基于物聯(lián)網(wǎng)的工業(yè)定制化生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)*

謝仁栩，陳 丹，徐哲壯，劉 興，劉安國，高佩裕

(福州大學(xué) 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院 自動(dòng)化系，福建 福州 350108)

0 引言

隨著工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的快速發(fā)展[1-2]，工業(yè)制造的信息化與智能化已成為工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)[3-6]。工業(yè)定制化生產(chǎn)作為智能制造的典型應(yīng)用，能夠滿足用戶個(gè)性化定制產(chǎn)品的需求，已經(jīng)得到了越來越多研究者的關(guān)注[7-9]。

然而工業(yè)定制化生產(chǎn)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)仍面臨一系列挑戰(zhàn)。首先是定制生產(chǎn)訂單管理系統(tǒng)與生產(chǎn)控制系統(tǒng)的銜接問題，用戶的定制信息要能夠自動(dòng)解析并直接傳輸至生產(chǎn)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)從提交定制信息到定制化生產(chǎn)全流程的自動(dòng)化。然而現(xiàn)有系統(tǒng)大多數(shù)仍需人工導(dǎo)入與確認(rèn)[10]，延長了生產(chǎn)周期，增加人力成本。另一方面，用戶提交定制信息亟需直觀高效的提交手段，現(xiàn)有方案仍需客服與用戶溝通確定定制信息，不僅效率低下，也很難達(dá)到所見即所得的效果。

針對(duì)上述需求和挑戰(zhàn)，本文設(shè)計(jì)了一套基于物聯(lián)網(wǎng)的工業(yè)定制化生產(chǎn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和云平臺(tái)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)了終端用戶與定制生產(chǎn)控制系統(tǒng)的互聯(lián)互通，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了定制化生產(chǎn)全流程的自動(dòng)化。同時(shí)該系統(tǒng)還利用微信小程序?yàn)榻K端用戶提供了簡潔直觀的信息定制服務(wù)，讓用戶在提交定制信息的同時(shí)，也能夠?qū)崟r(shí)看到定制產(chǎn)品的成品預(yù)覽圖與生產(chǎn)進(jìn)度，提升了用戶體驗(yàn)與產(chǎn)品制造的透明度。另外，小程序的定制模板可隨產(chǎn)品生命周期進(jìn)行靈活調(diào)整。該系統(tǒng)以激光刻字定制產(chǎn)品為案例進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并對(duì)于該系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性進(jìn)行了分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，該系統(tǒng)能夠在10 s內(nèi)完成從提交定制信息到啟動(dòng)定制生產(chǎn)線的物聯(lián)網(wǎng)通信流程，具有可行性和良好的實(shí)時(shí)性；同時(shí)定制化生產(chǎn)全流程無需人員參與，能夠提高生產(chǎn)效率和降低人力成本。

1 工業(yè)定制化生產(chǎn)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

基于物聯(lián)網(wǎng)的工業(yè)定制化生產(chǎn)系統(tǒng)框架如圖1所示，該系統(tǒng)主要由五部分組成：機(jī)械臂及工控機(jī)、可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller，PLC)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)模塊、云平臺(tái)、微信小程序。其中微信小程序面向終端用戶，通過移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與定制生產(chǎn)云平臺(tái)相連，用于上傳定制信息與查詢生產(chǎn)狀態(tài)；云平臺(tái)則負(fù)責(zé)存儲(chǔ)定制訂單信息，并實(shí)時(shí)地將訂單生產(chǎn)任務(wù)進(jìn)行分解，隨后將分解后的生產(chǎn)任務(wù)分別發(fā)送至工控機(jī)與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)模塊；工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)模塊一方面通過4G或WiFi與云平臺(tái)建立數(shù)據(jù)連接，另一方面通過工業(yè)以太網(wǎng)或現(xiàn)場(chǎng)總線與PLC相連，由此實(shí)現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)線與云平臺(tái)的數(shù)據(jù)直連；PLC根據(jù)云平臺(tái)分配的生產(chǎn)任務(wù)，完成物料進(jìn)出倉與流水線運(yùn)行等控制工作；機(jī)械臂則負(fù)責(zé)完成定制信息的激光雕刻工作，其中定制信息通過工控機(jī)從云平臺(tái)獲取，并通過工控機(jī)完成運(yùn)動(dòng)軌跡的解算。

