CN111292047A - 一种基于物联网和区块链的汽车零部件溯源方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网和区块链的汽车零部件溯源方法及系统，系统包括中心组织处理模块、零部件信息储存模块、输送控制模块和装配确认模块，向中心组织处理模块输入汽车组装流程和零部件库存信息，中心组织处理模块通过物联网系统查看汽车装配流水线的状态，生成操作命令，输送控制模块控制汽车装配流水线中的智能运输车将待装配零部件输送至相应的装配设备，装配确认模块对装配设备上的零件进行检测，夹持、定位零部件，当汽车零部件出现问题时，中心组织处理模块通过区块链查询零部件的生产厂家和生产编号，并提供给消费者与汽车供应商。

Description

一种基于物联网和区块链的汽车零部件溯源方法及系统

技术领域

本发明涉及供应链管理领域，具体涉及一种基于物联网和区块链的汽车零部件溯源方法及系统。

背景技术

区块链和物联网技术不断成熟，近年来在产品溯源方面所发挥的作用越来越重要，采用区块链技术后，可以对零部件的生产时间、生产批次、物流运输等进行有效监控，使得零部件生产质量得到有效保障，制造劣质零件产品的企业改进生产工艺，提升生产水平，为整个汽车行业零部件的高质高效生产贡献力量。在当前的汽车装配流水线采用固定的设备和程序，只适合某一种车型的大批量生产，而对于越来越多样化的定制车型等不同的消费者要求，或少量需求车型的生产，往往需要车型混合生产，如果使用单一的设备和程序，出现操作错误的概率较大，而且生产效率低，制造成本高。

汽车零部件装配流水线的程序数量多，现有技术中，准确地对应每个零件的供货商，量化某个零件的供货质量并匹配对应的维修方式是比较困难的，组装车辆使用的零部件不可胜数，如果无法跟踪和检验零部件，可能导致这些零部件组装在车辆上之后发生损坏或故障，无法找到对应的生产商来进行专业的处理，或者零部件需要替换，而替换后的零部件与原零部件差别较大，这些情况的出现都会导致车辆整体的性能问题，也会很大影响消费者的生活，引起诸多问题。

在现代流水线中常常用到AGV小车之类的运输用设备，因为其具有安全保护以及各种运载功能，所以被广泛使用于各种生产制造的物料运送。实际生产装配过程中，零部件的使用情况不定，多个运输车同时工作，零部件运输时间点、运输车位置等都属于不定因素，运输车的零部件运输很难做到精确，且运输车的运输过程缺少记录，容易混乱。现有技术主要是运输车具有固定的工作流程，其移动时间和取送零部件地点都已确定；这样固定的运输流程会导致装配设备需要使用零部件时运输车没有将零部件送达，或运输车空载进行运输等情况，从而影响生产效率。

发明内容

本发明是为了解决上述问题提供的一种基于物联网和区块链的汽车零部件溯源方法及系统。

一种基于物联网和区块链的汽车零部件溯源方法，包括以下步骤：

向中心组织处理模块输入汽车组装流程和零部件库存信息，中心组织处理模块向零部件信息储存模块查询零部件及其生产厂家、生产编号、要素表和安装规范；

中心组织处理模块通过物联网系统查看汽车装配流水线的状态，当汽车装配流水线中的装配设备处于非工作状态时，中心组织处理模块生成操作命令；

输送控制模块接收中心组织处理模块发布的操作命令，对待装配零部件的生产厂家、生产编号、要素表和安装规范进行识别，并按照中心组织处理模块发布的操作命令控制汽车装配流水线中的智能运输车将待装配零部件输送至相应的装配设备；

装配确认模块对装配设备上的零件进行检测，完成后按照汽车组装流程和零部件的安装规范向装配设备发出夹持、定位零部件的动作命令，并向中心组织处理模块发送准备就绪信号；

中心组织处理模块收到汽车装配流水线上的所有装配设备的准备就绪信号后控制汽车装配流水线完成对汽车的装配，并将每一个装配设备对应的操作命令保存至区块链；当汽车零部件出现问题时，中心组织处理模块通过区块链查询相应的操作命令，从中得到该零部件的生产厂家和生产编号，并提供给消费者与汽车供应商。

