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)制造控制過程，并從原理上介紹了煙草行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的控制應(yīng)用和管理。

關(guān)鍵詞：煙草行業(yè) 物聯(lián)網(wǎng)

一、煙草種植，田間管理

實現(xiàn)對煙草種植環(huán)節(jié)全天侯、全過程、全要素的過程控制和管理。

土地資源的監(jiān)測：通過國家衛(wèi)星或無人機對種植遙測種植面積，在代表性地塊采用采用土壤墑情傳感器，采集土壤濕度等。

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

種植過程的管理：采用訂制智能終端，實現(xiàn)煙葉標準種植技術(shù)規(guī)范的管理和指導(dǎo)，記錄煙草種植過程的追溯數(shù)據(jù)。

建立煙田、煙農(nóng)，煙草種植技術(shù)輔導(dǎo)機構(gòu)及人員基本情況信息庫并以精準GIS 3D模型展現(xiàn)。將煙田采集的煙葉生長過程參數(shù)和煙草種植過程記錄和參數(shù)實時傳送數(shù)據(jù)中心。建立種植管理知識庫/專家系統(tǒng)并動態(tài)完善。

二、初烤/過程控制

烤煙過程的監(jiān)測：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時采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇痉咳旱男⌒突居苫炯袀鬏斀o操作員手持無線控制終端，并通過2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)實時傳輸?shù)綌?shù)據(jù)管理中心。操作員的無線控制終端可以及時監(jiān)測和控制烤房加熱室、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準過程。

數(shù)據(jù)管理中心記錄初烤過程的追溯數(shù)據(jù)。除了記錄和存儲采集到的數(shù)據(jù)，同時按事先設(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，管理和操作人員，指導(dǎo)并記錄其實施執(zhí)行的過程和結(jié)果?？緹熯^程控制數(shù)據(jù)完整記錄，不斷充實烤房過程控制的知識庫和專家系統(tǒng)，為逐步升級為全自動的智能烤房奠定基礎(chǔ)。

三、初烤煙葉貨場堆垛存儲，過程控制

初烤煙葉堆垛存儲過程的監(jiān)測：使用分布式濕濕度傳感器、集總式溫濕度傳感器、儲環(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。

放置在煙垛各個觀測點的分布式溫濕度傳感器將實時采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆O(shè)置在烤場煙垛倉儲適當區(qū)域的小型基站，由該基站集中傳輸?shù)綌?shù)據(jù)管理中心。管理員通過電腦、移動工作終端即可監(jiān)測煙實時垛內(nèi)溫濕度變化情況，及時查找重點關(guān)注煙垛，預(yù)測煙垛內(nèi)狀況變化趨勢，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)護費用，最大限度地減少霉變和碳化的損失。

數(shù)據(jù)管理中心記錄堆垛過程的追溯數(shù)據(jù)。除了記錄和存儲采集到的數(shù)據(jù)，同時按事先設(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)并記錄其實施執(zhí)行的過程和結(jié)果。煙垛儲存過程管理數(shù)據(jù)的完整記錄不僅是以后產(chǎn)出成品的追溯依據(jù)，還可不斷充實煙垛儲存過程控制的知識庫和專家系統(tǒng)。

四、復(fù)烤，過程控制

1.功能介紹

（1）實現(xiàn)煙葉原料及復(fù)烤加工產(chǎn)出成品基礎(chǔ)信息的采集、匯總和分析，編制煙葉挑選、復(fù)烤加工、成品發(fā)運等生產(chǎn)調(diào)度指令。

（2）在打葉復(fù)烤加工環(huán)節(jié)實現(xiàn)煙葉信息的補充和完善，為實現(xiàn)煙葉信息在卷煙市場 卷煙企業(yè) 復(fù)烤企業(yè) 產(chǎn)區(qū)公司整條煙葉流通環(huán)節(jié)上的可追溯性奠定基礎(chǔ)。

（31通過對原煙基礎(chǔ)信息的分析及復(fù)烤廠數(shù)字化配方庫的使用實現(xiàn)原煙的分類存儲，為卷煙企業(yè)模塊化配方提供信息支撐。

2.構(gòu)建流程：

（1）省局（公司）牽頭建立原煙信息芯片管理系統(tǒng)，每片芯片對應(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，煙葉等級、生產(chǎn)年份、成包時間、化學(xué)成分、含水率、重量等。

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

（3）煙葉到達復(fù)烤廠后，復(fù)烤廠對每件煙葉的芯片進行掃描并讀取芯片中已有的信息，同時通過微波水分儀、近紅外化學(xué)成分檢測儀、電子秤等設(shè)備即時采集每件煙葉的含水率和化學(xué)成分指標、重量的信息并實時錄入至芯片中，形成完整的單件煙葉等級、生產(chǎn)年份、成包時間、化學(xué)成分、含水率、重量共六個原煙信息檔案。信息匯總后形成原煙檔案數(shù)據(jù)庫。