圖1 工業(yè)定制化生產(chǎn)系統(tǒng)框架圖

該系統(tǒng)方案主要具備以下優(yōu)勢(shì)：(1)能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)定制化生產(chǎn)全流程的自動(dòng)化，無需人員參與；(2)與定制化生產(chǎn)相關(guān)的程序集中在云平臺(tái)端，無需修改現(xiàn)場(chǎng)控制程序，便于維護(hù)和更新；(3)基于微信小程序的定制信息服務(wù)與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)緊密結(jié)合，高效便捷。系統(tǒng)各模塊的詳細(xì)介紹如下。

1.1 機(jī)械臂及工控機(jī)

本文使用的機(jī)械臂是一款具有3自由度的智能協(xié)作機(jī)械臂，可以通過更換不同的功能模塊來執(zhí)行激光雕刻和蝕刻、3D打印、雕刻/研磨、取放等任務(wù)。在本文搭建的定制化生產(chǎn)演示系統(tǒng)中，其作為定制化生產(chǎn)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，主要作用為利用其軌跡規(guī)劃和激光雕刻功能，實(shí)現(xiàn)定制化產(chǎn)品的雕刻工作。

機(jī)械臂控制器通過USB接口與工控機(jī)相連，通過I/O口與控制生產(chǎn)線中PLC相連，并實(shí)時(shí)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)I/O信號(hào)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂與生產(chǎn)線聯(lián)動(dòng)的聯(lián)動(dòng)控制。同時(shí)機(jī)械臂通過工控機(jī)定時(shí)獲取和處理云平臺(tái)中的定制產(chǎn)品的數(shù)據(jù)信息，以實(shí)現(xiàn)定制產(chǎn)品的生產(chǎn)。

1.2 可編程邏輯控制器(PLC)

PLC是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵設(shè)備[11]，在該定制化生產(chǎn)系統(tǒng)中使用Siemens的S7-300CPU315-2PN/DP作為主站的控制器，主要作用是控制各從站的生產(chǎn)狀態(tài)，負(fù)責(zé)收集各從站PLC的訂單狀態(tài)數(shù)據(jù)并通過以太網(wǎng)利用物聯(lián)網(wǎng)模塊將數(shù)據(jù)上傳至云平臺(tái)；使用S7-200CPU226CN作為從站的控制器，主要作用是響應(yīng)主站PLC的控制指令，對(duì)各定制化生產(chǎn)流程執(zhí)行器進(jìn)行控制，同時(shí)將工業(yè)設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)經(jīng)由RS485總線發(fā)送至主站PLC中，實(shí)現(xiàn)定制化流程的訂單跟蹤。

1.3 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)模塊

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)模塊是連接工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線與云平臺(tái)的核心設(shè)備，該模塊需要支持RS485、以太網(wǎng)、WiFi和4G等通信方式。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)模塊通過云平臺(tái)接收的定制化生產(chǎn)指令，并將其轉(zhuǎn)發(fā)至PLC執(zhí)行；另一方面，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)模塊也要周期性地采集PLC各寄存器的數(shù)據(jù)，并將其通過WiFi/4G等通信方式發(fā)送到云端數(shù)據(jù)庫，移動(dòng)設(shè)備再從云平臺(tái)數(shù)據(jù)庫中下載數(shù)據(jù)，從而將PLC采集的數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)傳輸給移動(dòng)設(shè)備。通過工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)模塊實(shí)現(xiàn)云平臺(tái)與PLC的直連，縮減了訂單管理與生產(chǎn)流程銜接過程中的人工確認(rèn)和分配環(huán)節(jié)，能有效減少人力和管理成本。

1.4 云平臺(tái)

