中小型加工企業(yè)智能管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

王松林，秦曉安 (安徽商貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子信息工程系，安徽 蕪湖 241002)

中小型加工企業(yè)智能管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

王松林，秦曉安 (安徽商貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子信息工程系，安徽 蕪湖 241002)

針對(duì)中小型加工企業(yè)物流信息系統(tǒng)存在的典型問題，在分析系統(tǒng)功能和技術(shù)架構(gòu)以及明確總體設(shè)計(jì)目標(biāo)和原則的基礎(chǔ)上，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了中小型加工企業(yè)智能管理系統(tǒng)。實(shí)際應(yīng)用表明，該系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性、適用性和高效性等特點(diǎn)，可以為提高中小型加工企業(yè)管理效率提供幫助。

中小型加工企業(yè)；物聯(lián)網(wǎng)；智能管理系統(tǒng)

當(dāng)前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已成為世界新一輪經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展的戰(zhàn)略制高點(diǎn)之一，對(duì)于促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步具有重要意義[1]。例如，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在制造業(yè)上，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控生產(chǎn)數(shù)據(jù)、追蹤產(chǎn)品質(zhì)量和自動(dòng)結(jié)算工人工資，由此可以規(guī)范企業(yè)運(yùn)營(yíng)模式并提高企業(yè)管理效率。

目前許多中小型零件加工類企業(yè)的管理水平較低，生產(chǎn)流程中的各個(gè)環(huán)節(jié)存在如下問題：工作計(jì)時(shí)、計(jì)件采取手工記錄；無(wú)法實(shí)時(shí)掌握原料采購(gòu)、半成品的生產(chǎn)、質(zhì)檢和倉(cāng)儲(chǔ)狀態(tài)；安全生產(chǎn)水平較低。為此，筆者基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了中小型加工企業(yè)智能管理系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)架構(gòu)

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

1.1總體架構(gòu)

中小型加工企業(yè)智能管理系統(tǒng)主要包括系統(tǒng)管理、原料采購(gòu)、生產(chǎn)加工、倉(cāng)儲(chǔ)管理、工資管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)6大模塊(見圖1)。

1.2技術(shù)架構(gòu)

1)感知層 底層傳感器和繼電器節(jié)點(diǎn)采用Zigbee點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信技術(shù)或者組網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。采用linux系統(tǒng)開發(fā)出電子秤以完成成品重量、產(chǎn)品操作類型等數(shù)據(jù)的采集并發(fā)送給服務(wù)器。利用.NET編程實(shí)現(xiàn)二維碼和一維碼的生成并打印，用于標(biāo)識(shí)計(jì)件箱、成品箱等[2]。通過(guò)超高頻RFID和高頻RFID的讀寫操作來(lái)實(shí)現(xiàn)工人的身份識(shí)別以及工資、半成品的領(lǐng)取功能。通過(guò)Android和.NET程序開發(fā)來(lái)進(jìn)行各種傳感器數(shù)據(jù)(如環(huán)境信息、重量信息)的采集。

2)傳輸層 硬件電路設(shè)計(jì)采用CC2530作為主控芯片，通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)軟件的功能，使得傳感器、繼電器、協(xié)議器成功組網(wǎng)并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與控制外設(shè)[3]。

3)應(yīng)用層 利用VS2008開發(fā)客戶端應(yīng)用程序、打卡計(jì)時(shí)程序、質(zhì)檢程序、入庫(kù)出庫(kù)程序等，應(yīng)用Andorid開發(fā)環(huán)境信息采集和實(shí)施監(jiān)控程序[4-5]。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1系統(tǒng)管理模塊

系統(tǒng)管理模塊是整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行基礎(chǔ)，通過(guò)該模塊可以實(shí)現(xiàn)員工類型、員工信息、貨架信息和零件信息的管理功能。

2.2原料采購(gòu)模塊

原料采購(gòu)模塊的主要功能是對(duì)原材料進(jìn)行入場(chǎng)登記，包括原材料類型、采購(gòu)重量、原材料生產(chǎn)廠家、采購(gòu)員和采購(gòu)日期，依據(jù)原料采購(gòu)記錄，管理者可以清楚地了解原材料的采購(gòu)狀況。