一种基于物联网和区块链的汽车零部件溯源系统包括：

零部件信息储存模块，用于储存零部件的生产厂家、生产编号、要素表和安装规范；

中心组织处理模块，用于接收汽车组装流程和零部件库存信息，向零部件信息储存模块查询零部件及其生产厂家、生产编号、要素表和安装规范，通过物联网系统查看汽车装配流水线的状态，当汽车装配流水线中的装配设备处于非工作状态时生成操作命令；并在收到汽车装配流水线上的所有装配设备的准备就绪信号后控制汽车装配流水线完成对汽车的装配，并将每一个装配设备对应的操作命令保存至区块链；当汽车零部件出现问题时，通过区块链查询相应的操作命令，从中得到该零部件的生产厂家和生产编号，并提供给消费者与汽车供应商；

输送控制模块，用于接收中心组织处理模块发布的操作命令，对待装配零部件的生产厂家、生产编号、要素表和安装规范进行识别，并按照中心组织处理模块发布的操作命令控制汽车装配流水线中的智能运输车将待装配零部件输送至相应的装配设备；

装配确认模块，用于对装配设备上的零件进行检测，完成后按照汽车组装流程和零部件的安装规范向装配设备发出夹持、定位零部件的动作命令，并向中心组织处理模块发送准备就绪信号。

本发明通过将区块链和物联网技术成熟运用汽车生产部件中，基于物联网和区块链的汽车零部件溯源系统通过各模块之间的智能化运作，能够满足定制车型或其它不同的消费者需求，或少量车型的混合生产；通过中心组织处理模块结合物联网系统的控制，实现了零件自动识别、定位、快速切换，降低了系统错误的产生，提高了生产效率，而且降低了装配成本；在零部件需要替换时，通过对替换件和原零件的洛氏硬度值检测，保证了两零件的替换性达到一定要求，在替换后整车的运行不会因此受到影响，达到一个良好的维修与替换效果；系统结合区块链对零部件信息的储存，当汽车零部件出现问题时，能够查询到该零部件的相关信息提供给消费者与汽车供应商，达到了良好的零部件溯源效果。

在运输线中利用智能运输车对零部件进行运输，结合装配设备的工作情况具体位置，将运输车的工作程序智能调整，并且将每个智能运输车的每一条运输线路记录下来，便于管理，不会出现装配设备需要使用零部件时运输车没有将零部件送达，或运输车空载进行运输等情况，这样生产效率得到了保证，而且也是一个重要零部件的溯源节点，在零部件出现故障是能够精确到装配流水线中进行溯源。

附图说明

图1是本发明溯源系统的系统示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步的说明：

一种基于物联网和区块链的汽车零部件溯源方法，其特征在于，包括以下步骤：

向中心组织处理模块输入汽车组装流程和零部件库存信息，中心组织处理模块向零部件信息储存模块查询零部件及其生产厂家、生产编号、要素表和安装规范；

中心组织处理模块通过物联网系统查看汽车装配流水线的状态，当汽车装配流水线中的装配设备处于非工作状态时，中心组织处理模块生成操作命令；所述操作命令包括装配设备的设备编号、对应待装配零部件的生产厂家、生产编号、要素表和安装规范。

输送控制模块接收中心组织处理模块发布的操作命令，对待装配零部件的生产厂家、生产编号、要素表和安装规范进行识别，并按照中心组织处理模块发布的操作命令控制汽车装配流水线中的智能运输车将待装配零部件输送至相应的装配设备，具体步骤如下：

步骤1：获取装配设备可以开始工作的时间，并将所述可以开始工作时间之前N分钟设置为运输开始时间，所述运输开始时间N具体根据智能运输车工作情况确定；

步骤2：对所有目前无零部件运输任务的智能运输车进行定位；

步骤3：在到达运输开始时间时，向距离待装配零部件位置最近的无零部件运输任务的智能运输车发送运输开始命令；

步骤4：所述智能运输车接收运输开始命令后向输送控制模块反馈开始运输信号，并显示状态为零部件运输第一阶段；

步骤5：智能运输车将待装配零部件运输至零部件集散区域，所述智能运输车向输送控制模块反馈运输暂停信号，并显示状态为零部件运输第二阶段。

步骤6：对所有状态为零部件运输第二阶段的智能运输车进行定位；

步骤7：到达装配设备可以开始工作的时间时，向距离装配设备位置最近且处于零部件运输第二阶段的智能运输车发送零部件分配命令；

步骤8：所述智能运输车将待装配零部件运输到对应所述装配设备。

装配确认模块对装配设备上的零件进行检测，完成后按照汽车组装流程和零部件的安装规范向装配设备发出夹持、定位零部件的动作命令，并向中心组织处理模块发送准备就绪信号；

中心组织处理模块收到汽车装配流水线上的所有装配设备的准备就绪信号后控制汽车装配流水线完成对汽车的装配，并将每一个装配设备对应的操作命令保存至区块链；当汽车零部件出现问题时，中心组织处理模块通过区块链查询相应的操作命令，从中得到该零部件的生产厂家和生产编号，并提供给消费者与汽车供应商。