本系統(tǒng)所采用的云平臺(tái)搭建于華為云服務(wù)器上，主要用于定制化生產(chǎn)流程中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)換和傳輸。云平臺(tái)接收小程序端發(fā)送的定制生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并將其存入云平臺(tái)數(shù)據(jù)庫中。定制生產(chǎn)數(shù)據(jù)經(jīng)過功能分解后，將分別發(fā)送生產(chǎn)指令信息至工控機(jī)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)模塊，用于控制機(jī)械臂和生產(chǎn)線的工作。另一方面，云平臺(tái)也定時(shí)接收并保存工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)模塊所獲取的生產(chǎn)線狀態(tài)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)還可在小程序端發(fā)起訂單查詢時(shí)使用。重要的是，批量定制訂單生產(chǎn)的管理與優(yōu)化僅需在云平臺(tái)修改即可實(shí)現(xiàn)，無需修改工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)模塊，便于實(shí)施與推廣。

1.5 微信小程序

微信小程序[12]是騰訊公司開發(fā)的一種全新的連接用戶與服務(wù)方式。該系統(tǒng)中微信小程序完成兩大功能：1)作為定制化信息上傳與下載的可視化端口，通過移動(dòng)設(shè)備可聯(lián)網(wǎng)的屬性，利用WiFi/4G通信進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，建立與云平臺(tái)的連接。(2)作為訂單查詢和監(jiān)控生產(chǎn)線狀態(tài)信息的可視化端口。小程序?qū)⒍ㄖ菩畔⒉捎脠D片的形式上傳給云平臺(tái)，并且將實(shí)時(shí)讀取的云平臺(tái)中的生產(chǎn)線狀態(tài)信息反饋給用戶，使得用戶能實(shí)時(shí)跟蹤到生產(chǎn)狀態(tài)信息。

2 工業(yè)定制化生產(chǎn)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

工業(yè)定制化生產(chǎn)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要為機(jī)械臂控制程序設(shè)計(jì)、PLC控制程序設(shè)計(jì)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)模塊設(shè)計(jì)、云平臺(tái)設(shè)計(jì)、微信小程序設(shè)計(jì)。微信小程序作為系統(tǒng)的可視化入口，用于發(fā)送和接收云平臺(tái)中的定制信息；機(jī)械臂控制程序接收到云平臺(tái)的控制信息后進(jìn)行定制信息的處理；同時(shí)由PLC控制的生產(chǎn)線系統(tǒng)接收到定制信息后啟動(dòng)生產(chǎn)線，進(jìn)行定制產(chǎn)品的生產(chǎn)。通過以上的物聯(lián)網(wǎng)通信和協(xié)同控制，完成定制化生產(chǎn)過程。

2.1 機(jī)械臂控制程序設(shè)計(jì)

機(jī)械臂與工控機(jī)相連，當(dāng)云平臺(tái)中有需要打印的信息時(shí)，云平臺(tái)客戶端會(huì)定時(shí)將需要雕刻的消息隊(duì)列保存到工控機(jī)本地日志中。機(jī)械臂開始工作后就開始檢測(cè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)I/O的輸入信號(hào)，接收到信號(hào)表示工件已經(jīng)就位，并停止生產(chǎn)線的傳送電機(jī)。工控機(jī)從服務(wù)器讀取需要加工的圖片，獲得的圖片經(jīng)過處理后進(jìn)行激光雕刻。加工完輸出結(jié)束信號(hào)，并給生產(chǎn)線PLC發(fā)送信號(hào)，啟動(dòng)該流程的傳送電機(jī)送走已加工完成的定制化工件，并等待下一個(gè)開始信號(hào)。其工作流程如圖2所示。

圖2 機(jī)械臂工作流程圖

機(jī)械臂控制程序定時(shí)訪問保存在本地的定制日志內(nèi)容，獲取圖片并處理得出像素平滑輪廓，轉(zhuǎn)化成機(jī)械臂工作需要的路徑PVT點(diǎn)并優(yōu)化后作為激光雕刻加工的實(shí)際路徑。圖3為測(cè)試文字經(jīng)過處理后的激光雕刻路徑。

