物聯網平臺在汽車生產線上的應用探微

張洪雷 李靜 李春華

摘要

物聯網平臺應用于汽車生產線，能夠解決汽車生產線多種信息化系統，包括系統功能固化、更新業務需求頻繁、專業人才要求高等問題。物聯網平臺整條路徑的應用能夠實現汽車生產線的數據管理，快速響應多變的業務需求，高效率開發應用系統。

關鍵詞

物聯網平臺;汽車生產線;應用

0 前言

在信息時代，互聯網遍布于我們生活的各個角落。隨著互聯網技術的革新，云計算、物聯網等新技術得到發展，社會各個領域都注重與時代接軌，運用高科技手段來優化生產服務品質。汽車行業發展的勢頭非常迅猛，為了占據市場有利地位，汽車企業積極將物聯網技術引入到汽車生產線中，以促進汽車行業的智能化發展。

1 物聯網平臺的作用

在現代信息技術快速發展的背景下，物聯網成為人們探討的熱點詞匯。尤其是作為信息化發展的趨勢，物聯網有著非常廣泛的應用，在眾多領域都進行覆蓋。物聯網是通過信息傳感設備，如無線射頻識別、全球定位系統、紅外傳感器、激光掃描器等，依照約定協議，將包含其信息的智能芯片物品與互聯網進行連接，實現信息的交換、識別、跟蹤、定位、監管的智能化管理。物聯網在發展的過程中，還推動了視覺識別、傳感器等產業的發展，提高了集群產業效益。物聯網是新的技術革命，對社會變革起到極大的推動作用。在應用物聯網的過程中，物聯網平臺作為載體，在社會各領域得到了一定的應用[1]。

汽車生產線是1種離散型流水作業方式，有著較高的自動化水平。生產線應用了大量的智能裝備，如無線射頻識別技術、在線檢測技術、機器視覺技術等。在生產過程中，這些智能設備會產生大量的數據，若企業不能合理地利用這些數據，就會產生巨大的浪費，且這種浪費是隱形的。對于傳統車間信息化系統來說，生產的執行指導缺乏集中處理和深層分析數據，生產過程中的監控和指標量化缺乏可視化。在通常情況下，系統建設運用招投標的方式，由專門的互聯網技術（IT）公司設計成型，并對功能進行固化，造成系統功能缺乏靈活性。物聯網平臺的應用，能夠為這些問題的解決提供思路，為IT架構的轉型提供支持，并能夠應用于設備與端點管理、數據管理、安全性管理、應用程序開發等[2]。

2 物聯網平臺在汽車生產線上的應用研究

2.1 物聯網平臺應用的總體邏輯

在汽車生產線中，物聯網平臺大致上可劃分為生產線數據的集中管理、業務微服務管理和工廠系統的可視化界面開發。其中，業務微服務管理是將數據與可視化界面進行連接的核心。

2.2 生產線數據的集中管理

在應用數據的過程中，采集數據、過濾數據、存儲數據是基礎，選擇使用的物聯網平臺有數據接口靈活、配置簡單等特點，這使得來源的數據都有相應的數據接口來獲取，如來源于可編程邏輯控制器（PLC）的實時狀態數據或過程數據，可使多源頭的數據實現集成管理。對來源于PLC的實時數據流向來說，物聯網平臺通過對工業連接對象、密匙的配置，與數據采集站進行接通。在物聯網平臺的內部，主要通過3步實現數據的集成操作。第1步，提前建好設備模板。在這一模板下，“屬性”是指每類設備包含共有的數據項。第2步，通過物聯網平臺當中的實物連接對象，利用對設備模板繼承的方式，對設備的數據項進行繼承。第3步，實物連接對象主要通過對工業連接對象的選取，來實現數據采集站與實物連接對象的連通，對數據進行綁定。具體來說，就是把實物連接對象當中的“屬性”通過拖拉拽的方式，逐一綁定數據采集站中的數據標簽。對于來源于第三方數據庫的過程數據來說，主要通過2步來進行。第1步，通過數據倉庫技術來對需要采集的第三方數據庫進行數據的抽取-轉換-加載（ETL）等，將需要的數據進行整合，形成1個中間數據庫，對需求數據實現統一的管理;第2步，通過物聯網平臺對數據庫信息的配置，對中間數據庫進行連接，達到數據的集成。在運用傳統各信息化系統的時候，只對系統需要的數據進行采集，當需要系統之間進行數據交互時，通過運用WebService軟件、數據庫交互等手段，來對數據交互進行臨時的搭建。物聯網平臺與傳統的各信息化系統相比，其特點是對數據的集中管理，這樣能夠更加方便和快捷地進行數據的后期應用[3]。