进一步地，系统对智能运输车的运输路径进行管理：

在待装配零部件区域和装配设备区域间设置n个检查点，获得经过检查点C_n的第a辆智能运输车的车辆编号V_a、经过时间T_a，经过该检查点的智能运输车总数为A；将所述第a辆智能运输车的经过检查点C_n的参数组成数据集X_n＝(V_a,T_a,C_n)；

将所述第a辆智能运输车经过的所有检查点得到的上述数据集按照顺序组成路径记录：

R_a＝{X₁,X₂,…,X_n-1,X_n}

R_a即为第a辆智能运输车的运输路径记录数据，将每一条运输路径记录数据与对应的智能运输车的车辆编号V_a一起储存至区块链中。

当汽车零部件出现问题需要替换时，装配确认模块先对装配设备上的原零部件进行检测，并根据替换件的洛氏硬度值检测其与原零部件的综合替换率，具体步骤为：

选取与原零部件相同型号的零部件作为可替换件，在可替换件和原零部件的表面对应位置分别取一个10mm×10mm的区域，从一顶点开始每隔1mm在包含边界的区域内分别取121个点，测量每一个点的洛氏硬度值，并计算该区域的平均洛氏硬度值，根据两零部件表面的硬度值计算两选取区域的替换率：

其中，St为两选取区域的替换率，Hp_a和Hr_a分别表示两选取区域内对应点的洛氏硬度值(a＝1,2,…,121)，HP和HR分别表示两选取区域的平均洛氏硬度值；

在两零部件表面对应选取多个不同的上述区域并取平均值，作为两零件的综合替换率，使用综合替换率最大的可替换件对原零部件进行替换。

本实施例还提供了一种基于物联网和区块链的汽车零部件溯源系统，包括：

零部件信息储存模块，用于储存零部件的生产厂家、生产编号、要素表和安装规范；

中心组织处理模块，用于接收汽车组装流程和零部件库存信息，向零部件信息储存模块查询零部件及其生产厂家、生产编号、要素表和安装规范，通过物联网系统查看汽车装配流水线的状态，当汽车装配流水线中的装配设备处于非工作状态时生成操作命令；并在收到汽车装配流水线上的所有装配设备的准备就绪信号后控制汽车装配流水线完成对汽车的装配，并将每一个装配设备对应的操作命令保存至区块链；当汽车零部件出现问题时，通过区块链查询相应的操作命令，从中得到该零部件的生产厂家和生产编号，并提供给消费者与汽车供应商；

输送控制模块，用于接收中心组织处理模块发布的操作命令，对待装配零部件的生产厂家、生产编号、要素表和安装规范进行识别，并按照中心组织处理模块发布的操作命令控制汽车装配流水线中的智能运输车将待装配零部件输送至相应的装配设备；

装配确认模块，用于对装配设备上的零件进行检测，完成后按照汽车组装流程和零部件的安装规范向装配设备发出夹持、定位零部件的动作命令，并向中心组织处理模块发送准备就绪信号。

Claims (6)

1.一种基于物联网和区块链的汽车零部件溯源方法，其特征在于，包括以下步骤：

向中心组织处理模块输入汽车组装流程和零部件库存信息，中心组织处理模块向零部件信息储存模块查询零部件及其生产厂家、生产编号、要素表和安装规范；

中心组织处理模块通过物联网系统查看汽车装配流水线的状态，当汽车装配流水线中的装配设备处于非工作状态时，中心组织处理模块生成操作命令；

输送控制模块接收中心组织处理模块发布的操作命令，对待装配零部件的生产厂家、生产编号、要素表和安装规范进行识别，并按照中心组织处理模块发布的操作命令控制汽车装配流水线中的智能运输车将待装配零部件输送至相应的装配设备；

装配确认模块对装配设备上的零件进行检测，完成后按照汽车组装流程和零部件的安装规范向装配设备发出夹持、定位零部件的动作命令，并向中心组织处理模块发送准备就绪信号；

中心组织处理模块收到汽车装配流水线上的所有装配设备的准备就绪信号后控制汽车装配流水线完成对汽车的装配，并将每一个装配设备对应的操作命令保存至区块链；当汽车零部件出现问题时，中心组织处理模块通过区块链查询相应的操作命令，从中得到该零部件的生产厂家和生产编号，并提供给消费者与汽车供应商。

