面向工業工程的智能物聯綜合實驗應用研究

向峰+周敏+江志剛+曹建華+覃晶晶

（武漢科技大學 機械自動化學院，湖北 武漢 430081）

摘要：進行基于物聯網環境的工業工程實驗系統意義顯著，將物聯網技術、工業工程理論知識與方法二者有機融合，根據高校工業工程相關專業的課程設置及階段實驗要求，可以搭建從結合各種傳感器技術的“數據采集層”，到整合Zigbee網絡、無線局域網乃至互聯網的“網絡層”，以及PC、手機等終端設備上的“用戶層”，其中涉及到物聯網方方面面技術的、全功能的物聯網綜合實驗，提高了工業工程專業學生實踐能力。

關鍵詞：物聯網；工業工程；綜合實驗；Zigbee

中圖分類號：G642.423 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）18-0267-02

物聯網是新一代信息技術的重要組成部分，是繼計算機互聯網之后又一次信息浪潮，將物和傳感網、網關、互聯網智能連成一體，形成網絡形態，在物聯網領域，運用范圍非常廣泛，像智能電網、智能家居、智能醫藥、智能物流等，成為未來發展的重點方向。全國高校工業工程實驗室能滿足工業工程基礎、人因工程、設施規劃與物流、生產計劃與控制等專業課程基本實驗要求。但目前普遍存在技術先進性不夠、實驗內容內在關聯性及系統性不夠、綜合創新性實驗不多等問題。因此，如何緊隨現代信息技術的發展要求，突出工業工程專業特色，系統有效整合工業工程實驗室資源，設計面向工業工程的智能物聯綜合實驗顯得尤為必要。

一、智能物聯綜合實驗框架

物聯網環境下的工業工程實驗系統的具體實施過程如下：基于物聯網環境的工業工程實驗系統總體規劃、基于物聯網環境的工業工程實驗內容設計、面向工業工程專業的物聯網實驗平臺構建、基于物聯網實驗平臺的實驗項目組織，其框架和培養目標如圖1所示：

二、實驗內容設計

結合工業工程已有的課程、培養目標及其實驗項目，可以進一步設計開發出智能家居、智能能源、智能環境、智能農業、智能交通等基于智能物聯的綜合工業工程實驗內容，對學生規劃能力、設計能力、分析能力、優化能力、組織能力、控制能力、決策能力、信息技術能力的具體提升如圖2所示。

三、基于智能物聯綜合實驗平臺的項目組織

實驗過程中，針對自行車、收音機等各種產線產品，學生開展分組實驗，學生間既有分工也有合作，進行裝配線設計、程序設計、崗位設計、生產組織與控制、結果分析與優化等各環節，整個過程強調小組成員的“自設計、自組織、自優化”綜合能力與創新能力的訓練。如圖3所示。實驗教學的數字化、網絡化，訓練了學生現代IE（IT+IE）技能，提高了學生規劃、設計、分析、優化、組織、控制、決策和信息技術應用能力，提高學生綜合應用現代信息技術及工業工程理論方法解決工程實際問題的能力，調動了學生的積極性，實驗效果較好。

四、基于物聯網環境的工業工程實驗系統實施效果與特色

智能綜合實驗最大的特點就是將RFID、傳感器技術、Zigbee、WIFI、TCP/IP與編程技術進行了整合，同時結合工業工程理論與物聯網技術，將物聯網的RFID標簽與傳感器的“采集層”、Zigbee與GPRS網絡“網絡層”及PC與互聯網中的“用戶層”進行分析，適合高校“工業工程專業”對物聯網技術進行全面深入了解。

參考文獻：

[1]施建華，等.“理論—實踐—創新”三位一體網絡課程改革探索[J].高等教育研究學報，2014，（04）.

[2]張映鋒，等.一種基于物聯網技術的制造執行系統實現方法與關鍵技術[J].計算機集成制造系統，2012，（12）.

[3]邵景峰，等.大數據下紡織制造執行系統關鍵問題研究[J].計算機研究與發展，2014，（S2）.

收稿日期：2016-11-26

基金項目：湖北省高等學校省級教學研究項目（2013236；2014237；2015224）

作者簡介：向峰（1983-），男，湖北武漢人，博士，講師，碩士生導師，研究方向：制造業信息化、面向服務的制造等。