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物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things,Io T）是互聯(lián)網(wǎng)的延伸和拓展，指在既有約定協(xié)議的指導(dǎo)下，通過信息采集以及傳感設(shè)備來將一些硬件設(shè)備跟互聯(lián)網(wǎng)連接在一起，從而實(shí)時(shí)采集物品設(shè)備的狀態(tài)、信息和數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備跟蹤定位和調(diào)控管理的一種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)體系。物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了設(shè)備設(shè)施、人力資源、物料資源、寬帶的整合統(tǒng)一，并以此為基礎(chǔ)，拓展至個(gè)人學(xué)習(xí)生活、公司生產(chǎn)運(yùn)行、經(jīng)濟(jì)管理、社會(huì)管理、國防建設(shè)等各個(gè)方面。

近年來，鑄造業(yè)發(fā)展迅速，同時(shí)也帶來了員工多、難管理、數(shù)據(jù)龐大但利用率低、管理壓力大、工作環(huán)境復(fù)雜難以實(shí)時(shí)監(jiān)控等問題。針對(duì)這些問題，大部分鑄造企業(yè)構(gòu)建了智能物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，依靠純RFID數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)來采集數(shù)據(jù)。但其在采集數(shù)據(jù)時(shí)存在一定的滯后性，讓鑄造企業(yè)無法第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)、物流、倉儲(chǔ)等環(huán)節(jié)存在的問題，從而影響企業(yè)的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。

為了解決鑄造企業(yè)生產(chǎn)、物流、倉儲(chǔ)等環(huán)節(jié)存在的問題，本文以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的生產(chǎn)倉儲(chǔ)物流綜合管理平臺(tái)總體架構(gòu)為基礎(chǔ)，通過對(duì)RFID、條碼等技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，解決了純RFID數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)成本較高、采集數(shù)據(jù)不及時(shí)的缺陷，實(shí)現(xiàn)對(duì)公司人力資源和物料資源的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集實(shí)時(shí)化，環(huán)境監(jiān)控全面化，人員設(shè)備管理智能化，進(jìn)而大大提升了企業(yè)生產(chǎn)物料倉儲(chǔ)管理的效率和質(zhì)量。

目前，大型鑄造企業(yè)生產(chǎn)制作的模具，其材質(zhì)、精度、壽命以及交貨期在很大程度上影響著鑄件的質(zhì)量，但是大型鑄造企業(yè)又存在著模具生產(chǎn)規(guī)格品種多、加工數(shù)量大的特點(diǎn)，這無疑加大了模具生產(chǎn)和倉儲(chǔ)管理的難度，也使得大型鑄造企業(yè)在推進(jìn)生產(chǎn)管控智能化過程中，通常會(huì)出現(xiàn)以下四種困境。

鑄造企業(yè)是傳統(tǒng)的制造業(yè)，其部門繁多，存在部門缺乏聯(lián)動(dòng)和協(xié)作的問題。此外，企業(yè)對(duì)人員的定位也不夠明確，導(dǎo)致內(nèi)部很多員工經(jīng)常重復(fù)一些交叉工作。因此，大型鑄造企業(yè)往往面臨著內(nèi)部人員眾多，信息管理混亂，管理層、技術(shù)層員工、普通員工定位不清的問題，致使人員管理面臨困境。

鑄造企業(yè)為了生產(chǎn)需要，置辦了大量的設(shè)備。例如企業(yè)必須購買一些熔煉設(shè)備、制殼設(shè)備、質(zhì)檢設(shè)備、打磨設(shè)備等，為了使設(shè)備設(shè)施正常運(yùn)行，及時(shí)處理這些設(shè)備出現(xiàn)的故障，需要實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地監(jiān)控、采集這些設(shè)備的狀態(tài)、屬性跟參數(shù)，這給工作人員帶來了較大的工作量，致使企業(yè)面臨設(shè)備管控困境。

鑄造企業(yè)通常會(huì)堆積很多模具、器材跟物料，而不論是材料的采購環(huán)節(jié)還是倉管存儲(chǔ)環(huán)節(jié)，都不可避免地會(huì)涉及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)整理匯總，但是傳統(tǒng)人工化的信息管理不僅效率低下，而且操作的錯(cuò)誤性較高，嚴(yán)重影響了模具物料數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，從而造成鑄造模具物料管理困境。

鑄造企業(yè)的人員、物資都具有較大的流動(dòng)性。模具生產(chǎn)人員需要在嘈雜、臟亂、光線較暗、溫度較高的環(huán)境中進(jìn)行作業(yè)，為確保生產(chǎn)的安全性，環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)控是必不可少的。而環(huán)境情況變幻莫測(cè)，人工監(jiān)控較為困難，很難實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。

