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 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)、計算機技術(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，對數(shù)據(jù)的實現(xiàn)與識別功能較強，已經(jīng)被傳統(tǒng)行業(yè)作為智慧信息管理的首選方式，也是促進傳統(tǒng)制造企業(yè)升級轉(zhuǎn)型的有效技術(shù)。

皮革企業(yè)作為相對傳統(tǒng)的制造行業(yè)，面對國內(nèi)市場對皮革產(chǎn)品需求的不斷提升與銷量訂單的不斷增多，轉(zhuǎn)型升級對于傳統(tǒng)皮革制造企業(yè)事關(guān)重大。皮革企業(yè)既要把握當(dāng)下市場中的機會，也要面對國內(nèi)激勵的皮革市場競爭環(huán)境，因此，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計現(xiàn)代皮革企業(yè)信息管理系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對皮革企業(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）的短距無線自組織網(wǎng)絡(luò)，通過各種接入網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)，二者相互結(jié)合起來而形成的一個巨大智能網(wǎng)絡(luò)[1]，可以實現(xiàn)精準(zhǔn)識別、實時監(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)對接了信息管理與智能數(shù)據(jù)識別的需求。

感知層作為物聯(lián)網(wǎng)中的關(guān)鍵技術(shù)，是實現(xiàn)物體自動識別的鑰匙，對物體進行精準(zhǔn)的掃描或傳感，以此達到信息識別的目的；網(wǎng)絡(luò)層以移動通信網(wǎng)絡(luò)為載體，是物聯(lián)網(wǎng)實施過程中最為成熟穩(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、最穩(wěn)定的部分；應(yīng)用層表現(xiàn)在技術(shù)的開發(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)、運輸管理、物料管理等需求進行技術(shù)開發(fā)，實現(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)信息存儲與安全。同時，物聯(lián)網(wǎng)采用XML/Web Services/SOA 等開放式、標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)表達技術(shù)，將終端設(shè)備或子系統(tǒng)匯總到一個統(tǒng)一的管理平臺，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視以及自動報警、控制、診斷和維護，為用戶提供對設(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

2.1 皮革企業(yè)信息管理系統(tǒng)模塊組成

針對目前皮革企業(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)作效率慢的問題，設(shè)計一款以物聯(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)過程中實現(xiàn)智能化管理，有效避免生產(chǎn)與數(shù)據(jù)統(tǒng)計環(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（實現(xiàn)對皮革企業(yè)系統(tǒng)中的界面控制等）、功能層（皮革生產(chǎn)過程接受發(fā)送命令等）、存儲層（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

首先，對現(xiàn)代皮革企業(yè)信息管理系統(tǒng)設(shè)計要進行整體的架構(gòu)，由于是以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，同時考慮到減輕皮革企業(yè)系統(tǒng)維護升級的成本，所以系統(tǒng)采用的是Brower（瀏覽器）/Serv-er（服務(wù)器）作為架構(gòu)，可進一步簡化皮革企業(yè)客戶端的電腦載荷量。其次，利用物聯(lián)網(wǎng)中的RFID（無線射頻技術(shù)）射頻信號及其空間稠合和傳輸特性進行非接觸雙向通信，可以實現(xiàn)對皮革生產(chǎn)物品過程中的自動識別，并進行數(shù)據(jù)交換[3]。

最后，針對皮革企業(yè)的特性，利用不同層區(qū)將皮革企業(yè)生產(chǎn)過程中的各階段數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確無誤的存儲搬運到數(shù)據(jù)庫之內(nèi)，其目的在于減少系統(tǒng)操作的計算量，有效提升層與層之間的交互響應(yīng)，從而實現(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，業(yè)務(wù)所產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)可以進行信息采集與預(yù)警，有效對企業(yè)管理進行實時監(jiān)控；存儲層針對采集數(shù)據(jù)進行存儲服務(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)，同時還可以實現(xiàn)修改、添加、自動核對數(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

皮革企業(yè)信息管理系統(tǒng)界面層設(shè)計中，界面顯示與外部傳輸設(shè)備用以實現(xiàn)界面信息的輸入與識別，特別選用HMI（人機界面）組態(tài)屏，其優(yōu)勢在于清晰度效果好，分辨率較高（可達到1024×900），電阻觸摸穩(wěn)定性較好，對于皮革制造過程中相對復(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)對數(shù)據(jù)命令實施、發(fā)送和分析，F(xiàn)PGA 負(fù)責(zé)對命令進行讀取、刷新與顯示。具體如圖2 所示，組態(tài)屏之中的Visual-TFT 軟件可以對界面進行優(yōu)化與排版設(shè)計，使不同皮革企業(yè)中可以根據(jù)自身的管理需求進行界面的應(yīng)用排列。同時，在串口屏內(nèi)部存儲器之中，還可以進行SD 卡或USD 的信息讀取，無需復(fù)雜的電路傳輸，全程操作便捷，系統(tǒng)響應(yīng)速度快，界面操作上手簡單容易。

