智能工位終端在服裝大規模個性化定制行業的應用研究

楊寶慶 何立永 易亮玉 呂永桂 高平波 鐘波 馮小蘭

摘 要：在大規模服裝個性化定制生產中，針對常見的服裝生產流水線的不足，將智能工位終端應用于服裝生產過程，設計一整套軟硬件系統。該系統能實現服裝生產過程中諸如訂單工藝的下發、產量同步、視頻傳輸等功能，較大地提高了服裝生產企業的生產效率與信息化管理水平。

關鍵詞：智能工位終端;個性化定制;訂單工藝;生產效率;生產流水線;視頻傳輸

中圖分類號：TP387文獻標識碼：A文章編號：2095-1302（2019）08-00-03

0 引 言

隨著互聯網和電子商務的發展，消費者對服裝產品的要求越來越高，個性化、差異化愈發顯著，傳統的服裝生產工藝已經越來越無法滿足服裝產品的快速迭代以及消費者的個性化需求。近年來，我國服裝制造業在電商渠道和國外服裝品牌的雙面夾擊下，一直難以擺脫產業低迷的困境，破產、倒閉、兼并成為近年服裝產業的關鍵詞。

由此可見，傳統服裝企業亟需從勞動密集型向高科技型轉變，利用智能制造實現產業升級，既保證傳統制造時代大規模標準化生產的產能和效率，又能夠解決互聯網時代服裝消費者的個性化需求。本文通過對智能工位終端在智能制造行業的應用研究分析，期望對行業的發展提供借鑒和參考。

1 智能工位終端系統

1.1 智能工位終端系統組成

智能工位終端外形如圖1所示。該智能工位終端采用Android 6.0.1+Qt 5.8系統，選用A33四核CPU，4GB/8GB/16 GB EMMC存儲，1 GB內存。核心模組集成以太網功能，以及一轉四USB-HUB芯片。

1.2 智能工位終端系統功能

時鐘校準服務器NTP可通過設置選項選擇不同的服務器地址和校時超時時間。LCD顯示可通過設置選項選擇默認顯示方向0°，90°，180°，270°，不用安裝第三方軟件就可實現獲取系統root權限，可通過設置選項強制所有應用程序與系統默認的顯示方向一致，不會在程序啟動時切換橫豎屏。支持客戶應用程序為系統唯一桌面Launcher，并且不會彈出選擇框，終端使用者無法運行其支持WiFi網絡定位。集成科大訊飛TTS語音引擎支持9 bit串口通信和POE供電，通過CAN接口與主板進行交互。

2 控制系統硬件構成

智能工位終端控制系統電路原理如圖2所示，主要由主控制CPU、電源模塊、以太網通信接口、WiFi模塊、4G無線傳輸模塊、RS 485通信接口、RS 232通信接口、CAN通信接口、USB接口、存儲模塊、音頻模塊、LCD觸摸屏以及用于RFID 的MCU，RFID模塊等組成。該終端系統負責大規模個性化定制服裝的生產工藝展示與指導，并通過采集RFID卡信息進行服裝計件和員工考勤，同時還可接入各種傳感器。其中，主控制CPU采用全志A33處理器，該處理器基于四核CortexTM-A7架構，搭載Mali400MP2圖形處理單元，支持1080P高清視頻處理及播放，最高頻率可達

1.2 GHz，是目前最具性價比的超低功耗四核平板處理器;電源模塊支持9～24 V的寬輸入電壓，減小了電壓波動對整個電路系統的影響，提高了控制系統的穩定性;智能工位終端同時支持4G無線傳輸、WiFi以及以太網有線傳輸三種通信方式，可以比較靈活地與平臺進行數據通信;預留