為了幫助鑄造企業(yè)走出人員設(shè)備、模具物流、環(huán)境監(jiān)控等方面的管控困境，就需要在考慮經(jīng)濟(jì)性、全面性、實(shí)時(shí)性、高效性等原則的前提下，構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，來提高鑄造企業(yè)在生產(chǎn)、物流、倉儲(chǔ)管理等環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)采集效率、物品跟蹤精度、監(jiān)控覆蓋廣度等，最大程度地保障鑄造企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量。

目前，大多數(shù)鑄造企業(yè)都是借助辦公自動(dòng)化系統(tǒng)OA、制造執(zhí)行系統(tǒng)MES、立體倉儲(chǔ)系統(tǒng)WMS、產(chǎn)品生命周期系統(tǒng)PLM等信息系統(tǒng)，將信息技術(shù)應(yīng)用融合至產(chǎn)品研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、營銷等環(huán)節(jié)。但上述信息系統(tǒng)仍存有一些瓶頸問題。其中最典型的問題當(dāng)屬“信息孤島”問題，即存在信息不共享互換以及信息與業(yè)務(wù)流程和應(yīng)用相互脫節(jié)的問題。為了解決信息孤島問題，本文提出構(gòu)建鑄造企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)綜合管理平臺(tái)總體架構(gòu)。圖1為基于物聯(lián)網(wǎng)的鋁型材生產(chǎn)倉儲(chǔ)物流綜合管理平臺(tái)。

平臺(tái)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)與云計(jì)算技術(shù)，能夠?qū)崟r(shí)、動(dòng)態(tài)、全程地對(duì)企業(yè)模具、物料的采購、運(yùn)輸環(huán)節(jié)進(jìn)行管理，加強(qiáng)了企業(yè)各部門的聯(lián)動(dòng)和協(xié)作，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)部門之間的信息共享跟資源互補(bǔ)，解決了長期以來大型鑄造企業(yè)在模具、物料管理過程中，數(shù)據(jù)零散混亂、難以集中處理的問題。

生產(chǎn)倉儲(chǔ)物流綜合管理平臺(tái)選用多層架構(gòu)模式，增加了平臺(tái)的適應(yīng)性、可維護(hù)性、可擴(kuò)充性，平臺(tái)整體架構(gòu)主要有：在線服務(wù)層、支撐服務(wù)層、（云平臺(tái)）基礎(chǔ)設(shè)施層、平臺(tái)安全體系、平臺(tái)監(jiān)控體系。

(1）在線服務(wù)層。在線服務(wù)層以Browser模式主要負(fù)責(zé)提供工作界面給各種用戶，其一般具有以下幾個(gè)子系統(tǒng)：即模具物料全生命周期管理子系統(tǒng)、鋁型材生產(chǎn)過程管控子系統(tǒng)、平臺(tái)管理子系統(tǒng)和其他系統(tǒng)。

(2）支撐服務(wù)層。支撐服務(wù)層在系統(tǒng)總體平臺(tái)架構(gòu)中，起著連接各子系統(tǒng)的橋梁作用，為其他系統(tǒng)的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)支撐，其具有的功能包括系統(tǒng)登錄服務(wù)、信息認(rèn)證服務(wù)、權(quán)限受理服務(wù)、數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)、信息推送服務(wù)、檢索查閱服務(wù)、表單打印服務(wù)等。

(3）云平臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)施。基礎(chǔ)設(shè)施層以云計(jì)算技術(shù)為依托，其組成架構(gòu)包括服務(wù)器集群、數(shù)據(jù)倉庫、云存儲(chǔ)、監(jiān)控系統(tǒng)、物聯(lián)感知網(wǎng)絡(luò)等。通過物聯(lián)網(wǎng)傳感器的數(shù)據(jù)采集功能為企業(yè)生產(chǎn)流程的優(yōu)化、管理決策的制定提供客觀數(shù)據(jù)支撐。

(4）安全體系結(jié)構(gòu)。平臺(tái)安全體系是為了保護(hù)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的安全而設(shè)立的，它的存在能夠有效防止黑客、病毒入侵系統(tǒng)，還能夠?qū)鬏斝畔⑦M(jìn)行加密，防止非法人員登入物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。平臺(tái)安全體系結(jié)構(gòu)由硬件防火墻、殺毒軟件、數(shù)據(jù)加密、秘鑰盤、安全口令等構(gòu)成。

(5）平臺(tái)監(jiān)控體系。監(jiān)控體系具有監(jiān)控平臺(tái)運(yùn)行狀態(tài)的功能，能夠第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)出現(xiàn)的故障，從而幫助工作人員迅速解決平臺(tái)的安全風(fēng)險(xiǎn)隱患，確保平臺(tái)能夠維持正常穩(wěn)定的工作狀態(tài)。