圖3 圖片軌跡優(yōu)化界面

同時(shí)，機(jī)械臂通過輸入的軌跡試教點(diǎn)，利用插補(bǔ)算法獲得運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解，通過關(guān)節(jié)角控制和激光雕刻模塊，實(shí)現(xiàn)激光雕刻工作。軌跡規(guī)劃的常規(guī)流程如圖4所示。

圖4 軌跡規(guī)劃常規(guī)流程

2.2 PLC控制程序設(shè)計(jì)

本文工業(yè)定制化生產(chǎn)系統(tǒng)中系統(tǒng)控制分為主從站控制和主從站之間的通信。主站和從站PLC之間采用工業(yè)總線進(jìn)行通信[13]，各從站通過V變量寄存器作為中間變量，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線中從站與主站的連接與通信過程。

S7-300作為整個(gè)系統(tǒng)的主站，需要其做好對(duì)各個(gè)從站的聯(lián)調(diào)聯(lián)控以及數(shù)據(jù)采集中轉(zhuǎn)。當(dāng)生產(chǎn)線開始工作時(shí)，主站會(huì)定時(shí)檢測(cè)訂單信號(hào)，當(dāng)有訂單信號(hào)到達(dá)時(shí)，生產(chǎn)線自動(dòng)開始工作，定制產(chǎn)品自動(dòng)從物料倉庫出倉，同時(shí)檢測(cè)下一站是否正常工作，到達(dá)檢測(cè)站時(shí)，若無其他訂單信號(hào)則自動(dòng)停止上一工作站，其他工作站的工作情況類似，工作站的工作均受主站控制。通過各站點(diǎn)之間的聯(lián)動(dòng)控制，若有連續(xù)訂單信號(hào)，但下一站工作未完成時(shí)，上一站則不會(huì)放行工件，避免發(fā)生沖突。主站PLC控制程序流程如圖5所示。

圖5 S7-300程序流程圖

S7-200利用V變量作為中間變量，將從站程序中需要傳輸控制的變量賦給變量存儲(chǔ)器，再通過工業(yè)總線傳輸給主站；主站將該變量轉(zhuǎn)化成輸入量，執(zhí)行程序后得到輸出量后再進(jìn)行變量轉(zhuǎn)化，發(fā)送回從站程序中并進(jìn)行控制。

站之間的通信程序也寫在主站PLC程序里面，例如物件檢測(cè)單元中檢測(cè)到托盤，在從站程序中I0.1的電位由‘0’變‘1’，V3.0的電位也由‘0’變‘1’。V3.0傳輸?shù)街髡境绦蛑袑?duì)應(yīng)I5.0變量，執(zhí)行程序段后，Q3.0的電位也由‘0’變‘1’，Q3.0對(duì)應(yīng)的V1.0傳輸?shù)轿锛z測(cè)單元，電磁吸鐵Q0.2失電復(fù)位。這個(gè)通信過程的作用是當(dāng)下一站在加工時(shí)，上一站不能往下一站傳送加工工件，必須將工件阻攔在上站。

2.3 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)模塊

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)模塊的軟件配置工作包含工業(yè)數(shù)據(jù)采集和工業(yè)遠(yuǎn)程通信網(wǎng)關(guān)兩個(gè)部分。將工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)模塊接入到電腦，在瀏覽器中登錄其默認(rèn)地址192.168.23.1進(jìn)入用戶界面，通過LAN配置中網(wǎng)關(guān)配置IP地址，選擇網(wǎng)管配置，點(diǎn)擊選擇啟用；上傳固件后打開采集器配置程序，選擇打開目標(biāo)工程，就可以編輯配置物聯(lián)網(wǎng)模塊對(duì)應(yīng)的采集器編號(hào)信息。相關(guān)參數(shù)配置如圖6所示。