2.4 皮革企業(yè)信息管理系統(tǒng)功能層設(shè)計

功能層作為皮革企業(yè)信息管理系統(tǒng)中的重點，對整個系統(tǒng)的實現(xiàn)至關(guān)重要。功能層的核心基礎(chǔ)在于對皮革生產(chǎn)環(huán)節(jié)過程中的信息采集與數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)傳輸?shù)男适盅杆伲瞧溥^程相對復(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)膶崿F(xiàn)首先管理人員要施加相關(guān)命令，管理人員通過服務(wù)器進行任務(wù)查看、數(shù)據(jù)監(jiān)測、注冊修改，運用服務(wù)器向無線傳感器施加命令進行數(shù)據(jù)傳輸，無線傳感器在接受到數(shù)據(jù)之后自動停止運行；其次，數(shù)據(jù)傳輸通過Web 端來進行分散式數(shù)據(jù)提交，Web 端自動判斷數(shù)據(jù)的來源與分類，數(shù)據(jù)庫在接受指令后自動查詢庫內(nèi)的Results 列表，自動進行數(shù)據(jù)篩查與整合；最后，結(jié)果顯示在Web 端，數(shù)據(jù)傳輸過程結(jié)束。

2.5 皮革企業(yè)信息管理系統(tǒng)存儲層設(shè)計

存儲層是數(shù)據(jù)通過企業(yè)服務(wù)器來完成的。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)存儲的位置依據(jù)數(shù)據(jù)類型來進行自動分類，以皮革原材料入庫管理數(shù)據(jù)存儲為例，物料是保障皮革制作車間進行生產(chǎn)的決定因素，對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]。具體過程：需要管理人員根據(jù)皮革生產(chǎn)訂單來進行原料統(tǒng)計，購買皮料之后通過界面層對皮料采購信息進行輸入，利用RFID 調(diào)度技術(shù)進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，每當(dāng)需要生產(chǎn)使用皮料時，需要先通過功能層的數(shù)據(jù)傳輸進行生產(chǎn)資料管理，系統(tǒng)自動對所缺皮料數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，同時對領(lǐng)取生產(chǎn)的皮料數(shù)據(jù)進行保存，存儲層可以把皮料管理中的各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)進行準(zhǔn)確存儲。

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

3.1 促進皮革企業(yè)生產(chǎn)中的智能化

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

3.2 提高生產(chǎn)過程中的監(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現(xiàn)對數(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)狀況實施有效監(jiān)控，并從中收集異常信息、工時信息、產(chǎn)量信息、生產(chǎn)信息等，從而在皮革生產(chǎn)過程中安排生產(chǎn)計劃、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，由于數(shù)據(jù)傳輸?shù)某杀編缀蹩梢院雎圆挥嫞鳛閭鹘y(tǒng)制造的皮革企業(yè)可以大幅度減少人工的成本，還可以通過該系統(tǒng)進行精細(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

由于在制革的過程之中會產(chǎn)生一定的污染，現(xiàn)代皮革企業(yè)在處理污染過程之中通過物聯(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)自動統(tǒng)計的排污數(shù)據(jù)，進行排污預(yù)警提醒，遠(yuǎn)程設(shè)置排污系統(tǒng)的開放與關(guān)閉功能，有效防止各類突發(fā)情況。同時，充分利用物聯(lián)網(wǎng)的分層技術(shù)對能耗進行感知和檢測，利用系統(tǒng)中的功能層可以對企業(yè)成產(chǎn)過程中的能耗數(shù)據(jù)儲存、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)能運行水平[6]。

4 結(jié)語

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，可以為實現(xiàn)皮革企業(yè)在智能生產(chǎn)、統(tǒng)計分析、預(yù)警分析、終端系統(tǒng)管理中的實現(xiàn)，對信息數(shù)據(jù)的實施把控可以有效判斷生產(chǎn)周期效率，同時對信息管理系統(tǒng)中的存儲層可進行相關(guān)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、皮料數(shù)據(jù)分析。通過對皮革企業(yè)信息管理系統(tǒng)設(shè)計模式的開發(fā)，對完善企業(yè)在各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)中的收集工作，通過對控制器接收、發(fā)送、分析命令，使皮革企業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)智能化操作，從而有效提升皮革企業(yè)的生產(chǎn)效率，進一步降低企業(yè)的人工成本，使企業(yè)更好的應(yīng)對復(fù)雜的市場變化。