2.根据权利要求1所述的基于物联网和区块链的汽车零部件溯源方法，其特征在于，所述按照中心组织处理模块发布的操作命令控制汽车装配流水线中的智能运输车将待装配零部件输送至相应的装配设备的具体步骤为：

步骤1：获取装配设备可以开始工作的时间，并将所述可以开始工作时间之前N分钟设置为运输开始时间；

步骤2：对所有目前无零部件运输任务的智能运输车进行定位；

步骤3：在到达运输开始时间时，向距离待装配零部件位置最近的无零部件运输任务的智能运输车发送运输开始命令；

步骤4：所述智能运输车接收运输开始命令后向输送控制模块反馈开始运输信号，并显示状态为零部件运输第一阶段；

步骤5：智能运输车将待装配零部件运输至零部件集散区域，所述智能运输车向输送控制模块反馈运输暂停信号，并显示状态为零部件运输第二阶段；

步骤6：对所有状态为零部件运输第二阶段的智能运输车进行定位；

步骤7：到达装配设备可以开始工作的时间时，向距离装配设备位置最近且处于零部件运输第二阶段的智能运输车发送零部件分配命令；

步骤8：所述智能运输车将待装配零部件运输到对应所述装配设备。

3.根据权利要求2所述的基于物联网和区块链的汽车零部件溯源方法，其特征在于，对智能运输车的运输路径进行管理，具体内容为：

在待装配零部件区域和装配设备区域间设置n个检查点，获得经过检查点C_n的第a辆智能运输车的车辆编号V_a、经过时间T_a，经过该检查点的智能运输车总数为A；将所述第a辆智能运输车的经过检查点C_n的参数组成数据集X_n＝(V_a,T_a,C_n)；

将所述第a辆智能运输车经过的所有检查点得到的上述数据集按照顺序组成路径记录：

R_a＝{X₁,X₂,…,X_n-1,X_n}

R_a即为第a辆智能运输车的运输路径记录数据，将每一条运输路径记录数据与对应的智能运输车的车辆编号V_a一起储存至区块链中。

4.根据权利要求1所述的基于物联网和区块链的汽车零部件溯源方法，其特征在于，当汽车零部件出现问题需要替换时，装配确认模块先对装配设备上的原零部件进行检测，并根据替换件的洛氏硬度值检测其与原零部件的综合替换率，具体步骤为：

选取与原零部件相同型号的零部件作为可替换件，在可替换件和原零部件的表面对应位置分别取一个10mm×10mm的区域，从一顶点开始每隔1mm在包含边界的区域内分别取121个点，测量每一个点的洛氏硬度值，并计算该区域的平均洛氏硬度值，根据两零部件表面的硬度值计算两选取区域的替换率：

其中，St为两选取区域的替换率，Hp_a和Hr_a分别表示两选取区域内对应点的洛氏硬度值(a＝1,2,…,121)，HP和HR分别表示两选取区域的平均洛氏硬度值；

在两零部件表面对应选取多个不同的上述区域并取平均值，作为两零件的综合替换率，使用综合替换率最大的可替换件对原零部件进行替换。

5.根据权利要求1所述的基于物联网和区块链的汽车零部件溯源方法，其特征在于，所述操作命令包括装配设备的设备编号、对应待装配零部件的生产厂家、生产编号、要素表和安装规范。

6.一种基于权利要求1-5任一权利要求所述基于物联网和区块链的汽车零部件溯源系统，其特征在于，包括：

零部件信息储存模块，用于储存零部件的生产厂家、生产编号、要素表和安装规范；

中心组织处理模块，用于接收汽车组装流程和零部件库存信息，向零部件信息储存模块查询零部件及其生产厂家、生产编号、要素表和安装规范，通过物联网系统查看汽车装配流水线的状态，当汽车装配流水线中的装配设备处于非工作状态时生成操作命令；并在收到汽车装配流水线上的所有装配设备的准备就绪信号后控制汽车装配流水线完成对汽车的装配，并将每一个装配设备对应的操作命令保存至区块链；当汽车零部件出现问题时，通过区块链查询相应的操作命令，从中得到该零部件的生产厂家和生产编号，并提供给消费者与汽车供应商；

输送控制模块，用于接收中心组织处理模块发布的操作命令，对待装配零部件的生产厂家、生产编号、要素表和安装规范进行识别，并按照中心组织处理模块发布的操作命令控制汽车装配流水线中的智能运输车将待装配零部件输送至相应的装配设备；

装配确认模块，用于对装配设备上的零件进行检测，完成后按照汽车组装流程和零部件的安装规范向装配设备发出夹持、定位零部件的动作命令，并向中心组织处理模块发送准备就绪信号。

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