機械電連接線生產(chǎn)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

吳海燕 馬英俠 王世艮

摘要：在機械電連接線生產(chǎn)過程中引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以有效提供生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。本文圍繞物聯(lián)網(wǎng)詳細描述了其在生產(chǎn)中的應(yīng)用，指出了其優(yōu)點。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；機械電連接線；生產(chǎn)；探索

機械電連接線是應(yīng)用在機械設(shè)備上的電線，由于機械設(shè)備內(nèi)部連接要求的不同，這些連接線分單芯和多芯，也有分硬芯和軟芯，分類方法很多，種類也很多。對于一根連接線而言，本身就有剝線、定位、裝配等等各種工序，其流程非常繁雜。如果是不同型號而又相似的連接線并行穿插生產(chǎn)的話，由于其工藝參數(shù)存在細小差別，工序步驟存在細微調(diào)整，其生產(chǎn)過程對于經(jīng)驗豐富的生產(chǎn)人員往往也顯得無所適從。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是近年興起的新型的主要以物為連接對象的傳感、組網(wǎng)技術(shù)。它對物體感知和控制的要求是無時不在、無處不在。進一步說，物聯(lián)網(wǎng)能夠感知當(dāng)前事件的信息，也能夠?qū)Ξ?dāng)前事件進行提前預(yù)警，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對生產(chǎn)人員指定時刻的事件進行事前提醒和及時檢查，可有效消除生產(chǎn)過程中的混亂狀態(tài)。

一、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)概述

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是在傳感技術(shù)、通信技術(shù)、數(shù)字技術(shù)等各種現(xiàn)代化技術(shù)的基礎(chǔ)上出現(xiàn)的，一般而言，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合了傳感網(wǎng)和因特網(wǎng)。一個簡單的典型物聯(lián)網(wǎng)模型可以描述為：傳感器獲取物體的實時信息，通過無線傳感器把數(shù)據(jù)信息傳送到網(wǎng)關(guān)，然后再由這個網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)送進因特網(wǎng)，數(shù)據(jù)之后進一步被送進服務(wù)器并且存儲起來，終端使用者需要使用這些數(shù)據(jù)時，可以通過網(wǎng)絡(luò)調(diào)取，并對數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的處理。而當(dāng)終端使用者需要對物體進行相應(yīng)的控制操作時，其路徑大致相反，原理卻大致相同。

傳感器是獲取物體信息的基本手段，從原理角度，這些傳感器有振動傳感器、濕敏傳感器、磁敏傳感器、氣敏傳感器、真空度傳感器、生物傳感器、光電傳感器等等。比如，濕敏傳感器將當(dāng)?shù)氐目諝鉂穸刃畔⑥D(zhuǎn)換成微處理器可以識別的電壓信號，然后微處理器對該信號進行相應(yīng)的采樣、編碼、發(fā)送等工作，經(jīng)過一系列的傳送后，數(shù)據(jù)到達服務(wù)器。傳感網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)重要的一環(huán)，存在有線和無線之分，因無線傳感器因其部署靈活、方便而更受歡迎。無線組網(wǎng)技術(shù)有藍牙、Zigbee、WIFI等等。WIFI往往具有組網(wǎng)簡單但功耗大、節(jié)點少的特點，Zigbee具有快速自組網(wǎng)、節(jié)點多而技術(shù)難度大的特點。網(wǎng)關(guān)是不同網(wǎng)絡(luò)之間轉(zhuǎn)換協(xié)議的互聯(lián)設(shè)備，是所有設(shè)備中相對而言較復(fù)雜的一部分，它需要把兩個甚至多個不同網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)協(xié)議進行翻譯、對接。因特網(wǎng)是當(dāng)今社會高度信息化的重要特征，現(xiàn)代因特網(wǎng)的主干網(wǎng)、城域網(wǎng)絕大多數(shù)都是光纖網(wǎng)絡(luò)，速度快，容量大，而因特網(wǎng)的“最后一公里”則是百花齊放，有光纖到戶、DSL等等?，F(xiàn)代因特網(wǎng)的穩(wěn)定性非常高，主干網(wǎng)極少斷網(wǎng)，局域網(wǎng)一般也很少出現(xiàn)故障，從采集物體的傳感器到服務(wù)器，數(shù)據(jù)傳送的通道是穩(wěn)定、可靠的。服務(wù)器是整個物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心，傳統(tǒng)的服務(wù)器必須有固定IP地址對應(yīng)，或者通過一些技術(shù)手段進行相應(yīng)的映射，由于云技術(shù)的興起，數(shù)據(jù)直接被送入云端，相當(dāng)于是互聯(lián)網(wǎng)上一個移動的存儲服務(wù)器。[13]

