1基于物联网的铸件物流模型
1.1物联网的体系结构
物联网通过感知服务，对产品进行管理和控制，其技术体系包括感知、处理、传输和应用四层结构[4,5]，如图1所示。感知层识别货物编码，将产品的特征信息采集到计算机管理网络，其关键技术包括二维码标签和读写器、RFID标签和读写器、各类传感器等；传输层将采集到的信息传给处理层，并把处理获得的最新指令传给物理现场，部分较成熟的应用有3G、ZigBee等；处理层接收底层传输的信息，为物联网提供决策服务；应用层主要面向不同用户，有选择的利用物理现场采集到的信息，实现对各自行业的优化管理和决策。
1.2铸件物流模型构建
物联网最初的研究方向是条形码、RFID等技术在物流领域的应用，并提出不同的编码方案[3]。例如，基于RFID和Internet的EPC编码，利用固定的二进制码对物理实体编码，方便了物流供应链的管理；利用uID系统的128位Ucode管理物理实体，实现溯源和资产管理等。而在实际的铸件物联网管理中，批次、批量受客户订单等影响，且标识设定与管理难度较大，很难对铸件的供需物流以及应用情况进行溯源优化。因此，建立如图2所示的物流模型。从铸件的供需、配送、销售等标识管理出发，按“铸件生产→配送→销售及应用”流程，跟踪铸件物流信息，进行跟踪管理，有助于二次优化铸件物流供需；另外，从铸件应用的全生命周期成本管理和控制角度出发，对批次批量铸件溯源管理，也有利于改良铸造工艺。图2所示的铸件物流模型基于NetworkedAuto-ID体系结构。与传统的物理实体标识相异，该模型按批量、批次设定RFID标识，在物流和销售过程中，铸件的标识信息采集到手持RFID终端数据库，然后由配套的数据库管理系统，将产品物流汇总到铸件物联网服务器系统。服务器提供一系列数据分析与处理、决策与诊断、预测与咨询等服务，根据汇总得到的批量/批次等信息，对实际的铸件物流进行优化调度，同时也便于实现铸件应用质量的追踪和管理。
2铸件物流模型的开发
2.1RFID标签和读写器
标签和RFID读写器是硬件的主要组成。标签内置芯片和天线，根据铸件的批量和批次等信息，将标签与铸件供应链配对（每个标签对应唯一编码），供应链处理完一个进程，用户可通过RFID读写器将铸件物流信息写入标签[6]。RFID手持终端通过天线实现读写器与标签联系，利用手持终端的通道模块，根据控制处理模块发出的指令，通信模块发出射频信号到标签，标签对信号做出反应，将存储的信息反馈到手持终端，如图3所示，同时，为实现手持终端中数据的汇总，RFID读写器通过RS232通信与计算机连接，方便数据交互。由图3可知，RFID终端由天线、射频通道模块和控制模块组成。射频通道主要对射频信号处理，在读写RFID标签信息时，由射频处理器发出射频信号，标签经信号响应，通过接收电路获取标签信息。接收电路获取的信息经运算放大、解码后存储到手持终端的标识解析服务器，而终端的信息服务器不断发出采集指令，控制射频通道发出RFID信号。
2.2软件部分
与硬件相类似，软件也包括数据感知、传输和处理部分。数据感知阶段，通过软件编码，将铸件工艺、批量、批次等信息写入RFID标签，当RFID标签处在终端接收器敏感范围内，记录铸件信息的标识与读写器建立联系，经过中间件系统的标识校验，满足读写器采集标识范围会自动将铸件信息采集到终端的数据库，如图4所示。为实现对所有铸件物流信息的管理，计算机端和手持RFID终端的数据库分别采用SQLServer/CE[7]。手持RFID终端数据库SQLServerCE可与计算机端数据库同步，采集到的铸件信息更新到数据库，并同步铸件新批次/批量信息。
2.3分散铸件物流的物联化
某铸造单位主要生产货车铸铁配件，包括货车后桥、后桥半轴、支架、齿轮减速箱体等。当为汽配单位提供铸铁配件时，由于铸造工艺差别较大，铸件的物流信息显得尤为重要，因此，按铸件工艺（批次）/批量设置标签，且为防止标签损坏，RFID标识与同类型铸件打包在一起。在铸件发货时，将相关信息由RFID读写器写入，到达目的地，按实际的应用状况采集铸件信息，并能根据铸件的应用追踪铸件的使用质量，以实现全周期的成本控制。经过一段周期的应用，该物联网模型实现供应链中分散、杂乱的铸件物流信息的物联化管理，如图5所示，其优势具体表现为：1）实现铸件物流信息的“有源”管理。通过铸造工艺、批量、批次等铸造信息与物流信息的关联，供应链中的铸件“有址可寻”。当出现质量问题时，可按RFID标签记录的铸件特征信息追源查找制造工艺等过程，以不断改进铸造工艺，提高产品质量。2）动态管理实际的铸件运输线路，使供配链更加灵活。3）有助于实现资产的优化管理，并调度生产计划。
3结束语
我国是一个铸造大国而不是一个铸造强国的关键之一在于铸造及铸件管理机制的不合理。随着物联网的兴起，利用物联网技术管理铸件物流信息，使铸件物流与铸造工艺的配对管理成为可能。本文在分析物联网技术体系结构的基础上，构建了基于物联网的铸件物流链管理模型，将铸造工艺（批次）/批量写入铸件管理标识，利用物联网技术实现铸造工艺与物流信息配对，有助于根据铸件应用的全生命周期成本反馈改进铸造工艺，益于铸件品质升级。同时，还优化铸件供配物流，便于对中、小企业多品种、多规格铸件的管理，大幅提高企业的市场竞争力。
作者：李学军 左仁淑 单位：四川大学锦城学院 四川大学
