智能制造與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)

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關(guān)鍵詞：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)；智能制造；技術(shù)架構(gòu)

引言

在我國工業(yè)制造領(lǐng)域發(fā)展過程中，只有更好地利用“互聯(lián)網(wǎng)+智能制造”技術(shù)體系，充分發(fā)揮“互聯(lián)網(wǎng)+智能制造”技術(shù)在傳感器應(yīng)用設(shè)計(jì)、微控制器編程以及控制網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，并實(shí)現(xiàn)其有機(jī)結(jié)合，通過對互聯(lián)網(wǎng)和個(gè)性制造等技術(shù)進(jìn)行深入研究與具體分析，在“互聯(lián)網(wǎng)+智能制造”技術(shù)架構(gòu)中才能夠更好地實(shí)現(xiàn)工業(yè)制造技術(shù)要求。

1互聯(lián)網(wǎng)+智能制造技術(shù)的基本結(jié)構(gòu)

（1）WSCN節(jié)點(diǎn)。WSCN節(jié)點(diǎn)是“互聯(lián)網(wǎng)+智能制造”技術(shù)架構(gòu)中，一種具備超強(qiáng)計(jì)算機(jī)能力無線通信功能的接口，通過在“互聯(lián)網(wǎng)+智能制造”技術(shù)架構(gòu)中應(yīng)用WSCN節(jié)點(diǎn)，可以使各種類型的電子設(shè)備得以連接[1]。通常在“互聯(lián)網(wǎng)+智能制造”技術(shù)架構(gòu)框架的最底層，WSCN節(jié)點(diǎn)在整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)智能制造技術(shù)架構(gòu)中發(fā)揮著感知與控制作用，通過WSCN節(jié)點(diǎn)可以對無線網(wǎng)絡(luò)組進(jìn)行采集與短距離處理。WSCN節(jié)點(diǎn)通常包括WSCN和其他網(wǎng)關(guān)信息節(jié)點(diǎn)。（2）偵聽程序。在“互聯(lián)網(wǎng)+智能制造”技術(shù)架構(gòu)中，整個(gè)技術(shù)架構(gòu)運(yùn)行于服務(wù)器端口的軟件就是偵聽程序，通過在整個(gè)“互聯(lián)網(wǎng)+智能制造”技術(shù)架構(gòu)中應(yīng)用偵聽程序，可以充分發(fā)揮其承上啟下作用[2]。應(yīng)用偵聽程序最重要的功能就是要對整個(gè)整體的GPRS-WSCN數(shù)據(jù)傳輸處理系統(tǒng)進(jìn)行負(fù)責(zé)。需要注意的是，偵聽程序還可以將用戶傳達(dá)的相關(guān)程序的信息傳遞到網(wǎng)關(guān)中，并將網(wǎng)關(guān)中所獲得的各類用戶相關(guān)程序信息交由GPRS-WSCN網(wǎng)關(guān)進(jìn)行整體處理，從而有效提升整個(gè)“互聯(lián)網(wǎng)+智能制造”技術(shù)架構(gòu)的整體性。（3）Web程序。在“互聯(lián)網(wǎng)+智能制造”技術(shù)架構(gòu)Web程序同樣被運(yùn)行于服務(wù)器端的軟件，是整個(gè)技術(shù)框架中用于用戶下發(fā)命令、收集并顯示實(shí)時(shí)狀態(tài)信息的窗口。通過Web程序來實(shí)現(xiàn)對圖形化界面友好的用戶管理、設(shè)備管理、信息管理以及系統(tǒng)維護(hù)等基本功能要求。根據(jù)當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)、傳感器的應(yīng)用設(shè)計(jì)方面的實(shí)際應(yīng)用需求來看，通常設(shè)計(jì)上行數(shù)據(jù)事務(wù)與下行數(shù)據(jù)事務(wù)。上行數(shù)據(jù)事務(wù)通常指的是應(yīng)用WSCN節(jié)點(diǎn)來發(fā)揮傳感器采集環(huán)境中的相關(guān)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，以通信協(xié)議將數(shù)據(jù)為依據(jù)以相關(guān)數(shù)據(jù)用無線方式傳送給GPRS-WSCN網(wǎng)關(guān)，然后由GPRS-WSCN網(wǎng)關(guān)通過采取GPRS方式傳輸數(shù)據(jù)，使WSCN節(jié)點(diǎn)所采集的相關(guān)數(shù)據(jù)能夠被上傳到服務(wù)器中。服務(wù)器中的偵聽程序?qū)⒔邮盏臄?shù)據(jù)插入到整個(gè)技術(shù)框架的服務(wù)器內(nèi)，并通過發(fā)揮Web程序的作用來顯示相關(guān)數(shù)據(jù)。下行數(shù)據(jù)事務(wù)則主要指的是通過發(fā)揮WEB程序功能，來實(shí)現(xiàn)對GPRS-WSCN網(wǎng)關(guān)或WSCN節(jié)點(diǎn)下達(dá)命令的操作指令，并將該操作指令插入到技術(shù)框架數(shù)據(jù)庫內(nèi)，通過應(yīng)用偵聽程序來獲取數(shù)據(jù)中的相關(guān)命令并通過GPRS發(fā)送給GPRS-WSCN網(wǎng)關(guān)，然后由GPRS-WSCN網(wǎng)關(guān)直接執(zhí)行命令，或者該命令發(fā)送至WSCN節(jié)點(diǎn)，由WSCN節(jié)點(diǎn)執(zhí)行命令。

