物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)背景下的皮革企業(yè)信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

馬旭穎，趙甜甜

（陜西郵電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 咸陽(yáng) 712000）

前言

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在企業(yè)生產(chǎn)與管理中并不陌生，物聯(lián)網(wǎng)是基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)融合發(fā)展的產(chǎn)物，由于其應(yīng)用范圍較廣，對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn)與識(shí)別功能較強(qiáng)，已經(jīng)被傳統(tǒng)行業(yè)作為智慧信息管理的首選方式，也是促進(jìn)傳統(tǒng)制造企業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型的有效技術(shù)。

皮革企業(yè)作為相對(duì)傳統(tǒng)的制造行業(yè)，面對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)皮革產(chǎn)品需求的不斷提升與銷量訂單的不斷增多，轉(zhuǎn)型升級(jí)對(duì)于傳統(tǒng)皮革制造企業(yè)事關(guān)重大。皮革企業(yè)既要把握當(dāng)下市場(chǎng)中的機(jī)會(huì)，也要面對(duì)國(guó)內(nèi)激勵(lì)的皮革市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，因此，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)現(xiàn)代皮革企業(yè)信息管理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)皮革企業(yè)內(nèi)部信息的智能化管理，從而有效提升皮革企業(yè)的智能轉(zhuǎn)型之路，進(jìn)一步降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。

1 物聯(lián)網(wǎng)概述

1.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

“物聯(lián)網(wǎng)”（Internet of Things）是指將各種信息傳感設(shè)備及系統(tǒng)，例如傳感器網(wǎng)絡(luò)、紅外感應(yīng)器、射頻標(biāo)簽閱讀裝置、激光掃描器、二維碼設(shè)備、全球定位系統(tǒng)和其他基于“物—物”通信模式（M2M）的短距無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)各種接入網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)，二者相互結(jié)合起來(lái)而形成的一個(gè)巨大智能網(wǎng)絡(luò)[1]，可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)識(shí)別、實(shí)時(shí)監(jiān)控、定位跟蹤等功能。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)的組成

物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)的組成主要涉及感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，三者的組合使物聯(lián)網(wǎng)與各行業(yè)對(duì)接了信息管理與智能數(shù)據(jù)識(shí)別的需求。

感知層作為物聯(lián)網(wǎng)中的關(guān)鍵技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)物體自動(dòng)識(shí)別的鑰匙，對(duì)物體進(jìn)行精準(zhǔn)的掃描或傳感，以此達(dá)到信息識(shí)別的目的；網(wǎng)絡(luò)層以移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)為載體，是物聯(lián)網(wǎng)實(shí)施過(guò)程中最為成熟穩(wěn)定的構(gòu)成，也是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合企業(yè)智能管理信息系統(tǒng)中最強(qiáng)、最穩(wěn)定的部分；應(yīng)用層表現(xiàn)在技術(shù)的開(kāi)發(fā)與提供應(yīng)用端的功能，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與企業(yè)智能生產(chǎn)、運(yùn)輸管理、物料管理等需求進(jìn)行技術(shù)開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的解決方案，保障企業(yè)數(shù)據(jù)信息的透明化與共享化，保證數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)與安全。同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)采用XML/Web Services/SOA 等開(kāi)放式、標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)表達(dá)技術(shù)，將終端設(shè)備或子系統(tǒng)匯總到一個(gè)統(tǒng)一的管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視以及自動(dòng)報(bào)警、控制、診斷和維護(hù)，為用戶提供對(duì)設(shè)備的全局化管理和綜合化、智能化的信息服務(wù)[2]。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合的皮革企業(yè)信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 皮革企業(yè)信息管理系統(tǒng)模塊組成

針對(duì)目前皮革企業(yè)生產(chǎn)管理中信息混亂的現(xiàn)狀，以及管理系統(tǒng)響應(yīng)協(xié)作效率慢的問(wèn)題，設(shè)計(jì)一款以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代皮革企業(yè)信息管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)的建設(shè)，其目的是在現(xiàn)代制造生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)智能化管理，有效避免生產(chǎn)與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)環(huán)節(jié)的壁壘，提高皮革企業(yè)管理的效率。系統(tǒng)模塊的組成主要包含了界面層（實(shí)現(xiàn)對(duì)皮革企業(yè)系統(tǒng)中的界面控制等）、功能層（皮革生產(chǎn)過(guò)程接受發(fā)送命令等）、存儲(chǔ)層（皮革加工環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)保存等）。

