基于物联网的数字化工厂中质量管理信息采集

利剑清

（佛山市顺德合耕信息科技有限公司，广东佛山，528300）

数字化工厂本身特性就是针对零件的制造体系，通过不同技术的加持和数字化工厂质量管理系统的配合不断提高零件制造能力，保证数字化工厂发展的稳定性。所以，能够建立起可以数字一体化的零件制造工艺体系，将数字化加工生产制造、现场加工管理、运输以及质量检测管理融合到一起，达到合理的适配范围，形成综合数字化自动集成系统环境体系，对于我国制造业的发展将会起到重大推进作用。所以必须加紧时间探索零件质量管理信息采集技术的升级，从而提升我国零件质量管理信息管理技术，创造我国制造业新的发展契机。

1 我国数字化工厂应用及现状分析

当前社会处于信息化高速发展以及大数据时代的背景下，这是一个难得的机遇。但是前提是一定要保证企业本身生产、加工、制造等技术水平的提高，能够适应数字一体化的集成管理，这样再结合信息技术和网络平台实现数据存储和控制，才能够保证数字化工厂中质量管理信息的采集自动化。当然面向数字化工厂的产品数据管理(PDM)可实现零件的多种管理，比如数字化设计、数字化工艺、数字化加工和数字化质量信息的集成管理。目前我国技术水平来讲，在数字化技术、设计、加工、生产等都相对成熟，但是信息采集和管理水平确实有差距，所以我国数字化信息管理还存在一些问题。

1.1 传统的质量管理信息采集方式已不适应现代企业发展

比如说，基本信息的录入还是靠文件签收、存单记录、人工录入等传统手段，但是对于工厂来说，不管是人员信息还是产品信息都是庞大的，如果还是人为管理，数据还是得不到及时的储存和共享，并且浪费时间。

1.2 设备落后不足以支撑现代技术

当前，我国大多数制造业工厂仍然在使用很多年前的生产设备以及三坐标测量仪，因为传统的生产制造设备有很多弊端还没有实现技术改造，不能够保证工作效率，同时老旧的设备不具备信息传递和共享等功能，所以对于零件生产制造的信息会有一定时间的延迟，这样质量管理检测系统是不能够及时收到信息的，就不能及时发挥作用。

1.3 产品管理得不到提升则质量难以保证

在设备和技术条件都不完善的情况下，信息传递也不够及时，自然会影响质量管理，就会导致很多问题不能够及时发现，在生产加工过程中才发现问题，对于产品检测结果也不确定，导致损坏率和不合格率的提高，影响企业工厂发展。

2 工厂数字化质量管理信息系统

基于物联网背景下，结合现代前沿信息技术，提高工厂质量信息管理是切实可行的，所以一定要加紧时间构建数字化工厂质量信息管理体系。但是对于如何保证数字化工厂质量信息管理系统的合理化，则需要确保系统在设计阶段、构建阶段和测试阶段的工作达到技术要求水平之上，实现数字化全自动管理。

图1 数字化工厂模拟图

在互联网背景下构建数字化质量信息管理系统，针对信息采集和传达过程，利用智能手段的加持，将接口和终端设计智能化，实现有线和无线两种质量管理信息的共享和传递，最后数据汇总留存，从而形成数据回流的数字化工厂质量信息管理系统平台。主要就是通过物联网对于质量信息采集口的管理和对信息数据终端服务器的管理两个方面，利用互联网的高速快捷，实现与不同合作厂商的对接以及最终数据的整理，从而利用统一的网络信号形成完整的数字化管理体系，实现多种数据的传递，最终形成大数据信息管理，有利于我国制造业更好的升级和发展，促进工厂进一步的转型。

工厂数字化质量管理信息系统，可以使企业对整个制造过程进行有效管理，保障生产的顺利进行。

2.1 工厂数字化质量管理信息系统的构建

任何一家工厂都需要有自己的检测装备，保证每批产品的合格率，但是每个工厂要求都不同，所以在数字化工厂质量管理信息采集系统的构建上可以根据工厂的具体情况进行特定设置，保证数字化系统的正常运行。由于数字化工厂质量管理信息采集系统主要以信息采集终端服务器和信息终端服务器两部分为主，所以想要实现信息传递和信息统一，同时也要注重结合企业自身系统信息的处理和分析。

