王松林，秦曉安 (安徽商貿職業(yè)技術學院電子信息工程系，安徽 蕪湖 241002)

中小型加工企業(yè)智能管理系統(tǒng)設計

王松林，秦曉安 (安徽商貿職業(yè)技術學院電子信息工程系，安徽 蕪湖 241002)

針對中小型加工企業(yè)物流信息系統(tǒng)存在的典型問題，在分析系統(tǒng)功能和技術架構以及明確總體設計目標和原則的基礎上，利用物聯(lián)網(wǎng)技術設計并實現(xiàn)了中小型加工企業(yè)智能管理系統(tǒng)。實際應用表明，該系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)實時性、適用性和高效性等特點，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)

當前，物聯(lián)網(wǎng)技術已成為世界新一輪經(jīng)濟和科技發(fā)展的戰(zhàn)略制高點之一，對于促進經(jīng)濟發(fā)展和社會進步具有重要意義[1]。例如，將物聯(lián)網(wǎng)技術應用在制造業(yè)上，能夠實時監(jiān)控生產(chǎn)數(shù)據(jù)、追蹤產(chǎn)品質量和自動結算工人工資，由此可以規(guī)范企業(yè)運營模式并提高企業(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)流程中的各個環(huán)節(jié)存在如下問題：工作計時、計件采取手工記錄；無法實時掌握原料采購、半成品的生產(chǎn)、質檢和倉儲狀態(tài)；安全生產(chǎn)水平較低。為此，筆者基于物聯(lián)網(wǎng)技術設計并實現(xiàn)了中小型加工企業(yè)智能管理系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)架構

圖1 系統(tǒng)總體架構圖

1.1總體架構

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、生產(chǎn)加工、倉儲管理、工資管理、環(huán)境監(jiān)測6大模塊(見圖1)。

1.2技術架構

1)感知層 底層傳感器和繼電器節(jié)點采用Zigbee點對點通信技術或者組網(wǎng)技術進行數(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)送給服務器。利用.NET編程實現(xiàn)二維碼和一維碼的生成并打印，用于標識計件箱、成品箱等[2]。通過超高頻RFID和高頻RFID的讀寫操作來實現(xiàn)工人的身份識別以及工資、半成品的領取功能。通過Android和.NET程序開發(fā)來進行各種傳感器數(shù)據(jù)(如環(huán)境信息、重量信息)的采集。

2)傳輸層 硬件電路設計采用CC2530作為主控芯片，通過編程實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點軟件的功能，使得傳感器、繼電器、協(xié)議器成功組網(wǎng)并實時監(jiān)測數(shù)據(jù)與控制外設[3]。

3)應用層 利用VS2008開發(fā)客戶端應用程序、打卡計時程序、質檢程序、入庫出庫程序等，應用Andorid開發(fā)環(huán)境信息采集和實施監(jiān)控程序[4-5]。

2 系統(tǒng)設計

2.1系統(tǒng)管理模塊

系統(tǒng)管理模塊是整個系統(tǒng)的運行基礎，通過該模塊可以實現(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原料采購模塊

原料采購模塊的主要功能是對原材料進行入場登記，包括原材料類型、采購重量、原材料生產(chǎn)廠家、采購員和采購日期，依據(jù)原料采購記錄，管理者可以清楚地了解原材料的采購狀況。

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方面：登記半成品的類型、重量和個數(shù)；登記半成品的領取情況，包括領取類型、領取重量、領取個數(shù)和領取人姓名，半成品登記和領取的重量信息均來自于重力傳感器，半成品領取人信息來自于RFID。依據(jù)生產(chǎn)加工模塊，管理者可以實時掌握半成品狀態(tài)、成品計件信息和質檢信息。生產(chǎn)加工流程圖如圖2所示。

2.4倉儲管理模塊

在倉儲管理的入庫操作中，倉庫管理員利用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件數(shù)，同時啟動攝像頭對入庫操作進行拍照。在倉儲管理的出庫操作中，倉庫管理員采取與入庫操作相同的掃描過程并登記出庫信息，然后啟動攝像頭對出庫操作進行拍照(見圖3)。因此，倉儲管理模塊的作用是為管理者實時提供倉儲管理信息。

圖2 生產(chǎn)加工流程圖 圖3 倉儲管理流程圖

2.5工資管理模塊

圖4 環(huán)境監(jiān)測流程圖

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、計時工資、計件工資累加并扣除質檢不合格金額得到其最終工資。此外，員工還可據(jù)此查詢個人收支明細。

2.6環(huán)境監(jiān)測模塊

環(huán)境監(jiān)測模塊的主要功能是采集倉庫環(huán)境信息并進行實時視頻監(jiān)控。環(huán)境信息主要通過平板電腦接受傳感器數(shù)據(jù)并實時發(fā)送到服務器，在滿足相應條件時向繼電器發(fā)送指令并控制相應設備。此外，系統(tǒng)還可以通過安裝在車間倉庫的攝像頭進行實時視頻監(jiān)控(見圖4)。因此，倉儲管理模塊的作用是為管理者實時提供掌握車間倉庫的環(huán)境信息，從而為安全生產(chǎn)提供保障。

3 結語

利用物聯(lián)網(wǎng)技術，綜合運用軟件工程思想、面向對象分析和設計方法，設計并實現(xiàn)了中小型加工企業(yè)智能管理系統(tǒng)。利用該系統(tǒng)可以實時了解原材料采購情況、半成品生產(chǎn)領取狀態(tài)、質檢信息和倉儲狀態(tài)，同時該系統(tǒng)能夠自動計算工資并提供車間倉庫環(huán)境信息。實際應用表明，該系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)實時性、適用性和高效性等優(yōu)點，可以為中小型加工企業(yè)的安全生產(chǎn)和提高產(chǎn)品質量提供保障。

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

[2]微軟公司.面向.NET的Web應用程序設計[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)設計[J].重慶科技學院學報(自然科學版)，2012(4):140-143.

[4]劉強，崔莉，陳海明.物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術與應用[J].計算機科學，2010(6):1-4,10.

[5]姚昱旻，劉衛(wèi)國.Android的架構與應用開發(fā)研究[J].計算機系統(tǒng)應用，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)技術應用方面的教學與研究工作。