2.2 皮革企業(yè)信息管理系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

首先，對(duì)現(xiàn)代皮革企業(yè)信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)要進(jìn)行整體的架構(gòu)，由于是以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，同時(shí)考慮到減輕皮革企業(yè)系統(tǒng)維護(hù)升級(jí)的成本，所以系統(tǒng)采用的是Brower（瀏覽器）/Serv-er（服務(wù)器）作為架構(gòu)，可進(jìn)一步簡(jiǎn)化皮革企業(yè)客戶端的電腦載荷量。其次，利用物聯(lián)網(wǎng)中的RFID（無(wú)線射頻技術(shù)）射頻信號(hào)及其空間稠合和傳輸特性進(jìn)行非接觸雙向通信，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)皮革生產(chǎn)物品過(guò)程中的自動(dòng)識(shí)別，并進(jìn)行數(shù)據(jù)交換[3]。

最后，針對(duì)皮革企業(yè)的特性，利用不同層區(qū)將皮革企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的各階段數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確無(wú)誤的存儲(chǔ)搬運(yùn)到數(shù)據(jù)庫(kù)之內(nèi)，其目的在于減少系統(tǒng)操作的計(jì)算量，有效提升層與層之間的交互響應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)皮革企業(yè)信息管理系統(tǒng)架構(gòu)。具體如圖1 所示，界面層主要是進(jìn)行控制顯示，是企業(yè)與系統(tǒng)之間的交互使用工具；功能層主要作為系統(tǒng)與業(yè)務(wù)二者之間命令與執(zhí)行的邏輯架構(gòu)，同時(shí)，業(yè)務(wù)所產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)可以進(jìn)行信息采集與預(yù)警，有效對(duì)企業(yè)管理進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；存儲(chǔ)層針對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)服務(wù)與服務(wù)器優(yōu)化，直接面向功能層提供皮革企業(yè)在不同生產(chǎn)階段的數(shù)據(jù)服務(wù)，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)修改、添加、自動(dòng)核對(duì)數(shù)據(jù)的功能。

2.3 皮革企業(yè)信息管理系統(tǒng)界面層設(shè)計(jì)

皮革企業(yè)信息管理系統(tǒng)界面層設(shè)計(jì)中，界面顯示與外部傳輸設(shè)備用以實(shí)現(xiàn)界面信息的輸入與識(shí)別，特別選用HMI（人機(jī)界面）組態(tài)屏，其優(yōu)勢(shì)在于清晰度效果好，分辨率較高（可達(dá)到1024×900），電阻觸摸穩(wěn)定性較好，對(duì)于皮革制造過(guò)程中相對(duì)復(fù)雜的操控環(huán)境可以很好地適應(yīng)。

HMI 組態(tài)屏主要有兩部分內(nèi)容組成，一部分是主控制器，主要負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)命令實(shí)施、發(fā)送和分析，F(xiàn)PGA 負(fù)責(zé)對(duì)命令進(jìn)行讀取、刷新與顯示。具體如圖2 所示，組態(tài)屏之中的Visual-TFT 軟件可以對(duì)界面進(jìn)行優(yōu)化與排版設(shè)計(jì)，使不同皮革企業(yè)中可以根據(jù)自身的管理需求進(jìn)行界面的應(yīng)用排列。同時(shí)，在串口屏內(nèi)部存儲(chǔ)器之中，還可以進(jìn)行SD 卡或USD 的信息讀取，無(wú)需復(fù)雜的電路傳輸，全程操作便捷，系統(tǒng)響應(yīng)速度快，界面操作上手簡(jiǎn)單容易。

2.4 皮革企業(yè)信息管理系統(tǒng)功能層設(shè)計(jì)

功能層作為皮革企業(yè)信息管理系統(tǒng)中的重點(diǎn)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要。功能層的核心基礎(chǔ)在于對(duì)皮革生產(chǎn)環(huán)節(jié)過(guò)程中的信息采集與數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)傳輸?shù)男适盅杆?，但是其過(guò)程相對(duì)復(fù)雜，作為皮革企業(yè)信息管理系統(tǒng)功能層的主要應(yīng)用功能，數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性十分重要。數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)首先管理人員要施加相關(guān)命令，管理人員通過(guò)服務(wù)器進(jìn)行任務(wù)查看、數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、注冊(cè)修改，運(yùn)用服務(wù)器向無(wú)線傳感器施加命令進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，無(wú)線傳感器在接受到數(shù)據(jù)之后自動(dòng)停止運(yùn)行；其次，數(shù)據(jù)傳輸通過(guò)Web 端來(lái)進(jìn)行分散式數(shù)據(jù)提交，Web 端自動(dòng)判斷數(shù)據(jù)的來(lái)源與分類，數(shù)據(jù)庫(kù)在接受指令后自動(dòng)查詢庫(kù)內(nèi)的Results 列表，自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)篩查與整合；最后，結(jié)果顯示在Web 端，數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程結(jié)束。

2.5 皮革企業(yè)信息管理系統(tǒng)存儲(chǔ)層設(shè)計(jì)