目前，大部分鑄造企業(yè)的監(jiān)控系統(tǒng)是以純RFID數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為基礎(chǔ)架構(gòu)的，而該系統(tǒng)并不能完全滿足企業(yè)的需求，其原因如下。

(1）生產(chǎn)監(jiān)控、質(zhì)量監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)傳輸明顯不具備實(shí)時(shí)性。

(2）只有RFID標(biāo)簽得到大面積應(yīng)用的基礎(chǔ)上，純RFID數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)才能發(fā)揮應(yīng)有的效用，但是目前RFID標(biāo)簽成本長期居高不下，致使大部分鑄造企業(yè)缺乏應(yīng)用RFID數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基礎(chǔ)條件。

圖1 基于物聯(lián)網(wǎng)的鋁型材生產(chǎn)倉儲(chǔ)物流綜合管理平臺(tái)   下載原圖

(3）純RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)存儲(chǔ)只用以存放被跟蹤對(duì)象編碼，但是在具體的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，往往需要將更多的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存放至RFID標(biāo)簽中。

在不影響RFID讀寫效率和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能的前提下，降低RFID標(biāo)簽的成本費(fèi)用，本研究實(shí)現(xiàn)了RFID跟條形碼技術(shù)的融合，構(gòu)建出了圖2所示的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)架構(gòu)。

工作原理：根據(jù)鑄造企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)要求和管理要求，整理出系統(tǒng)跟蹤監(jiān)控的模具、物料、產(chǎn)品對(duì)象，在此技術(shù)上將跟蹤對(duì)象的性質(zhì)、生產(chǎn)工序等信息轉(zhuǎn)換成控制邏輯數(shù)據(jù)，存放于RFID標(biāo)簽內(nèi)，再通過條形碼標(biāo)簽來一一對(duì)應(yīng)具體對(duì)象。如果對(duì)象在生產(chǎn)加工過程中出現(xiàn)了位置變動(dòng)，RFID標(biāo)簽內(nèi)數(shù)據(jù)也會(huì)隨著對(duì)象的物流、信息流實(shí)現(xiàn)變動(dòng)。根據(jù)RFID標(biāo)簽內(nèi)的數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)象流動(dòng)路徑、操作方法的實(shí)時(shí)管控。在整個(gè)周期內(nèi)，對(duì)象狀態(tài)數(shù)據(jù)的載體唯一確定為標(biāo)簽，直到完成對(duì)象跟蹤，才能取下相應(yīng)的RFID標(biāo)簽，以便后續(xù)循環(huán)使用。

較之傳統(tǒng)的信息采集技術(shù)，本項(xiàng)目具有以下優(yōu)點(diǎn)。

(1）通過采集企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)、存儲(chǔ)信息的方式來提高管理效率和管理質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)過程的全程監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)內(nèi)部的信息共享、數(shù)據(jù)交換，大大提升了企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)信息的利用率和決策價(jià)值。

(2）通過實(shí)現(xiàn)RFID技術(shù)和條碼技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，從根本上解決了長期以來困擾鑄造企業(yè)的RFID標(biāo)簽高成本問題。

(3）通過RFID標(biāo)簽內(nèi)的控制邏輯數(shù)據(jù)來執(zhí)行邏輯判斷、控制、執(zhí)行等操作，確保在數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)幕A(chǔ)上增強(qiáng)控制的實(shí)時(shí)性。

(4）在內(nèi)部閉環(huán)系統(tǒng)跟蹤完成后，可進(jìn)行回收，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。

圖2 RFID與條碼融合的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)架構(gòu)   下載原圖

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建的生產(chǎn)倉儲(chǔ)物流綜合管理平臺(tái)，依托先進(jìn)前沿的物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)，幫助鑄造企業(yè)實(shí)現(xiàn)了信息化、智能化、集中化的管理，大大提高了企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)的采集效率、交互效率和處理效率。此外，為了從根本上解決長期以來困擾鑄造企業(yè)的RFID標(biāo)簽成本高問題，本文提出了應(yīng)用RFID融合條碼的標(biāo)識(shí)技術(shù)方案，通過標(biāo)識(shí)、跟蹤、控制跟蹤對(duì)象（人、物料、在制品）的方式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)企業(yè)倉儲(chǔ)、物流、生產(chǎn)等環(huán)節(jié)的智能管控，也可以通過實(shí)時(shí)處理分析標(biāo)簽中存儲(chǔ)的生產(chǎn)信息，實(shí)現(xiàn)高層次的經(jīng)營管理決策功能。