金宗良
摘 要:結合當前信息技術背景下的工業物聯網發展,在分析工業物聯網系統的基礎上,結合大規模定制的智慧車間的實例問題進行多方面的探討和分析,并重點總結在基于工業物聯網的智慧車間設計和開發中需要注意的問題,希望對于今后深化工業物聯網技術應用有所幫助。
關鍵詞:工業物聯網;智慧車間;大規模定制;系統特點;系統開發
1 引言
在新時代背景下,工業物聯網(Industrial Internet of Things,IIOT)系統則是在工業化大發展背景下不可忽視的重要內容,其利用封裝和接口協議,能夠實現傳統的后勤模型的創新發展,經過實踐,其在全球供應鏈中能獲得巨大的成功,隨著其不斷的成熟發展,能有效實現供應鏈的智能化發展要求。
針對大規模定制(MC)生產來說,則是體現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,大規模定制制造業涉及到產品的研發、銷售以及生產等各個方面,當前主要體現出在車間制造方面的問題。
結合大規模定制車間的發展情況,造成生產周期受到很大影響。一是,為了進一步提升車間生產效率,則應充分重視勞動力成本以及材料成本的核算情況。結合大規模定制工程的大量生產計劃要求,海量數據都是記錄在文件中,如果書面文件丟失則會造成不可預想的嚴重后果;二是,信息通信在制造業發展中非常重要,如果客戶變化存在延遲,或者參數細節改變沒有通知到,這樣則會造成嚴重的錯誤;三是,大規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,工人不知道任務分配是否和工資掛鉤,以及關系程度如何,或者工人并沒有和他人交流合作的熱情等。這些都會造成大規模定制車間的發展瓶頸,影響制造業的生產效率。
所以,工業物聯網則是解決上述問題的有效措施,將工業物聯網應用在大規模定制車間中,能全方位提升車間的生產效率。首先,結合各種制造對象特點來布置讀取器和 RFID 設備,能構建出具有普適性的生產環境;其次,結合433 MHz 標準的無線通信網絡,符合網絡傳輸數據的要求;最后,構建符合生產需求的SOA 的架構,能便于實現系統框架中的各種服務,這樣能進一步促進車間的日常化運行。
2 工業物聯網系統
這里結合分布式大規模某生產制造企業為例進行說明,其主要業務內容涉及到壓力容器、其他電氣機械設備等方面。從工廠的實際情況來看,兩座工廠相聚大約為15千米,幾臺機器配置在幾個車間中。結合客戶定制產品的情況來看,部分則是依靠組件外包,另一則是通過車間制造組件。具體的制造生產則是涉及到技術部、機械部、質量部以及生產部等單位相互共同協作的方式來進行,在上述生產要求的組件完成的基礎上,方可以進入裝配車間來進行裝配工作。
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,企業當前已經具備了CAPP、OA、ERP、SAP等系統,但往往有效直接應用于控制車間制造方面。結合實際,在計劃和執行過程中的問題如下:車間數據存在著手動管理的情況;車間數據缺失,不明確生產能力以及實際情況,難以衡量具體情況;面對大量不同產品需求的情況,重新規劃和重新調度問題較為嚴重;生產數據不足難以支持績效管理;生產效率由于制造車間的生產方法不合理而表現較為低下[1]。
為了能有效解決上述存在的問題,基于信息技術的工業物聯網則是利用433 MHz 無線通信、RFID等技術能夠有效進行車間內的實時數據的收集整理。其中,RFID 讀寫器則是可以視為智能數據終端,主要目的則是進行生產數據的有效實時捕獲,通過這樣的方式能進一步有效實現便利化的日常操作,全方位提升制造車間的效率。
在智能車間中,結合實際來進行分組對待相應的機器設備,要求每個智能數據終端具有和機器相互匹配的地址,同時,可以結合服務配置情況來實現和機器的綁定。利用這種智能數據終端的方式,不僅能有效進行機器識別,還能涉及到相應的標簽的人工、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技術的優勢,能有效實現機器、IDT、材料、工作人員相互有效集成。其中,結合系統的實際情況來進行關鍵信息的設置,確定機器歸屬,明確工作人員所負責的相互關聯的設備、機器類型等。通過這種電子標簽的形式,能保證實現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 設計和開發
結合制造車間的實際情況,在進行工業物聯網智能車間的設計以及開發過程中,重點涉及到以下四個層次方面,主要有車間層、工業物聯網層、應用層以及接口層。其中,針對車間層來說,往往涉及到433 MHz無線網絡、BS(基站)、智能數據終端以及其他配套設施設備等方面,屬于系統的主要硬件方面;對于工業物聯網層來說,主要涉及到所需要的相關服務,包括可視化服務、產品決策服務以及通信控制服務等方面,能夠通過實現自身功能便于滿足智能車間的生產要求;接口層設計則是體現出中間件服務的作用,主要是結合預定義的規范化數據結構的形式,能夠實現和相應其他信息進行系統化通信的要求[2]。所以,這樣可以看出,每個系統之間的數據能夠實現實時、定時化的互通;對于應用層來說,涉及到相關的輔助信息系統等內容,具體有OA、CAPP、CRM、ERP等;針對工業物聯網智能車間的實際情況,數據都是從標準接口出來進行傳遞到相應其他應用系統,這樣能夠借助于車間的實時數據來提供必要的幫助決策。
4 結語
綜上所述,本文探討了如何推行基于工業物聯網(IIOT)的智能車間的發展,工業物聯網中重要則是無線通信技術、RFID技術等,這樣才能進行數據的實時同步化收集,結合相應的案例分析和探討,全面證明了工業物聯網的能有效促進企業的質量監控、生產管理、實時數據采集以及設備監控。其中,工業物聯網已經在轉配企業以及大型機械制造行業中具有一定的應用份額,往往具有比較好的表現情況。
在今后的工業物聯網的推廣應用中,則應結合項目實際來深化其研究內容。可以從系統中引入復雜事件處理,以便能更加高效來解決較為復雜的問題,保證其系統具有更強的操作性,能有效幫助企業信息系統實現多對多的通信交流方式的逐步完善;其次,結合數據庫技術的發展,可以重點關注數據庫技術的完善;最后,還應該結合當前的大數據挖掘以及分析技術,并將其融入到工業物聯網系統中,這樣才能更好適應時代發展的點,應用云技術的大規模定制則更具競爭力。
參考文獻:
[1] 劉長生, 張效民. 基于物聯網的數字化工卡工業云平臺的接口系統開發研究[J]. 湖南郵電職業技術學院學報,2019年1期.
[2] 戚鑫. 物聯網思維思考智慧制造[J]. 數字技術與應用,2016年8期.
[3] 張宏科, 程煜鈞, 楊冬. 工業網絡技術現狀與展望[J]. 物聯網學報, 2017年1期.