2各個(gè)層面的結(jié)構(gòu)解析

（1）WSCN結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能解析。根據(jù)大量的應(yīng)用實(shí)踐來看，在WSCN結(jié)構(gòu)中通常是由微型模塊控制器、無線模塊控制器、電源模塊以及感知模塊控制器等結(jié)構(gòu)組成。在整個(gè)WSCN結(jié)構(gòu)中，WSCN節(jié)點(diǎn)的核心就是微型模塊控制器，通過該結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)WSCN節(jié)點(diǎn)的各類功能。WSCN結(jié)構(gòu)中還包括了存儲器、任務(wù)調(diào)度器、CPU以及其他類型結(jié)構(gòu)，在WSCN結(jié)構(gòu)中，主要功能就是要對外部的實(shí)體信息進(jìn)行采集，并將其轉(zhuǎn)化為電子信號，然后由WSCN結(jié)構(gòu)中的控制模塊、電源感知模塊以及無線射頻模塊來為其提供更好的相關(guān)動力。（2）偵聽程序的結(jié)構(gòu)和解析。在“互聯(lián)網(wǎng)+智能制造”技術(shù)偵聽程序結(jié)構(gòu)中，主要包含網(wǎng)絡(luò)通信層、數(shù)據(jù)處理層、應(yīng)用層三個(gè)層面。網(wǎng)絡(luò)通信層，通常是由多個(gè)特殊的多項(xiàng)會話程序構(gòu)成，以此可以更好地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信任務(wù)。通過網(wǎng)絡(luò)通信層能夠使整個(gè)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)與多個(gè)網(wǎng)關(guān)通信，且應(yīng)用偵聽程序網(wǎng)絡(luò)通信層，只需要通過通信協(xié)議進(jìn)行通信，在通信過程中不需要對網(wǎng)絡(luò)通信層進(jìn)行改動。數(shù)據(jù)處理層主要負(fù)責(zé)對上行與下行的數(shù)據(jù)包進(jìn)行處理與打包，并將處理打包好的數(shù)據(jù)包分別傳送到各自相關(guān)模塊中進(jìn)行深入處理，同樣結(jié)構(gòu)的技術(shù)框架可以被應(yīng)用到不同的項(xiàng)目中去，在該過程中，相關(guān)的協(xié)議與命令為符合不同項(xiàng)目需求，會被最大限度地進(jìn)行修改，但該修改僅僅局限于數(shù)據(jù)處理層，不會對其他層面產(chǎn)生影響。應(yīng)用層是與具體的項(xiàng)目聯(lián)系最為緊密的層面，在“互聯(lián)網(wǎng)+智能制造”技術(shù)架構(gòu)應(yīng)用過程中，需要相關(guān)技術(shù)人員對不同的項(xiàng)目功能進(jìn)行詳細(xì)分析，然后針對項(xiàng)目功能進(jìn)行拓展。針對不同項(xiàng)目警告模式設(shè)計(jì)過程，需要相關(guān)的工作人員應(yīng)用短信的形式獲得警告信息，如果用戶對不同項(xiàng)目警告模式提出新的需求，不需要做出其他改動就可以實(shí)現(xiàn)不同層與層之間的內(nèi)容改變。