（4）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。

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

（6）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行對應(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)，基本實現(xiàn)煙葉信息的可追溯性。

（7）需挑選煙葉以每個挑選班次為一個批次單位記錄變更該批煙葉的檔案信息變化情況。即將進入挑選場地進行挑選作業(yè)的單批次原煙信息全部歸零，挑選產(chǎn)出后的煙葉重新逐件錄入基礎(chǔ)信息并建立選后煙葉檔案。該批次挑選后煙葉檔案中的產(chǎn)地和生產(chǎn)年份信息按照對應(yīng)投選批次的產(chǎn)地和生產(chǎn)年份所占比例情況對應(yīng)錄入，煙葉等級、成包時間、化學(xué)成分、重量等四項指標根據(jù)實際情況及再次的檢測結(jié)果錄入并形成挑選后煙葉檔案。該工作模式可基本實現(xiàn)原煙進行挑選作業(yè)后的批次可追溯性。

（8）卷煙企業(yè)根據(jù)實際情況建立卷煙原料可追溯單元信息系統(tǒng)，實現(xiàn)單批次卷煙原料從卷煙市場端可追溯至進廠煙葉原料并進一步追溯至煙葉產(chǎn)區(qū)。

（9）報表生成：

該模塊匯總生成某復(fù)烤廠原煙入庫交接數(shù)量日報表，原煙庫存日報表、煙葉挑選日報表、選后煙庫存日報表、復(fù)烤加工產(chǎn)量日報表、成品庫存日報表、成品發(fā)運日報表。

五、復(fù)烤煙葉成品倉儲醇化，過程控制

復(fù)烤煙葉成品倉儲醇化過程的監(jiān)測：采用分布式溫濕度傳感器、磷化氫氣體濃度探測傳感器、集總式溫濕度傳感器、倉儲環(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)烤煙葉成品倉庫以及成品煙堆內(nèi)各個觀測點的分布式或集總式溫濕度傳感器將實時采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆O(shè)置在倉儲適當區(qū)域的小型基站，由該基站集中傳輸給數(shù)據(jù)管理中心。管理員的無線控制終端可以及時監(jiān)測和控制倉內(nèi)的溫濕度變化情況，使之趨向最佳醇化狀態(tài)。監(jiān)測蟲情發(fā)展情況，確定殺蟲劑濃度，通過監(jiān)測磷化氫濃度及時評估殺蟲效果。

數(shù)據(jù)管理中心記錄醇化過程的追溯數(shù)據(jù)。除了記錄和存儲采集到的數(shù)據(jù)，同時按事先設(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)并記錄其實施執(zhí)行的過程和結(jié)果。復(fù)烤煙葉成品倉儲醇化過程管理數(shù)據(jù)的完整記錄，不僅是以后產(chǎn)出成品的追溯依據(jù)，還可不斷充實煙葉成品倉儲醇化過程控制的知識庫和專家系統(tǒng)。

六、卷煙，過程控制

采集制絲線上的生產(chǎn)參數(shù)、質(zhì)量參數(shù)、設(shè)備參數(shù)、能源參數(shù)等。

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，運用數(shù)字化控制，信息化手段，實現(xiàn)集中控制和管理;集中監(jiān)控層：參照國際標準和最新的計算機技術(shù)，應(yīng)用模塊化、人機界面規(guī)范化和高可靠性和實時性的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實現(xiàn)智能監(jiān)控和監(jiān)測;生產(chǎn)管理層：作為MES的一部分，參與生產(chǎn)控制，對采集的信息進行收集、整理和分析，實現(xiàn)生產(chǎn)調(diào)度，管理設(shè)備，為上層提供數(shù)據(jù)。通過三層網(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，用戶可以看到每個批次的產(chǎn)量、質(zhì)量、能耗和運行效率。

七、結(jié)束語

總之，通過在煙草六大產(chǎn)業(yè)鏈上建立的這些模塊，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)全信息追溯。最終實現(xiàn)煙葉公司、復(fù)烤公司、工業(yè)客戶在煙葉生產(chǎn)、打葉復(fù)烤質(zhì)量追溯方面建立完整的信息鏈，保證卷煙品牌的品質(zhì)和特性，保障卷煙工業(yè)企業(yè)需求，為卷煙品牌發(fā)展提供原料保障。是互聯(lián)網(wǎng)+在煙草行業(yè)應(yīng)用的典范。

參考文獻

[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]。計算機世界，2008 （8）：A15