存儲(chǔ)層是數(shù)據(jù)通過(guò)企業(yè)服務(wù)器來(lái)完成的。服務(wù)器組織架構(gòu)包含了兩部分文件服務(wù)器和網(wǎng)站服務(wù)器。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的位置依據(jù)數(shù)據(jù)類型來(lái)進(jìn)行自動(dòng)分類，以皮革原材料入庫(kù)管理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為例，物料是保障皮革制作車間進(jìn)行生產(chǎn)的決定因素，對(duì)物料的工作流管理是保障皮革生產(chǎn)車間正常生產(chǎn)的前提[4]。具體過(guò)程：需要管理人員根據(jù)皮革生產(chǎn)訂單來(lái)進(jìn)行原料統(tǒng)計(jì)，購(gòu)買皮料之后通過(guò)界面層對(duì)皮料采購(gòu)信息進(jìn)行輸入，利用RFID 調(diào)度技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，每當(dāng)需要生產(chǎn)使用皮料時(shí)，需要先通過(guò)功能層的數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行生產(chǎn)資料管理，系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)所缺皮料數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，同時(shí)對(duì)領(lǐng)取生產(chǎn)的皮料數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，存儲(chǔ)層可以把皮料管理中的各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確存儲(chǔ)。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)的皮革企業(yè)信息管理系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

3.1 促進(jìn)皮革企業(yè)生產(chǎn)中的智能化

通過(guò)對(duì)皮革企業(yè)信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)可以較好的使皮革企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程效率有效提高，特別是對(duì)于企業(yè)中生產(chǎn)設(shè)備在線監(jiān)控與數(shù)據(jù)參數(shù)調(diào)試，都可通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)識(shí)別與監(jiān)測(cè)，促使皮革企業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)向智能化生產(chǎn)，例如運(yùn)用拍照識(shí)別方法系統(tǒng)自動(dòng)判斷皮革脫毛過(guò)程、紅外皮革企業(yè)信息管理系統(tǒng)識(shí)別皮革材料中的殘次品等，同時(shí)還可以有效解決生產(chǎn)過(guò)程中所遇到的各類設(shè)備故障代碼問(wèn)題。

3.2 提高生產(chǎn)過(guò)程中的監(jiān)控與管理

皮革企業(yè)信息管理系統(tǒng)中的功能層不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸，還可以利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)ζ髽I(yè)生產(chǎn)狀況實(shí)施有效監(jiān)控，并從中收集異常信息、工時(shí)信息、產(chǎn)量信息、生產(chǎn)信息等，從而在皮革生產(chǎn)過(guò)程中安排生產(chǎn)計(jì)劃、提升產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，保障皮革產(chǎn)品的生產(chǎn)穩(wěn)定性[5]。同時(shí)，由于數(shù)據(jù)傳輸?shù)某杀編缀蹩梢院雎圆挥?jì)，作為傳統(tǒng)制造的皮革企業(yè)可以大幅度減少人工的成本，還可以通過(guò)該系統(tǒng)進(jìn)行精細(xì)化的信息管理。

3.3 提升生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的節(jié)能減排效率

由于在制革的過(guò)程之中會(huì)產(chǎn)生一定的污染，現(xiàn)代皮革企業(yè)在處理污染過(guò)程之中通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與環(huán)保設(shè)備的結(jié)合，可以有效判斷污染系數(shù)，根據(jù)系統(tǒng)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)的排污數(shù)據(jù)，進(jìn)行排污預(yù)警提醒，遠(yuǎn)程設(shè)置排污系統(tǒng)的開(kāi)放與關(guān)閉功能，有效防止各類突發(fā)情況。同時(shí)，充分利用物聯(lián)網(wǎng)的分層技術(shù)對(duì)能耗進(jìn)行感知和檢測(cè)，利用系統(tǒng)中的功能層可以對(duì)企業(yè)成產(chǎn)過(guò)程中的能耗數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、加工、查詢、分析，極大地提高了皮革生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的節(jié)能運(yùn)行水平[6]。

4 結(jié)語(yǔ)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)的皮革企業(yè)信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以為實(shí)現(xiàn)皮革企業(yè)在智能生產(chǎn)、統(tǒng)計(jì)分析、預(yù)警分析、終端系統(tǒng)管理中的實(shí)現(xiàn)，對(duì)信息數(shù)據(jù)的實(shí)施把控可以有效判斷生產(chǎn)周期效率，同時(shí)對(duì)信息管理系統(tǒng)中的存儲(chǔ)層可進(jìn)行相關(guān)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、皮料數(shù)據(jù)分析。通過(guò)對(duì)皮革企業(yè)信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)模式的開(kāi)發(fā)，對(duì)完善企業(yè)在各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)中的收集工作，通過(guò)對(duì)控制器接收、發(fā)送、分析命令，使皮革企業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)智能化操作，從而有效提升皮革企業(yè)的生產(chǎn)效率，進(jìn)一步降低企業(yè)的人工成本，使企業(yè)更好的應(yīng)對(duì)復(fù)雜的市場(chǎng)變化。