煙草行業(yè)產(chǎn)品物聯(lián)網(wǎng)研究

武寶生

摘要：本文首先介紹了煙草產(chǎn)業(yè)制造過(guò)程的控制，并從原理上介紹了煙草行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的控制的應(yīng)用和管理。

關(guān)鍵詞：煙草行業(yè)；物聯(lián)網(wǎng)

以煙草產(chǎn)業(yè)的六大產(chǎn)業(yè)鏈為基礎(chǔ)，采用互聯(lián)網(wǎng)+的模式打造煙草產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)。按照業(yè)務(wù)流程，分別建立相應(yīng)業(yè)務(wù)模塊，各業(yè)務(wù)間互聯(lián)互通。通過(guò)傳感器等設(shè)備采集數(shù)據(jù)，發(fā)往小型基站，由基站集中傳輸給數(shù)據(jù)管理中心和云端服務(wù)器。控制中心的用戶可以通過(guò)電腦或者智能終端訪問(wèn)云端服務(wù)器，上傳數(shù)據(jù)。

1.煙草種植/田間管理

實(shí)現(xiàn)對(duì)煙草種植環(huán)節(jié)全天候、全過(guò)程、全要素的過(guò)程控制和管理。

土地資源的監(jiān)測(cè)：通過(guò)國(guó)家衛(wèi)星或無(wú)人機(jī)對(duì)種植遙測(cè)種植面積，在代表性地塊采用采用土壤墑情傳感器，采集土壤濕度等。

生長(zhǎng)環(huán)境的監(jiān)測(cè)：用生長(zhǎng)環(huán)境傳感器，采集溫度，濕度，光照度，雨量，空氣質(zhì)量。

種植過(guò)程的管理：采用訂制智能終端，實(shí)現(xiàn)煙葉標(biāo)準(zhǔn)種植技術(shù)規(guī)范的管理和指導(dǎo)，記錄煙草種植過(guò)程的追溯數(shù)據(jù)（品種，種植戶，煙輔員，水肥藥使用記錄，產(chǎn)地，產(chǎn)量標(biāo)簽，煙葉ID）。

2.初烤/過(guò)程控制

烤煙過(guò)程的監(jiān)測(cè)：采用分布式溫濕度傳感器采集溫濕度數(shù)據(jù)，采集烤房位置和操作人員等。

設(shè)置在烤房裝煙室的分布式溫濕度傳感器將實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇痉咳旱男⌒突?，由基站集中傳輸給操作員手持無(wú)線控制終端，并通過(guò)2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)管理中心。操作員的無(wú)線控制終端可以及時(shí)監(jiān)測(cè)和控制烤房加熱室、裝煙室和送風(fēng)通風(fēng)排濕設(shè)備，保障烤房按照規(guī)范溫濕度變化曲線完成標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程。

3.初烤煙葉貨場(chǎng)堆垛存儲(chǔ)/過(guò)程控制

初烤煙葉堆垛存儲(chǔ)過(guò)程的監(jiān)測(cè)：使用分布式溫濕度傳感器、集總式溫濕度傳感器、儲(chǔ)環(huán)境傳感器采集溫濕度數(shù)據(jù)，采集煙垛霉變信息，采集煙垛位置等。

放置在煙垛各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的分布式溫濕度傳感器將實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆O(shè)置在烤場(chǎng)煙垛倉(cāng)儲(chǔ)適當(dāng)區(qū)域的小型基站，由該基站集中傳輸?shù)綌?shù)據(jù)管理中心。管理員通過(guò)電腦、移動(dòng)工作終端即可監(jiān)測(cè)煙實(shí)時(shí)垛內(nèi)溫濕度變化情況，及時(shí)查找重點(diǎn)關(guān)注煙垛，預(yù)測(cè)煙垛內(nèi)狀況變化趨勢(shì)，保障按照規(guī)范控制煙垛內(nèi)的溫濕度狀況，按需翻垛，降低養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，最大限度地減少霉變和碳化的損失。

4.復(fù)烤/過(guò)程控制

⑴、省局（公司）牽頭建立原煙信息芯片管理系統(tǒng)，每片芯片對(duì)應(yīng)一件原煙并根據(jù)原煙的基礎(chǔ)信息建立以每件為單位的煙葉檔案。芯片中的信息包括煙葉品種、煙葉產(chǎn)地（可細(xì)化到收購(gòu)站點(diǎn)），煙葉等級(jí)、生產(chǎn)年份、成包時(shí)間、化學(xué)成分、含水率、重量等。

⑵、該芯片上一產(chǎn)業(yè)鏈傳遞的每件煙葉的產(chǎn)地、等級(jí)、生產(chǎn)年份、成包時(shí)間等相關(guān)信息并建立煙葉身份檔案數(shù)據(jù)庫(kù)。

⑶、煙葉到達(dá)復(fù)烤廠后，復(fù)烤廠對(duì)每件煙葉的芯片進(jìn)行掃描并讀取芯片中已有的信息，同時(shí)通過(guò)微波水分儀、近紅外化學(xué)成分檢測(cè)儀、電子秤等設(shè)備即時(shí)采集每件煙葉的含水率和化學(xué)成分指標(biāo)、重量的信息并實(shí)時(shí)錄入至芯片中，形成完整的單件煙葉等級(jí)、生產(chǎn)年份、成包時(shí)間、化學(xué)成分、含水率、重量共六個(gè)原煙信息檔案。信息匯總后形成原煙檔案數(shù)據(jù)庫(kù)。