圖6 采集器配置

工業(yè)數(shù)據(jù)采集模塊通過Modbus-TCP協(xié)議通信方式接入到定制生產(chǎn)線的PLC(S7-300)中，并實(shí)時(shí)讀取和采集定制生產(chǎn)線中PLC采集的各種信號(hào)。通過工業(yè)遠(yuǎn)程通信模塊生成出對(duì)應(yīng)的文本文件并將日志打包后發(fā)送到服務(wù)器中，利用HTTP協(xié)議與云平臺(tái)進(jìn)行對(duì)接，通過WiFi/4G上傳到平臺(tái)服務(wù)器中。

2.4 云平臺(tái)設(shè)計(jì)

云平臺(tái)從Web頁面登入后可以通過物聯(lián)通信網(wǎng)關(guān)對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。用戶連接后會(huì)在本地分配一張?zhí)摂M網(wǎng)卡的IP地址，同時(shí)創(chuàng)建VPN路由到服務(wù)器，再由服務(wù)器下發(fā)地址及路由信息到網(wǎng)關(guān)中，網(wǎng)關(guān)根據(jù)對(duì)應(yīng)的信息與客戶端間搭建起對(duì)應(yīng)的VPN通道。

構(gòu)建好VPN通道后，平臺(tái)通過HTTP協(xié)議定時(shí)接收定制小程序端發(fā)送的JSON格式數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)包含了發(fā)送的訂單編號(hào)、文字、定制模板編號(hào)、用戶個(gè)人信息等數(shù)據(jù))，并將數(shù)據(jù)包解壓后存入云平臺(tái)的Oracle數(shù)據(jù)庫中。數(shù)據(jù)庫字段信息如圖7所示。

圖7 數(shù)據(jù)庫字段

同時(shí)，云平臺(tái)通過工控機(jī)的客戶端定時(shí)發(fā)送HTTP POST請(qǐng)求，獲取用戶的訂單信息，并下載到本地日志中，用于機(jī)械臂控制程序的讀取。

物聯(lián)網(wǎng)模塊中利用Modbus-TCP協(xié)議通信方式與S7-300 PLC進(jìn)行在線通信，根據(jù)不同的訂單用戶獲取對(duì)應(yīng)點(diǎn)位的數(shù)值，終端設(shè)備的程序會(huì)生成出對(duì)應(yīng)的文本文件并將日志打包后發(fā)送到服務(wù)器中，服務(wù)器會(huì)將數(shù)據(jù)包處理完成后將數(shù)據(jù)入庫。當(dāng)用戶在小程序監(jiān)控頁面查詢相應(yīng)訂單時(shí)，通過訂單號(hào)的匹配，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線狀態(tài)和小程序端監(jiān)測(cè)狀態(tài)的動(dòng)態(tài)更新。

2.5 微信小程序設(shè)計(jì)

微信小程序是終端用戶提交定制信息的可視化入口，同時(shí)生產(chǎn)狀態(tài)也可以實(shí)時(shí)在微信小程序上顯示，圖8為小程序設(shè)計(jì)的框架圖。

圖8 定制化生產(chǎn)的小程序設(shè)計(jì)框架圖

如圖9所示，用戶利用微信“掃一掃”功能作為入口，掃描定制小程序二維碼，完成定制信息填寫后上傳。小程序?qū)⒋_認(rèn)后的定制產(chǎn)品信息組成JSON格式，并寫入必要的參數(shù)(如URL、data、header等)，由wx.request發(fā)起HTTP請(qǐng)求上傳到云平臺(tái)數(shù)據(jù)庫。

圖9 定制化生產(chǎn)信號(hào)流圖

小程序通過wx.uploadFile上傳定制信息，POST上傳的表單可包含文件及其他鍵值數(shù)據(jù)。小程序利用此方法將定制信息傳給后臺(tái)服務(wù)器，服務(wù)器則通過文件流獲取定制信息。

小程序提交定制信息界面如圖10所示。

圖10 小程序的定制信息界面

3 測(cè)試與結(jié)果

為了驗(yàn)證本文所設(shè)計(jì)的工業(yè)定制化生產(chǎn)系統(tǒng)的可行性，該系統(tǒng)被部署于激光刻字定制產(chǎn)品的演示生產(chǎn)線中。終端用戶在微信小程序上選擇喜歡的模板、編輯個(gè)性定制的文字后，通過該系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)通信和定制化控制程序的支持后，機(jī)械臂便能夠與生產(chǎn)線配合完成定制文字的雕刻工作。機(jī)械臂激光雕刻演示如圖11所示。

