面向工业工程的智能物联综合实验应用研究

向峰+周敏+江志刚+曹建华+覃晶晶

（武汉科技大学 机械自动化学院，湖北 武汉 430081）

摘要：进行基于物联网环境的工业工程实验系统意义显著，将物联网技术、工业工程理论知识与方法二者有机融合，根据高校工业工程相关专业的课程设置及阶段实验要求，可以搭建从结合各种传感器技术的“数据采集层”，到整合Zigbee网络、无线局域网乃至互联网的“网络层”，以及PC、手机等终端设备上的“用户层”，其中涉及到物联网方方面面技术的、全功能的物联网综合实验，提高了工业工程专业学生实践能力。

关键词：物联网；工业工程；综合实验；Zigbee

中图分类号：G642.423 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）18-0267-02

物联网是新一代信息技术的重要组成部分，是继计算机互联网之后又一次信息浪潮，将物和传感网、网关、互联网智能连成一体，形成网络形态，在物联网领域，运用范围非常广泛，像智能电网、智能家居、智能医药、智能物流等，成为未来发展的重点方向。全国高校工业工程实验室能满足工业工程基础、人因工程、设施规划与物流、生产计划与控制等专业课程基本实验要求。但目前普遍存在技术先进性不够、实验内容内在关联性及系统性不够、综合创新性实验不多等问题。因此，如何紧随现代信息技术的发展要求，突出工业工程专业特色，系统有效整合工业工程实验室资源，设计面向工业工程的智能物联综合实验显得尤为必要。

一、智能物联综合实验框架

物聯网环境下的工业工程实验系统的具体实施过程如下：基于物联网环境的工业工程实验系统总体规划、基于物联网环境的工业工程实验内容设计、面向工业工程专业的物联网实验平台构建、基于物联网实验平台的实验项目组织，其框架和培养目标如图1所示：

二、实验内容设计

结合工业工程已有的课程、培养目标及其实验项目，可以进一步设计开发出智能家居、智能能源、智能环境、智能农业、智能交通等基于智能物联的综合工业工程实验内容，对学生规划能力、设计能力、分析能力、优化能力、组织能力、控制能力、决策能力、信息技术能力的具体提升如图2所示。

三、基于智能物联综合实验平台的项目组织

实验过程中，针对自行车、收音机等各种产线产品，学生开展分组实验，学生间既有分工也有合作，进行装配线设计、程序设计、岗位设计、生产组织与控制、结果分析与优化等各环节，整个过程强调小组成员的“自设计、自组织、自优化”综合能力与创新能力的训练。如图3所示。实验教学的数字化、网络化，训练了学生现代IE（IT+IE）技能，提高了学生规划、设计、分析、优化、组织、控制、决策和信息技术应用能力，提高学生综合应用现代信息技术及工业工程理论方法解决工程实际问题的能力，调动了学生的积极性，实验效果较好。

四、基于物联网环境的工业工程实验系统实施效果与特色

智能综合实验最大的特点就是将RFID、传感器技术、Zigbee、WIFI、TCP/IP与编程技术进行了整合，同时结合工业工程理论与物联网技术，将物联网的RFID标签与传感器的“采集层”、Zigbee与GPRS网络“网络层”及PC与互联网中的“用户层”进行分析，适合高校“工业工程专业”对物联网技术进行全面深入了解。

参考文献：

[1]施建华，等.“理论—实践—创新”三位一体网络课程改革探索[J].高等教育研究学报，2014，（04）.

[2]张映锋，等.一种基于物联网技术的制造执行系统实现方法与关键技术[J].计算机集成制造系统，2012，（12）.

[3]邵景峰，等.大数据下纺织制造执行系统关键问题研究[J].计算机研究与发展，2014，（S2）.

收稿日期：2016-11-26

基金项目：湖北省高等学校省级教学研究项目（2013236；2014237；2015224）

作者简介：向峰（1983-），男，湖北武汉人，博士，讲师，硕士生导师，研究方向：制造业信息化、面向服务的制造等。