⑷、復(fù)烤企業(yè)根據(jù)煙葉信息檔案，按照卷煙企業(yè)要求進(jìn)行分類存放匯總存放以便于卷煙企業(yè)制定配方加工模塊。

⑸、需加工的煙葉進(jìn)入復(fù)烤車間后，車間工作人員通過(guò)掃描設(shè)備逐件讀取原煙檔案信息并以每個(gè)生產(chǎn)班次為單位形成批次投料單元信息。

⑹、復(fù)烤廠根據(jù)上述班次投料產(chǎn)出的成品與批次單元投料信息進(jìn)行對(duì)應(yīng)分析，建立復(fù)烤成品批次單元信息并提供給卷煙企業(yè)，基本實(shí)現(xiàn)煙葉信息的可追溯性。

⑺、需挑選煙葉以每個(gè)挑選班次為一個(gè)批次單位記錄變更該批煙葉的檔案信息變化情況。

⑻、卷煙企業(yè)根據(jù)實(shí)際情況建立卷煙原料可追溯單元信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)單批次卷煙原料從卷煙市場(chǎng)端可追溯至進(jìn)廠煙葉原料并進(jìn)一步追溯至煙葉產(chǎn)區(qū)。

4.3報(bào)表生成：

該模塊匯總生成某復(fù)烤廠原煙入庫(kù)交接數(shù)量日?qǐng)?bào)表，原煙庫(kù)存日?qǐng)?bào)表、煙葉挑選日?qǐng)?bào)表、選后煙庫(kù)存日?qǐng)?bào)表、復(fù)烤加工產(chǎn)量日?qǐng)?bào)表、成品庫(kù)存日?qǐng)?bào)表、成品發(fā)運(yùn)日?qǐng)?bào)表。

5.復(fù)烤煙葉成品倉(cāng)儲(chǔ)醇化/過(guò)程控制

實(shí)現(xiàn)復(fù)烤煙葉成品倉(cāng)儲(chǔ)醇化完整過(guò)程記錄，實(shí)時(shí)管理控制。

復(fù)烤煙葉成品倉(cāng)儲(chǔ)醇化過(guò)程的監(jiān)測(cè)：采用分布式溫濕度傳感器、磷化氫氣體濃度探測(cè)傳感器、集總式溫濕度傳感器、倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)境傳感器，采集溫度，濕度，磷化氫濃度、光照度，雨量，空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)。

放置在復(fù)烤煙葉成品倉(cāng)庫(kù)以及成品煙堆內(nèi)各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的分布式或集總式溫濕度傳感器將實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆O(shè)置在倉(cāng)儲(chǔ)適當(dāng)區(qū)域的小型基站，由該基站集中傳輸給數(shù)據(jù)管理中心。管理員的無(wú)線控制終端可以及時(shí)監(jiān)測(cè)和控制倉(cāng)內(nèi)的溫濕度變化情況，使之趨向最佳醇化狀態(tài)。監(jiān)測(cè)蟲(chóng)情發(fā)展情況，確定殺蟲(chóng)劑濃度，通過(guò)監(jiān)測(cè)磷化氫濃度及時(shí)評(píng)估殺蟲(chóng)效果。

數(shù)據(jù)管理中心記錄醇化過(guò)程的追溯數(shù)據(jù)（醇化庫(kù)ID，醇化庫(kù)溫、濕度，磷化氫濃度，環(huán)境溫度，濕度，光照度，雨量，空氣質(zhì)量，片煙煙箱條碼ID，打葉復(fù)烤批次代號(hào)：產(chǎn)地，等級(jí)等）。除了記錄和存儲(chǔ)采集到的數(shù)據(jù)，同時(shí)按事先設(shè)置的流程和權(quán)限將有關(guān)數(shù)據(jù)和狀態(tài)傳輸給相關(guān)控制，管理和業(yè)務(wù)人員，指導(dǎo)并記錄其實(shí)施執(zhí)行的過(guò)程和結(jié)果。

6.卷煙/過(guò)程控制

設(shè)備控制層：在復(fù)烤廠建立打葉復(fù)烤智能化生產(chǎn)線，運(yùn)用數(shù)字化控制，信息化手段，實(shí)現(xiàn)集中控制和管理；集中監(jiān)控層：參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和最新的計(jì)算機(jī)技術(shù)，應(yīng)用模塊化、人機(jī)界面規(guī)范化和高可靠性和實(shí)時(shí)性的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控和監(jiān)測(cè)；生產(chǎn)管理層：作為MES的一部分，參與生產(chǎn)控制，對(duì)采集的信息進(jìn)行收集、整理和分析，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)調(diào)度，管理設(shè)備，為上層提供數(shù)據(jù)。通過(guò)三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將數(shù)據(jù)收集整理分析，發(fā)送給數(shù)據(jù)中心，用戶可以看到每個(gè)批次的產(chǎn)量、質(zhì)量、能耗和運(yùn)行效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃宇紅.基于RFID技術(shù)的現(xiàn)代煙草物流應(yīng)用研究[J].湖南煙草，2008（5）：39-41

[2]煙草為煙草物流安上“數(shù)字眼”[J].計(jì)算機(jī)世界，2008（8）：A15