面向工業(yè)工程的智能物聯(lián)綜合實驗應(yīng)用研究

向峰+周敏+江志剛+曹建華+覃晶晶

（武漢科技大學(xué) 機械自動化學(xué)院，湖北 武漢 430081）

摘要：進行基于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的工業(yè)工程實驗系統(tǒng)意義顯著，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、工業(yè)工程理論知識與方法二者有機融合，根據(jù)高校工業(yè)工程相關(guān)專業(yè)的課程設(shè)置及階段實驗要求，可以搭建從結(jié)合各種傳感器技術(shù)的“數(shù)據(jù)采集層”，到整合Zigbee網(wǎng)絡(luò)、無線局域網(wǎng)乃至互聯(lián)網(wǎng)的“網(wǎng)絡(luò)層”，以及PC、手機等終端設(shè)備上的“用戶層”，其中涉及到物聯(lián)網(wǎng)方方面面技術(shù)的、全功能的物聯(lián)網(wǎng)綜合實驗，提高了工業(yè)工程專業(yè)學(xué)生實踐能力。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；工業(yè)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(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，是繼計算機互聯(lián)網(wǎng)之后又一次信息浪潮，將物和傳感網(wǎng)、網(wǎng)關(guān)、互聯(lián)網(wǎng)智能連成一體，形成網(wǎng)絡(luò)形態(tài)，在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，運用范圍非常廣泛，像智能電網(wǎng)、智能家居、智能醫(yī)藥、智能物流等，成為未來發(fā)展的重點方向。全國高校工業(yè)工程實驗室能滿足工業(yè)工程基礎(chǔ)、人因工程、設(shè)施規(guī)劃與物流、生產(chǎn)計劃與控制等專業(yè)課程基本實驗要求。但目前普遍存在技術(shù)先進性不夠、實驗內(nèi)容內(nèi)在關(guān)聯(lián)性及系統(tǒng)性不夠、綜合創(chuàng)新性實驗不多等問題。因此，如何緊隨現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展要求，突出工業(yè)工程專業(yè)特色，系統(tǒng)有效整合工業(yè)工程實驗室資源，設(shè)計面向工業(yè)工程的智能物聯(lián)綜合實驗顯得尤為必要。

一、智能物聯(lián)綜合實驗框架

物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的工業(yè)工程實驗系統(tǒng)的具體實施過程如下：基于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的工業(yè)工程實驗系統(tǒng)總體規(guī)劃、基于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的工業(yè)工程實驗內(nèi)容設(shè)計、面向工業(yè)工程專業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺構(gòu)建、基于物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺的實驗項目組織，其框架和培養(yǎng)目標如圖1所示：

二、實驗內(nèi)容設(shè)計

結(jié)合工業(yè)工程已有的課程、培養(yǎng)目標及其實驗項目，可以進一步設(shè)計開發(fā)出智能家居、智能能源、智能環(huán)境、智能農(nóng)業(yè)、智能交通等基于智能物聯(lián)的綜合工業(yè)工程實驗內(nèi)容，對學(xué)生規(guī)劃能力、設(shè)計能力、分析能力、優(yōu)化能力、組織能力、控制能力、決策能力、信息技術(shù)能力的具體提升如圖2所示。

三、基于智能物聯(lián)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(chǎn)線產(chǎn)品，學(xué)生開展分組實驗，學(xué)生間既有分工也有合作，進行裝配線設(shè)計、程序設(shè)計、崗位設(shè)計、生產(chǎn)組織與控制、結(jié)果分析與優(yōu)化等各環(huán)節(jié)，整個過程強調(diào)小組成員的“自設(shè)計、自組織、自優(yōu)化”綜合能力與創(chuàng)新能力的訓(xùn)練。如圖3所示。實驗教學(xué)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，訓(xùn)練了學(xué)生現(xiàn)代IE（IT+IE）技能，提高了學(xué)生規(guī)劃、設(shè)計、分析、優(yōu)化、組織、控制、決策和信息技術(shù)應(yīng)用能力，提高學(xué)生綜合應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)及工業(yè)工程理論方法解決工程實際問題的能力，調(diào)動了學(xué)生的積極性，實驗效果較好。

四、基于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的工業(yè)工程實驗系統(tǒng)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(shù)、Zigbee、WIFI、TCP/IP與編程技術(shù)進行了整合，同時結(jié)合工業(yè)工程理論與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將物聯(lián)網(wǎng)的RFID標簽與傳感器的“采集層”、Zigbee與GPRS網(wǎng)絡(luò)“網(wǎng)絡(luò)層”及PC與互聯(lián)網(wǎng)中的“用戶層”進行分析，適合高校“工業(yè)工程專業(yè)”對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行全面深入了解。

參考文獻：

[1]施建華，等.“理論—實踐—創(chuàng)新”三位一體網(wǎng)絡(luò)課程改革探索[J].高等教育研究學(xué)報，2014，（04）.

[2]張映鋒，等.一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的制造執(zhí)行系統(tǒng)實現(xiàn)方法與關(guān)鍵技術(shù)[J].計算機集成制造系統(tǒng)，2012，（12）.

[3]邵景峰，等.大數(shù)據(jù)下紡織制造執(zhí)行系統(tǒng)關(guān)鍵問題研究[J].計算機研究與發(fā)展，2014，（S2）.

收稿日期：2016-11-26

基金項目：湖北省高等學(xué)校省級教學(xué)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(dǎo)師，研究方向：制造業(yè)信息化、面向服務(wù)的制造等。