二、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在機械電連接線生產(chǎn)中的應(yīng)用

在機械電連接線生產(chǎn)中，我們需要知道哪個工人在哪個時刻在對哪個工件實行哪個工序，在某些時候需要在事件發(fā)生前對某個事件進行相應(yīng)的提醒。時間可以服務(wù)器從計算機上自動獲取，只要校準計算機的時間就可以了。工人信息、工件信息、工序信息我們都從掃描二維碼獲得，即給每個工人、每個工件、每個工序（工序和工位，每個工位有唯一二維碼）分配一個特定且唯一的二維碼。在部分測試環(huán)節(jié)，還需要測試數(shù)據(jù)的獲取，比如，多芯線的生產(chǎn)過程中，希望知道哪根線的哪個芯發(fā)生了故障，并在后臺服務(wù)器進行記錄，這時測試設(shè)備充當(dāng)了傳感器的角色。無線傳感網(wǎng)，使用Zigbee進行自組網(wǎng)，由于Zigbee技術(shù)的發(fā)展，CC2530這一Zigbee器件被眾多廠商制作成固定的模塊，只要根據(jù)其提供的通信協(xié)議通過232接口與CC2530內(nèi)嵌的51單片機進行通信就可以實現(xiàn)Zigbee幾乎所有的功能，而Zigbee可連接多達65000個節(jié)點，足夠一個超級復(fù)雜的生產(chǎn)過程了。Zigbee終端節(jié)點將數(shù)據(jù)傳送到網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)再對相關(guān)的數(shù)據(jù)進行識別、過濾和轉(zhuǎn)發(fā)。網(wǎng)關(guān)的上一層網(wǎng)絡(luò)即為因特網(wǎng)，符合TCP/IP協(xié)議，下一層網(wǎng)絡(luò)即要求符合Zigbee協(xié)議，為此，我們選擇微芯的PIC18F97J60單片機作為網(wǎng)關(guān)的主控芯片，單片機只需要極少的元器件就能接入因特網(wǎng)，而其232接口直接和一個Zigbee模塊相連接，這個Zigbee模塊通常設(shè)置為協(xié)調(diào)器模式。Mysql被用來建立數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，其服務(wù)器所在的地方有固定IP對應(yīng)，數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)在有因特網(wǎng)的地方均能夠查詢，而對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的寫入、后臺數(shù)據(jù)的管理則由和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器處于同一臺機器的后臺程序執(zhí)行，后臺程序?qū)W(wǎng)關(guān)傳送過來的數(shù)據(jù)進一步進行識別、處理，然后寫入數(shù)據(jù)庫。

三、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在生產(chǎn)過程中的優(yōu)點

（一）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用可以實現(xiàn)生產(chǎn)過程的全程監(jiān)控

由于每一個工人、每一個工序、每一個工件都對應(yīng)一個傳感輸入，而時間則是有服務(wù)器計算機持續(xù)提供，可以說，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)生產(chǎn)過程的工人、工序、工件、工時的四維輸入，這樣生產(chǎn)過程中的所有信息都會被清晰記錄。必要的提醒也必然會由系統(tǒng)實時給出。

（二）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提供了產(chǎn)品生產(chǎn)的可追溯性

生產(chǎn)過程有物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)全程記錄，一旦產(chǎn)品的質(zhì)量出現(xiàn)問題時，就可以非常準確、迅速地找到問題的所在。

（三）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)搜集的數(shù)據(jù)可以為生產(chǎn)決策和生產(chǎn)優(yōu)化提供強有力的數(shù)據(jù)支撐

掌握了生產(chǎn)的數(shù)據(jù)，可以進一步借助大數(shù)據(jù)的分析手段優(yōu)化工作量的安排，也可以優(yōu)化生產(chǎn)任務(wù)的調(diào)度、人員的管理、生產(chǎn)工具的配置。如此，可以增加生產(chǎn)的效率。

四、結(jié)語

針對機械電連接線生產(chǎn)的復(fù)雜性，本文嘗試引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，討論了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)自身的結(jié)構(gòu)特點以及機械電連接線生產(chǎn)過程中的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用概況，并進一步指出了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在機械電連接線生產(chǎn)過程中具備的優(yōu)點。

參考文獻：

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作者簡介：吳海燕（1985），女，江蘇海門人，主要從事生產(chǎn)計劃和技術(shù)管理的工作。