基于物联网技术的橡胶工业智能制造的发展

朱仕翻

（贵州轮胎股份有限公司，贵州 贵阳 550001）

经过长时间的发展与技术革新，物联网已经越来越广泛地应用到了生活的各个方面。加快物联网的发展，有利于建设现代化的工业产业体系，其特点是注重产业结构的优化，使用先进技术，安全环保，具有较高的附加值并且可以提升就业率。物联网本质上是通过在各个行业的生产中运用信息技术，从而将信息产业与现代工业相结合，促进经济转型和产业升级。对于橡胶制造业，物联网的传感网技术、射频识别技术、产品电子码的应用对智能制造起到了积极的促进作用。因此，本研究所讨论的内容对于加速物联网与橡胶工业智能制造的有机融合具有一定的指导意义。

1 物联网技术概述

1.1 物联网技术的概念

物联网（Internet of Things，IoT）的概念最初在1999年提出，是物与物、人与物之间的信息传递与控制[1]。物联网技术是指根据商定的协议，使用射频识别技术（Radio Frequency Identification，RFID）、红外传感器、全球定位系统、激光扫描仪和其他信息传感设备把任何事物同互联网连接起来，以便实现信息交互。物联网是在互联网技术的基础上延伸出来的一种网络技术，可以在任何物品之间使用，以实现智能化识别、定位追踪以及管理监控。

物联网应用的关键技术有3种：（1）传感器技术，通过这种技术，人们可以实现模拟信号向数字信号的转化功能。（2）RFID技术。RFID技术是无线射频技术与嵌入式技术的结合[2]。目前，RFID已经广泛应用于商品自动识别、商品物流管理等方面。（3）嵌入式系统技术，它是集计算机软硬件技术、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术于一体的复杂技术。经过几十年的发展，嵌入式系统正在逐步改变人们的生活，促进工业生产和国防工业的发展。

1.2 技术结构

从技术结构的角度看，物联网可分为感知层、网络层和应用层。感知层包括各种传感器和传感器网关，包括二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、二维代码标签、RFID标签和读写器、照相机、GPS和其他传感终端。感知层是物联网中物体识别和信息收集的源头。它的主要功能是识别对象和收集信息。网络层由各种专用网络、互联网、有线和无线通信网络、网络管理系统和云计算平台组成。它负责传输和处理由感知层获取的信息。应用层是物联网与用户之间的接口，结合行业的需求，实现物联网的智能化应用[3]。

1.3 物联网技术的发展现状

物联网技术可以持续带动社会经济的智能化、清洁化的可持续性发展。随着物联网技术的不断成熟，物联网逐渐突显出了它的发展潜力，在社会生产的各个环节当中，物联网的介入和深度应用速度将会持续增加，其应用范围也在逐步加大。物联网的巨大市场潜力会逐步确立其市场化资源配置，通过与传统产业不断进行深度融合来对我们的生产和生活产生不可估量的影响[4]。

技术进步和产业的逐步成熟推动物联网发展进入新阶段。目前，物联网技术充分运用在物流、交通、安防、能源、医疗、建筑、制造、家居、零售和农业等行业之中，简而言之，就是在生产生活中的各种物品里装入传感器，如电网、桥梁、公路、水电站、自动化生产线等。然后再通过互联网将物联网进行整合，从而可以达到人类社会与物理系统有机融合的目的，在这个整合的网络当中，网络内部的人员、机器、设备和基础设施的实时管理和控制都由网络中的计算机群来实现，人类可以通过这个网络实现对生产的精细化和动态化管理，及时解决生产中出现的各种问题，提高生产效率和资源利用率，促进人与自然的和谐发展。

2 物联网技术在橡胶工业智能制造中的应用

在橡胶制造业转型发展的过程中，物联网是工业互联网和智能制造发展的基础。工业传感器感知和工业物联网数据平台已成为橡胶工业智能制造发展不可缺少的能力，其重要性不断凸显。在橡胶工业的转型升级过程中，越来越多的企业认识到物联网的普遍性和重要性，使得物联网技术成为企业转型升级的基础设施和关键要素。物联网技术在橡胶工业智能制造中的应用越来越广泛[5]。橡胶工业的智能化制造是实现橡胶生产的智能化，进一步促进信息化与工业化的整合。橡胶工业智能制造集信息技术、先进制造技术、自动化技术和人工智能技术于一体。目前，橡胶工业智能制造系统具有数据采集、数据处理和数据分析的能力，能够准确执行指令，实现及时反馈，通过与物联网的不断融合，智能制造系统能够实现自主学习、自主决策，不断优化。

2.1 数据采集

为了实现物联网在橡胶工业智能制造中的应用，应当首先实现物联网在制造中的各个环节的数据采集。由于橡胶生产的特殊性，在整个物联网数据采集管理当中，可采用抗金属干扰的超高频RFID技术，因为RFID技术的适应性极强，可以在实现加密的同时实现读写操作，在任何生产环节扫描商品，都可以查询出商品信息，这无疑极大地增加了商品扫描的快速识别性，进而提高了多目标自动化识别的效率[6]。应用RFID技术采集产品信息，可以为今后橡胶制造企业的日常管理提供强大的数据支撑，便于橡胶生产企业各种决策的制定，促进企业的发展。

