程宏遠(yuǎn) 李軍國 薛 敏

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所飼料加工創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，北京100081）

1 我國水產(chǎn)膨化飼料生產(chǎn)管理技術(shù)現(xiàn)狀

我國飼料產(chǎn)量自2011 年起成為全球第一，2018年飼料總產(chǎn)量達(dá)2.28億噸，產(chǎn)值8 872億元(飼料工業(yè)年鑒，2019)。飼料產(chǎn)品質(zhì)量和安全不僅取決于飼料原料和配方，生產(chǎn)加工過程也非常關(guān)鍵，畢竟，任何配方都需要經(jīng)過生產(chǎn)加工后才可以大規(guī)模使用，先進(jìn)合理的生產(chǎn)管理工藝與設(shè)備配置不僅可以提高生產(chǎn)效率，降低能耗，還可以提高飼料的營養(yǎng)價(jià)值和利用效率，保證飼料產(chǎn)品質(zhì)量和安全性(Ma等，2018；楊潔等，2019)。我國飼料工業(yè)發(fā)展的三大環(huán)節(jié)——原料生產(chǎn)、飼料機(jī)械裝備和飼料生產(chǎn)企業(yè)在技術(shù)研發(fā)應(yīng)用環(huán)節(jié)存在相互脫節(jié)，難以協(xié)調(diào)一致發(fā)展的難題，同時(shí)，飼料生產(chǎn)線的單元設(shè)備集成技術(shù)也亟需改善。我國飼料裝備的智能化與歐美發(fā)達(dá)國家相比，技術(shù)水平相差甚遠(yuǎn)。在原料多元性配方模式下，水產(chǎn)膨化飼料生產(chǎn)的難度加大，需要檢測、采集和調(diào)控更多的工藝過程參數(shù)和更靈活的控制方案及設(shè)備，以及基于多維度分析（multi-scale analysis）的數(shù)據(jù)分析支持，才能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、自動(dòng)調(diào)整關(guān)鍵加工參數(shù)，保證穩(wěn)定高效生產(chǎn)。目前，絕大部分飼料生產(chǎn)仍為勞動(dòng)密集型，自動(dòng)化程度較低。特別在新冠病毒疫情常態(tài)化的影響下，勞動(dòng)密集型企業(yè)復(fù)工復(fù)產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)較大，此次疫情也將進(jìn)一步推動(dòng)我國飼料生產(chǎn)遠(yuǎn)程化控制和智能化裝備的需求和發(fā)展。

隨著人口不斷增加，人類對畜牧產(chǎn)品需求是剛需，飼料是社會(huì)食品供應(yīng)鏈中不可或缺的一環(huán)，因此動(dòng)物飼料的市場發(fā)展空間仍然很大。我國水產(chǎn)飼料年產(chǎn)量2 000萬噸。而我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大型水產(chǎn)膨化飼料加工裝備生產(chǎn)歷史僅有10 余年，但發(fā)展迅速，目前特種水產(chǎn)動(dòng)物均已普遍采用擠壓膨化工藝生產(chǎn)，總產(chǎn)量超過500萬噸(飼料工業(yè)年鑒，2019)。膨化工藝生產(chǎn)的飼料利用效率顯著高于傳統(tǒng)的環(huán)模硬顆粒飼料，其節(jié)能減排、提質(zhì)增效的效果明顯(Welker等，2018)。但目前大部分企業(yè)在膨化飼料生產(chǎn)技術(shù)方面仍以經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ綖橹?，生產(chǎn)過程中質(zhì)量不穩(wěn)定，非計(jì)劃停機(jī)問題頻出，數(shù)字化生產(chǎn)管理規(guī)范基本為空白。與此同時(shí)，我國蛋白質(zhì)資源缺乏，飼料原料種類很多，不同原料類型，甚至不同批次及產(chǎn)地原料的加工特性不同都會(huì)造成生產(chǎn)的不穩(wěn)定，生產(chǎn)過程操控難度較大，能耗高。因此，飼料生產(chǎn)企業(yè)需要通過改善管理流程，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本等措施來提高生產(chǎn)的總體技術(shù)水平，其中，利用數(shù)字化技術(shù)改善飼料生產(chǎn)效率是重要的創(chuàng)新之路。

2 水產(chǎn)膨化飼料生產(chǎn)數(shù)字化管理

有效控制生產(chǎn)成本是每個(gè)企業(yè)生產(chǎn)管理的基本要求，是飼料企業(yè)優(yōu)化和改善企業(yè)內(nèi)部管理時(shí)的一個(gè)核心話題，也是構(gòu)建其他管理手段的基礎(chǔ)。在飼料加工生產(chǎn)設(shè)備和過程沒有本質(zhì)性更新條件下，生產(chǎn)成本控制的實(shí)施措施可以包括：精益化管理、數(shù)字化生產(chǎn)、自動(dòng)化控制生產(chǎn)過程等等，這些措施的基礎(chǔ)都是建立在對生產(chǎn)和管理過程數(shù)字化上，也是目前常常說的“新基建”，在此基礎(chǔ)上，決策過程不再是盲目進(jìn)行，而是有數(shù)據(jù)分析支撐。雖然這個(gè)工作方向是整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)的趨勢，但如何在飼料生產(chǎn)線上落實(shí)這些措施還需要針對每個(gè)飼料企業(yè)的具體情況來進(jìn)行。