2.3 業務的微服務管理

在對物聯網平臺進行選擇的時候，為了符合業務靈活多變的需求，開發人員需要利用微服務的形式，使不同功能模塊實現封裝。微服務的物理所屬是實物連接對象、業務對象和數據庫連接對象，這些對象都能夠進行微服務的編寫。界面的開發主要是為了滿足業務的需求，這就使得微服務主要存在于業務對象中。微服務是可視化界面與銜接數據的核心，通過綁定相應的微服務，來獲取可視化界面所需要的數據，通常不能直接使用實物連接對象、數據庫連接對象中的數據，需要通過新建微服務于業務對象之中，進行二次數據處理，才能與可視化界面進行綁定應用。只有很少的設備狀態信息和過點數據，僅需要進行一次處理就能夠使用。

常規服務依據實際的業務需求來對業務對象進行新建和刪除，而微服務可依據業務的需求來進行調整和更新。比如，通過分析工藝參數，服務對象可以構建1個工藝參數的專業業務對象，在其下對不同的微服務進行編寫，使業務的計算和展示能夠得到實現，如建立依據工件號來對不同參數的歷史統計值進行查詢，建立按照時間來對工藝參數異常的次數進行統計等。在業務微服務管理的情況下，開發人員能夠對不斷出現的新需求進行靈活應對[4]。

2.4 開發可視化界面

為了解決具備IT專業能力和較強業務開發能力的復合型人才短缺的問題，開發人員可以通過物聯網平臺來對常用界面開發控件進行內置的方式，大幅度減少界面開發的編程量。物聯網平臺中內置了很多常用的空間，如日期選取器、連接控件、表格等，系統開發人員在對界面進行開發時，利用拖拽方式對適當的控件進行選取，對相應的微服務進行綁定，使數據和控件實現連接。當平臺內置控件不能滿足需求時，開發人員還能夠利用二次開發，來對需求控件進行有針對性的開發，導入平臺中，使控件在使用的時候具有一定的可擴展性。物聯網平臺內置控件的方式，與之前編碼的方式相比，有著更強的操作性和更快的掌握速度，能夠有效彌補企業業務人員IT技能不足的問題。

3 實際應用

3.1 數據結構化管理和開發業務微服務

對于數據結構化管理來說，如分析焊接車間的焊核大小、實時監控焊核的深度，可以在物聯網平臺先建立數據結構表，用來對焊核大小、實時的焊核深度值、數據采集時間等進行存儲。在建立好數據結構表之后，開發人員要新建1個專用的工藝參數業務對象，并編寫微服務，使數據處理得以實現[5]。

3.2 界面設計

在處理好數據后，開發人員需要設計界面，并對數據進行綁定。在這其中，頁面效果設計的中心是界面設計（UI）區，它能夠對控件區的控件進行拖取，有著比較短的設計周期和較快的成型效率。在數據綁定區，開發人員能夠對微服務進行選擇，來綁定控件。在數據邏輯區，控件與數據間的關系可進行清晰直觀地展示，便于開發者對界面問題進行排查，使系統開發的效率得到很大程度地提高。系統利用前期設置，通過微信等方式將異常波動的數據發送給相關工程師，提醒其對數據異常進行及時的關注，并對工藝的優化進行指導。同時，系統利用時間關聯，能夠對該時間段的車輛識別號碼（VIN）進行查詢，能夠對突變值所對應的車輛進行精準地追溯，對車輛的質量問題進行及時的檢查，提高檢查問題的精準度，有效提高車輛的生產質量[2]。

3.3 大數據分析與自控制反饋

通過對設備的預防性維護，系統可以通過大數據分析控制自反饋。依據實際需求，開發人員對預測模型進行封裝，關聯分析連接的現場實時數據，對數據趨勢進行分析，為設備工程師自動進行異常點的推送，通過核實分析的結果和設備運行的狀況，對設備是否需要進行調校、維護等進行確定，并對維護之后的效果進行跟蹤，依據反饋的情況來優化預測分析模型。當前，物聯網平臺已經對整車沖壓、焊接、涂裝、機加工等車間進行了覆蓋，且各車間能夠進行縱向移植，也就是能夠達到一次開發、多次使用的效果，減少了開發成本，并且能夠不斷完善公司的功能模塊庫。

4 結語

對于當前汽車生產線存在的問題，運用物聯網平臺靈活開發的數據接口，簡潔易封裝的開發程序，操作簡單直觀的可視化界面開發模式，能夠對很多問題進行有效的解決。但是，相關開發人員還須進一步加強對物聯網平臺的研究，促進汽車行業的發展。

參考文獻

[1]劉德志.淺析物聯網在汽車制造業應用前景[J].華東科技（綜合），2019（7）：36.

[2]盧陽光，閔慶飛，王奕斌.基于工業物聯網的汽車工業敏捷規劃輕量級仿真模型[J].計算機應用研究，2019，36（5）：1446-1453.

[3]山榮成，管益輝，馬力.基于物聯網的構架加工數字化生產線建設實踐[J].價值工程，2020，39（1）：261-263.

[4]石陽.汽車生產線上自動裝配技術應用[J].福建質量管理，2020（10）：162;144.

[5]高中偉.崛起的中國制造：仕通聯合率先推出物聯網汽保服務平臺——專訪江蘇仕通聯合汽車科技有限公司總經理袁瑞兵[J].汽車維修與保養，2019（1）：59.