2.3生產(chǎn)加工模塊

生產(chǎn)加工模塊的功能主要包括如下幾個(gè)方面：登記半成品的類型、重量和個(gè)數(shù)；登記半成品的領(lǐng)取情況，包括領(lǐng)取類型、領(lǐng)取重量、領(lǐng)取個(gè)數(shù)和領(lǐng)取人姓名，半成品登記和領(lǐng)取的重量信息均來(lái)自于重力傳感器，半成品領(lǐng)取人信息來(lái)自于RFID。依據(jù)生產(chǎn)加工模塊，管理者可以實(shí)時(shí)掌握半成品狀態(tài)、成品計(jì)件信息和質(zhì)檢信息。生產(chǎn)加工流程圖如圖2所示。

2.4倉(cāng)儲(chǔ)管理模塊

在倉(cāng)儲(chǔ)管理的入庫(kù)操作中，倉(cāng)庫(kù)管理員利用PDA掃描貨架條形碼和成品箱上的零件類型二維碼并記錄入庫(kù)件數(shù)，同時(shí)啟動(dòng)攝像頭對(duì)入庫(kù)操作進(jìn)行拍照。在倉(cāng)儲(chǔ)管理的出庫(kù)操作中，倉(cāng)庫(kù)管理員采取與入庫(kù)操作相同的掃描過(guò)程并登記出庫(kù)信息，然后啟動(dòng)攝像頭對(duì)出庫(kù)操作進(jìn)行拍照(見圖3)。因此，倉(cāng)儲(chǔ)管理模塊的作用是為管理者實(shí)時(shí)提供倉(cāng)儲(chǔ)管理信息。

圖2 生產(chǎn)加工流程圖 圖3 倉(cāng)儲(chǔ)管理流程圖

2.5工資管理模塊

圖4 環(huán)境監(jiān)測(cè)流程圖

工資管理模塊的主要功能是記錄工人工資信息，包括基本工資、計(jì)時(shí)工資、計(jì)件工資累加并扣除質(zhì)檢不合格金額得到其最終工資。此外，員工還可據(jù)此查詢個(gè)人收支明細(xì)。

2.6環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊

環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊的主要功能是采集倉(cāng)庫(kù)環(huán)境信息并進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控。環(huán)境信息主要通過(guò)平板電腦接受傳感器數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)發(fā)送到服務(wù)器，在滿足相應(yīng)條件時(shí)向繼電器發(fā)送指令并控制相應(yīng)設(shè)備。此外，系統(tǒng)還可以通過(guò)安裝在車間倉(cāng)庫(kù)的攝像頭進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控(見圖4)。因此，倉(cāng)儲(chǔ)管理模塊的作用是為管理者實(shí)時(shí)提供掌握車間倉(cāng)庫(kù)的環(huán)境信息，從而為安全生產(chǎn)提供保障。

3 結(jié)語(yǔ)

利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，綜合運(yùn)用軟件工程思想、面向?qū)ο蠓治龊驮O(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了中小型加工企業(yè)智能管理系統(tǒng)。利用該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)了解原材料采購(gòu)情況、半成品生產(chǎn)領(lǐng)取狀態(tài)、質(zhì)檢信息和倉(cāng)儲(chǔ)狀態(tài)，同時(shí)該系統(tǒng)能夠自動(dòng)計(jì)算工資并提供車間倉(cāng)庫(kù)環(huán)境信息。實(shí)際應(yīng)用表明，該系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性、適用性和高效性等優(yōu)點(diǎn)，可以為中小型加工企業(yè)的安全生產(chǎn)和提高產(chǎn)品質(zhì)量提供保障。

[1]彭力.物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用基礎(chǔ)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2011.

[2]微軟公司.面向.NET的Web應(yīng)用程序設(shè)計(jì)[M].北京：高等教育出版社，2004.

[3]潘小琴.基于Zigbee的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2012(4):140-143.

[4]劉強(qiáng)，崔莉，陳海明.物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)科學(xué)，2010(6):1-4,10.

[5]姚昱旻，劉衛(wèi)國(guó).Android的架構(gòu)與應(yīng)用開發(fā)研究[J].計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用，2008(11):110-112.

[編輯] 李啟棟

TP273

A

1673-1409(2013)22-0075-02

2013-05-13

王松林(1980-)，男，碩士，講師，現(xiàn)主要從事電路與系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用方面的教學(xué)與研究工作。