民. 基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化工卡工業(yè)云平臺的接口系統(tǒng)開發(fā)研究[J]. 湖南郵電職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2019年1期.

[2] 戚鑫. 物聯(lián)網(wǎng)思維思考智慧制造[J]. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2016年8期.

[3] 張宏科， 程煜鈞， 楊冬. 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)現(xiàn)狀與展望[J]. 物聯(lián)網(wǎng)學(xué)報， 2017年1期.