2.2 生产管理

2.2.1 物联网监控系统

通过物联网，在橡胶工业智能制造的各个环节建立监控管理系统，可以通过在信息采集的区域安装高清阵列红外视频监控系统，以保证24 h不间断对橡胶智能制造的生产环节、运输环节、存储环节进行有效监控，通过电子看板，实时反馈生产过程的各个环节以及突发状况。加装安灯系统，以便设备故障及时报警，得到检修。除此以外，通过控制器与组态设计，方便通过事件和时间点方式调出查询录像资料。管理人员通过制造企业生产过程执行系统（MES）客户端，进行远程操控和监测，对于一些突发状况进行必要的处理操作。

建立物联网监控系统的同时，要建立监控中心，监控中心由硬件设备和应用软件组成。硬件设备配置的前提是要满足网络功能的各种需求，通过数据的云计算，在服务器上完成所需要的操作。良好的硬件设施配备可以使物联网系统的安全性和可靠性得到极大的提升。应用系统软件需要通过网络传输，在物联网的终端对整个物联网作用下的生产各环节进行有效干预。在物联网与橡胶制造业的融合的过程中，各种软件应当支持PDA、智能手机作为操作终端，这样会极大提升物联网系统的监控范围，让工作人员可以做到随时随地掌控生产各环节的所有状况。除此之外，物联网监控系统的服务对象是橡胶制造企业当中的各个部门的不同员工，这就需要应用系统软件提供多种权限支持。

2.2.2 产品可追溯系统

在实际管理的过程中，橡胶制造企业应当建立原材料仓储监管软硬件平台，对原材料通过质量追溯系统的RFID标签进行出入库电子登记，在生产环节的末端，将生产追溯系统与产品电子监管码系统融合[7]。这样可以通过产品的监管码追溯到橡胶制品原材料所有信息，同时，企业所生产的橡胶产品质量也得到了保证。为了满足不同用户的使用需求，可以在客户端中将以本地应用为主的C/S架构和以浏览器为基础的B/S架构进行融合，通过查询终端直观地获取橡胶制品原料来源、生产历史、产品数据等信息，提高橡胶制造企业的管理效率。

2.3 质量管理

在橡胶工业智能制造的质量管理环节，通过物联网技术的应用，可以实现质量检测的智能化。产品样品、检测设备、服务器和终端设备的相互关联，在物联网技术下只需通过条码、射频技术和互联网就可以完成。

2.3.1 样品受理

橡胶制品样品受理的目的是为了交接实物样品以及确认样品信息，在这个过程中，编码技术发挥了重要的作用。通过编码技术，赋予不同类别以及型号的产品一个特定的编码，相同型号的样品只需要在第一次受理时输入产品的信息，在以后的过程中并不需要进行重复输入，而是通过编码识别器来进行确认，这样会最大限度地减少受理样品的时间[8]。样品被受理后，样品的信息会存入业务系统，样品受理人员通过扫描确认来生成报告编号，而且还可按产品类别、检验类别等信息进行统计和分析工作，实现自动化、信息化受理样品。

2.3.2 样品流转与检测

在完成受理橡胶制品样品后，样品通过输送带被送达检验区，在这个过程中，通过使用射频技术，样品流转的时间、数量等信息会被自动记录下来，并传输至业务系统，一旦有样品没有经过流转，工作人员将会收到系统发出的警告提示，并根据提示来进行有效核查。

检验人员收到橡胶制品样品后，通过扫描条码的方式确定样品信息并送入检验设备，检验设备根据质量标准要求进行计算，完毕后，检测结果会自动生成并且上传至业务系统中保存，这样既可以减少检验的流程和工序，节省时间，提升样品检测效率，又可以最大限度地保证检测结果的准确性和及时性。检测完毕后，检测设备将自动记录检测相关信息，并且发送到业务系统，汇编原始记录，并电子存档。

2.3.3 报告打印和查询

工作人员通过使用报表打印机，在登陆业务系统后可以进行对检验报告的打印。同时，业务系统还会生成橡胶制品的质量分析报告和业务分析报告。工作人员可以随时登录到业务系统查看相关的统计分析报告和检查情况，以便及时安排检查工作，还可以通过服务器将所有的检测信息汇总发送到网站进行远程查询。

3 结语

目前，物联网在各个领域都有着广泛的应用。在橡胶工业智能制造中，通过物联网，使用超高频RFID技术对橡胶制造的各个环节进行数据采集，通过远程监控系统，操作人员可以有效对生产的各环节进行监督，通过手持终端对各种突发状况进行处理，提升生产效率。建立产品可追溯系统来保障橡胶制品的质量。通过自动化的产品检测流程，减少人为因素干扰，确保质量管理体系的客观性和公正性。物联网技术的应用，为橡胶制造过程的自动化和智能化提供了强大的技术支持，提升了管理效率，能够为橡胶制造企业创造更大的经济效益，促进橡胶制造业的可持续发展。