(1)信息采集终端服务器

终端服务器的作用对于数字化工厂质量管理信息采集系统来说是进行信息处理和交换的，并且能够检测整个系统的运行情况和信息传递安全，也是最为重要的部分。而系统终端服务器主要以路由器和串口为主，为了完成串口数据与网络信息转换的任务，必须要在设计环节加入网络转换设备，保证统一网络信号，所以设计了串口服务器作为串口转网络设备，同时为了适应不同模式服务器的适配性，该服务器支持多种模式的不同通讯，比如其中支持TCP服务器模式、TCP客户端模式、UDP模式、对联模式和反向终端模式等多样工作模式的选择，能够保证市场上常见模式都能够应用，提高数字化工厂质量信息管理系统的适应性，保证不管在任何条件的干扰下，都能够允许用户软件通过标准网络应用程序接口（winsockBSDsockets）访问串口设备，可以实现对端口运行的实时控制和信息传递。

图2 数据采集终端服务器工作原理

(2)信息数据对接端口环节

信息数据对接端口的功能就是在保证网络信号统一的前提下，实现数据传递，汇入最终统一端口。我国市场上对接端口多种多样，比如常见的马尔和三丰的检验量具对接口根据不同的工作特点有不同的功能，一般可以分为三个输出端口和一个请求端口（数据输出(DATA)、时钟输出(CLOCK)、准备状态输出(READY)和请求数据端口，对于信息传递过程中只需将REQUEST端和DATA端接入单片机的外部中端口上，利用互联网平台数据共享特点，实现数据及时更新，向REQUEST发送一个低电平请求数据，即可在DATA端口上读取返回数据，保证数据准确性。

因为对于数字化平台来讲，数据就是基础，而信息传递就是数字化工厂流动的血液，由此可见它的重要性，但是在具体工作环境中，根据设备的不同以及接口端格式的变化信息数据对接口也有不同的要求主要分为有线数据转换接口模块和无线数据采集模块。有线数据模块主要是以8052单片机为主要芯片，利用检测仪器转换统一网络信号，利用本身芯片的特点通过串口对接服务器将信息传递到终端服务器；无线数据采集模块选用CC2530F256芯片，该规格的芯片不同于其它芯片类型，CC2530F256是IEEE802.15.4的无线通讯芯片，所以更适用于数字化工厂质量管理信息系统的构建，在节省信息传递时间的同时为其它传递提供便利。CC2530芯片不仅集成了增强工业标准的805lMCU和RF收发器，以及系统可编程Flash存储器，同时还具有8一KBRAM和许多其他强大的功能，能够密切相应系统变化。

2.2 工厂数字化质量管理信息系统软件设计

图3 数字化工厂质量管理信息采集流程图

对于工厂数字化质量信息管理来说，如果想要实现数字化管理，就必须要尝试模拟系统的设计与安装。数字化工厂管理信息的系统软件作用分别是信息数据终端服务和系统服务，各自统筹相关信息数据变化。系统软件的作用更为明显一些，主要是结合相关数据反馈实现工厂信息管理系统的数字化、信息化、自动化，但是需要专门的软件支持。总的来说，通过数字化信息系统的模拟和设计，可以实现数字化工厂内部的自主管理，所以数字化工厂质量管理信息系统软件设计主要可分为可自行研究的信息数据终端系统软件和通过专门软件运行的系统服务软件。

2.3 工厂数字化质量管理信息系统测试

互联网的快速发展促进了各种行业的发展，所以在实现工厂数字化方面做出了很大贡献，那么为了更好的应用数字化工厂质量管理信息系统，需要对系统进行一定的测试，证明系统的合理性。因为该系统集成多种检测设备，实现零件的检测信息自动提取、收集和存储，很大程度上提高了工厂智能化的普及，为数字化工厂的管理提供工件质量信息的大数据。在应用前，需要对工厂具体规模和数据样本进行先期处理，保证数字化系统的工作正常。通过系统最终服务端良好的协调配合，形成初具规模的工厂质量管理的大数据平台，让零件生产制造等一体化变成了现实，进一步让工厂质量管理信息采集技术能够实现新的突破。更主要的是，物联网背景下，科学技术和信息手段的有效结合也在一定程度上丰富了我国原有数据信息库，实现了数字化工厂质量管理信息采集技术的更新与发展。

3 结束语

总而言之，物联网的应用促进了工厂数字化进程，让整个零件生产流程实现了质的飞跃。通过数字化系统平台的构建，提高了我国对于信息采集技术的提升，不仅丰富了我国的信息技术手段，还实现了我国工厂管理的信息传递和信息共享，有效地提高了工厂的工作效率和经济效益。所以，我国一定要加强对物联网技术的推行，加强我国在信息化、数字化、智能化方面的提升，促进未来工厂管理系统的进一步发展。