圖11 機(jī)械臂激光雕刻演示

另一方面，生產(chǎn)線的當(dāng)前狀態(tài)能夠通過工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)模塊上傳到云平臺(tái)，用戶可以通過小程序訂單查詢界面實(shí)時(shí)查看定制物品的生產(chǎn)狀態(tài)。小程序生產(chǎn)流程查詢頁面如圖12所示。

圖12 小程序生產(chǎn)流程查詢頁面

為了本系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性，通過程序分別標(biāo)記訂單信息上傳時(shí)間與生產(chǎn)線接收時(shí)間，兩者時(shí)間差就是該系統(tǒng)上傳定制信息的時(shí)延。在進(jìn)行50次實(shí)驗(yàn)條件下，獲取數(shù)據(jù)時(shí)延如圖13所示。

圖13 小程序發(fā)送定制數(shù)據(jù)時(shí)延

類似地，通過程序分別記錄訂單信息完成時(shí)間與生產(chǎn)線工作結(jié)束時(shí)間，兩者時(shí)間差就是該系統(tǒng)返回生產(chǎn)狀態(tài)數(shù)據(jù)的時(shí)延。在進(jìn)行50次實(shí)驗(yàn)條件下，獲得數(shù)據(jù)時(shí)延如圖14所示。

圖14 小程序接收生產(chǎn)狀態(tài)數(shù)據(jù)時(shí)延

從圖13和圖14中可以看出，本文所設(shè)計(jì)的工業(yè)定制化生產(chǎn)系統(tǒng)能夠在較短時(shí)延內(nèi)完成定制信息上傳與生產(chǎn)狀態(tài)數(shù)據(jù)的反饋。具體而言，上傳定制信息的時(shí)延在3.5 s左右，而接收生產(chǎn)狀態(tài)的時(shí)延在7.5 s左右。

定制信息傳輸?shù)臅r(shí)延受到以下三個(gè)因素的影響：網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延、數(shù)據(jù)處理時(shí)間、查詢等待時(shí)延。網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延則取決于物聯(lián)網(wǎng)通信的帶寬和數(shù)據(jù)擁塞情況；數(shù)據(jù)處理時(shí)延則取決于小程序和服務(wù)器的算法復(fù)雜度；查詢等待時(shí)延則受到數(shù)據(jù)查詢周期的影響，采用低查詢周期或主動(dòng)推送的模式可以減少這部分時(shí)延。

本實(shí)驗(yàn)中上傳定制信息和接收生產(chǎn)狀態(tài)的時(shí)延差異主要是受到查詢等待時(shí)延的影響。但整體而言，總體時(shí)延都被嚴(yán)格控制在12 s以內(nèi)?，F(xiàn)有大多數(shù)定制化生產(chǎn)方案需要人工介入，從提交定制信息到生產(chǎn)執(zhí)行的等待時(shí)間通常長達(dá)數(shù)小時(shí)。相比之下，本文所述系統(tǒng)在實(shí)時(shí)性上具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

4 結(jié)論

本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于物聯(lián)網(wǎng)的工業(yè)定制化生產(chǎn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和云平臺(tái)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)了終端用戶與定制生產(chǎn)控制系統(tǒng)的互聯(lián)互通；同時(shí)，利用微信小程序技術(shù)為終端用戶提供了簡潔直觀的信息定制服務(wù)，并能夠查看定制產(chǎn)品的成品預(yù)覽圖與生產(chǎn)進(jìn)度。該系統(tǒng)以激光刻字定制產(chǎn)品為案例進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)證明了該系統(tǒng)能夠在10 s內(nèi)完成從提交定制信息到啟動(dòng)定制生產(chǎn)線的物聯(lián)網(wǎng)通信流程，具有可行性和良好的實(shí)時(shí)性，能夠有效提高生產(chǎn)效率和降低人力成本。