3互聯(lián)網(wǎng)+智能制造技術(shù)的應(yīng)用

（1）在工廠生產(chǎn)和運(yùn)輸中的應(yīng)用。在工廠生產(chǎn)和運(yùn)輸中應(yīng)用“互聯(lián)網(wǎng)+智能制造”，應(yīng)用最廣泛的就是在工廠內(nèi)部。在共產(chǎn)內(nèi)部制造中主要應(yīng)用OA、ERP、CRM和其他不同類型的應(yīng)用系統(tǒng)和其他相關(guān)的安全管理系統(tǒng)，對推動工業(yè)制造具有重要意義。在工廠生產(chǎn)和運(yùn)輸中應(yīng)用“互聯(lián)網(wǎng)+智能制造”技術(shù)通常來實(shí)現(xiàn)對工業(yè)制造廠區(qū)內(nèi)部的運(yùn)材料運(yùn)輸、配送以及能源管理能多方面的優(yōu)化與改進(jìn)，可以有效提升工業(yè)制造的質(zhì)量與效率。根據(jù)大量的實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行分析，在工廠生產(chǎn)和運(yùn)輸中應(yīng)用“互聯(lián)網(wǎng)+智能制造”技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對整個(gè)企業(yè)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理全過程中進(jìn)行全方位、多層面的管理，相關(guān)的工作人員可以通過應(yīng)用“互聯(lián)網(wǎng)+智能制造”技術(shù)實(shí)現(xiàn)有效的生產(chǎn)現(xiàn)場監(jiān)管與控制，可以通過設(shè)備來對各類生產(chǎn)設(shè)備、儀器、原材料在生產(chǎn)中的具體變化數(shù)據(jù)進(jìn)行收集與獲取，通過屏幕更加直觀地看到整個(gè)生產(chǎn)過程。通過應(yīng)用“互聯(lián)網(wǎng)+智能制造”技術(shù)，可以使用戶、生產(chǎn)線以及機(jī)器人之間進(jìn)行有效的交流，在未來的社會發(fā)展與工業(yè)制造中，智能化、自動化的生產(chǎn)模式將成為工業(yè)制造的重要發(fā)展趨勢。（2）在工廠信息平臺中的應(yīng)用。根據(jù)在工廠信息平臺中運(yùn)用“互聯(lián)網(wǎng)+智能制造”技術(shù)的具體情況來看，通常集中在對網(wǎng)絡(luò)資源、數(shù)據(jù)中心資源以及云資源的應(yīng)用上。在工廠信息平臺中運(yùn)用“互聯(lián)網(wǎng)+智能制造”技術(shù)的根本目的就是要使得工業(yè)制造的企業(yè)能夠加強(qiáng)同客戶群體之間的溝通與交流，及時(shí)地獲取客戶需求，在相關(guān)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造過程中能夠使客戶參與其中，并協(xié)同設(shè)計(jì)，從而為用戶提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，這在很大程度上也能夠使“互聯(lián)網(wǎng)+智能制造”技術(shù)的集成價(jià)值得到充分發(fā)揮。在工業(yè)制造企業(yè)中，通過合理應(yīng)用“互聯(lián)網(wǎng)+智能制造”技術(shù)，發(fā)揮工業(yè)云平臺的作用，這樣在企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)、經(jīng)營之間的理念更加協(xié)調(diào)、系統(tǒng)，對促進(jìn)工業(yè)制造企業(yè)持續(xù)發(fā)展具有積極的推動作用。（3）在智能裝備和產(chǎn)品研發(fā)中的應(yīng)用。隨著近年來工業(yè)制造“互聯(lián)網(wǎng)+智能制造”模式的形成，一些智能產(chǎn)品、智能裝備逐漸面試推廣。有很大一部分企業(yè)抓住商機(jī)，著重加大對智能家居、智能醫(yī)療、智能農(nóng)業(yè)、機(jī)器人、3D打印等方面產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與研發(fā)，這不僅可以為人們的生活提供便利，也能使企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益有效提升，使企業(yè)的生產(chǎn)制造智能化水平不斷提升。根據(jù)當(dāng)前工業(yè)制造企業(yè)發(fā)展中無紙化發(fā)展趨勢，應(yīng)用“互聯(lián)網(wǎng)+智能制造”技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)文檔無紙化管理，相關(guān)工作人員的智能管理。在智能裝備和產(chǎn)品研發(fā)過程中，相關(guān)的工作人員可以在制造現(xiàn)場來對所需的資料進(jìn)行查詢、瀏覽，并對相關(guān)材料進(jìn)行保存，在提升文檔使用率與安全性的同時(shí)，還促使手工人員的作業(yè)效率、產(chǎn)品智能化水平不斷提升。

4結(jié)語

只有在充分了解“互聯(lián)網(wǎng)+智能制造”結(jié)構(gòu)、技術(shù)框架技術(shù)的基礎(chǔ)上，才能在各個(gè)行業(yè)內(nèi)更加合理、科學(xué)的應(yīng)用智能制造技術(shù)，從而促進(jìn)我國制造行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。研究人員、學(xué)者要持續(xù)對“互聯(lián)網(wǎng)+智能制造”技術(shù)架構(gòu)進(jìn)行研究，并通過大量的應(yīng)用與實(shí)踐，不斷提升“互聯(lián)網(wǎng)+智能制造”水平，加大推廣與實(shí)踐應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]潘啟勇,王宜懷,范寧寧.“互聯(lián)網(wǎng)+智能制造”技術(shù)框架研究[J].常熟理工學(xué)院學(xué)報(bào),2016,30(04):75-80.

[2]范寧寧.“互聯(lián)網(wǎng)+智能制造”技術(shù)架構(gòu)研究及應(yīng)用[D].蘇州：蘇州大學(xué),2016.

作者：于瑩瑩 單位：遼寧裝備制造職業(yè)技術(shù)學(xué)院