RS 485，RS 232，CAN等通信接口，可以接入各類傳感器來采集數據;通過USB接口可以和PC，U盤等通信，用以傳輸文件;儲存模塊使用SD卡，它具有體積小、數據傳輸速度快、可熱插拔等優良的特性，方便智能工位終端數據的存儲;音頻模塊通過LM4871功率放大器驅動喇叭播放智能工位終端中的工藝指導音頻信息;LCD觸摸屏極大地方便了工作人員的操作，提高了智能工位終端的用戶友好性，同時LCD屏還能夠以圖文的方式展示工序文字、工序圖片以及播放高清工序指導視頻，可對工作人員進行快速培訓，提高生產效率;RFID模塊可以采集低頻卡以及高頻卡信息，最終通過串口與主控制CPU通信，該模塊的控制采用STM32系列的32位MCU，該處理器基于ARM Cortex-M架構，具有高性能、低成本、低功耗等特點，節約了主控制CPU的資源。

3 系統軟件設計

系統的軟件設計模塊如圖3所示，主要分為4個模塊：吊掛程序模塊、用戶交互程序進程模塊、Web端服務模塊和系統模塊。其中系統模塊是本文設計的核心，因為其他模塊都要與該模塊進行數據的交互。系統模塊與其他模塊的交互方式也各不相同，與吊掛程序是通過WebSocket進行通信、與Web端服務是通過HTTP進行通信、與用戶界面是通過Socket進行通信。

3.1 系統模塊

智能工位終端的系統模塊主要分為5個部分：用戶設置界面、普通產線界面、裁床界面、產線組檢界面和產線總檢界面。其中，用戶設置界面主要用于設置網絡信息，如設備號、WiFi登錄、員工登錄和靜態IP設置等;普通產線界面則包含該工位正在生產的款式工藝信息，如員工號、工序名稱、款號、顏色、尺碼、訂單號、產量和工藝圖片等，如圖4所示;裁床界面主要是一些裁片以及裁剪的信息數據，如圖5所示;產線組檢界面主要包含該流水線的每個工位的完成情況信息，如果某個工位的工序有誤可以進行返修操作;產線總檢界面則包含所有流水線的完成信息，如果某條流水線的某個工位的工序有誤可以進行返修操作，如圖6所示。

3.2 吊掛數據交互

考慮到智能終端與服裝生產流水線的數據交互比較頻繁，本系統采用WebSocket進行通信。WebSocket是一種基于TCP的持久化協議，它不僅可以保持服務端和客戶端的雙向通信，還能保持長連接且支持多種語言和多種平臺。在數據協議方面，為了保證數據的有效傳輸，本系統采用JSON協議對數據包進行定義和封裝。

3.3 RFID卡讀取系統

由于服裝生產流水線的運行機制是通過讀取衣架上RFID卡的信息進行出站和進站，所以在智能工位終端內嵌有一個RFID讀卡器，用于讀取該衣架上的卡號信息從而在系統服務器申請訂單號、款號、路線圖、工藝路線和工藝視頻等信息。當智能工位終端啟動后即啟動讀卡程序，該程序可以保證讀卡器一直處于讀卡狀態，當衣架落下流水線的站位后會經過該智能工位終端即完成讀卡操作。這種讀卡機制可以準確無誤地讀取衣架上的卡號信息，從而保證款式工藝的準確下發。

3.4 Web端服務模塊

Web端的服務器根據款式工藝存有不同的工藝圖片，智能工位終端通過HTTP協議讀取Web端服務器的緩存來讀取工藝圖片，HTTP是客戶端瀏覽器或其他程序與Web服務器之間的應用層通信協議。在Internet的Web服務器上存放的都是超文本信息，客戶機需要通過HTTP協議傳輸所要訪問的超文本信息。由于流水線的站位比較多且刷卡比較頻繁，為了解決數據的高并發以及圖片加載過慢的問題，本系統采用HTTP協議進行圖片的傳輸，當界面有數據刷新時，通過QT里的信號與槽的機制可以觸發從服務器讀取圖片的事件。

4 結 語

本文在大規模服裝個性化定制生產中，針對常見的服裝生產流水線的不足，將智能工位終端應用于服裝生產過程，設計一整套軟硬件系統，能夠實現服裝生產過程中諸如訂單工藝的下發、產量同步、視頻傳輸等功能，較大地提高了服裝生產企業的生產效率與信息化管理水平。

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