從基本原理上講，在飼料企業(yè)應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行管理的方法與其他工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)是類似的，飼料生產(chǎn)企業(yè)可以借助其他工業(yè)生產(chǎn)過程成熟的應(yīng)用方案，結(jié)合飼料生產(chǎn)的特征實(shí)施數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用。在實(shí)施企業(yè)數(shù)字化管理方面，目前已經(jīng)逐步實(shí)施的包括ERP 系統(tǒng)，單機(jī)自動(dòng)控制乃至全廠自動(dòng)控制等，甚至在汽車制造、家用電器制造等行業(yè)，全自動(dòng)無人工廠已經(jīng)完全實(shí)現(xiàn)。然而，對水產(chǎn)膨化飼料生產(chǎn)企業(yè)而言，受產(chǎn)品類別多，原料復(fù)雜，操作中參數(shù)變化頻繁等因素限制，如何結(jié)合自身特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化乃至自動(dòng)化控制還十分困難。

2.1 配方與加工參數(shù)有效關(guān)聯(lián)的數(shù)字化

在養(yǎng)殖生產(chǎn)中，飼料占整個(gè)養(yǎng)殖的成本的比例可達(dá)60%～70%，所以，養(yǎng)殖業(yè)對飼料的價(jià)格非常敏感。如果飼料生產(chǎn)企業(yè)大規(guī)模的使用數(shù)字化和自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)，這些技術(shù)應(yīng)用的投資會(huì)可能在短時(shí)間內(nèi)直接導(dǎo)致飼料成本上升，短時(shí)間內(nèi)大規(guī)模投資數(shù)字化解決方案的成本需要在比較長的時(shí)間內(nèi)消化。與此同時(shí)，飼料生產(chǎn)過程中，配方原料成本在飼料產(chǎn)品成本中所占比列為70%～80%，生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行成本占20%～30%。應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)時(shí)應(yīng)該結(jié)合這種成本分配比例的權(quán)重而進(jìn)行，比較改善設(shè)備運(yùn)行效率和改善配方效率的投資后，分階段應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)手段。

2.2 復(fù)雜原料配方模式下的膨化飼料生產(chǎn)瓶頸問題

魚粉是許多水產(chǎn)飼料配方中的重要原料，隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的增長，水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)對魚粉的需求量也逐步升高。聯(lián)合國糧農(nóng)組織2020 年（糧農(nóng)組織，2020）指出：目前全球范圍內(nèi)水產(chǎn)養(yǎng)殖量已經(jīng)超過漁業(yè)捕撈量，全球水產(chǎn)養(yǎng)殖需要以每年9.9%的速度增長，才能填補(bǔ)世界水產(chǎn)品供應(yīng)量。為了維持水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，必須在水產(chǎn)飼料中使用其他蛋白源來替代魚粉。Aas（2019）等報(bào)道，挪威在鮭鱒魚飼料中使用植物蛋白替代魚粉，其飼料中的海洋生物蛋白的含量已經(jīng)逐步下降到了14.5%，如圖1所示。

圖1 魚粉在水產(chǎn)飼料配方中的含量變化（Aas，2019）

商業(yè)飼料中在應(yīng)用某種替代蛋白源前，需進(jìn)行科學(xué)系統(tǒng)的評估，以保障該原料對動(dòng)物食用的有效性和安全的(van Krimpen 等，2019)。從營養(yǎng)的角度來看，替代蛋白源營養(yǎng)成分的組成、質(zhì)量、營養(yǎng)消化率、營養(yǎng)活性因子含量、適口性和污染物濃度都很重要，這些數(shù)據(jù)是飼料原料營養(yǎng)參數(shù)數(shù)據(jù)庫的重要組成。目前，大量的研究報(bào)道證實(shí)在魚蝦飼料中可有效降低魚粉的使用量(Naylor 等，2009；Raveco 等，2013；?verland等，2006、2011、2013；Liang 等，2019；N?kland，2019），但針對不同蛋白原料對膨化飼料顆粒物理質(zhì)量的影響的研究較少。Li 等（2020）研究了黑水虻蛋白替代魚粉的大西洋鮭飼料的加工和飼喂效果，黑水虻蛋白添加量升高后，對飼料顆粒質(zhì)量有顯著負(fù)面影響，因此，現(xiàn)有工藝下生產(chǎn)的飼料顆粒比商業(yè)飼料的物理質(zhì)量低。在飼喂試驗(yàn)中，大西洋鮭對黑水虻蛋白含量較高飼料的消化率也降低。因此，在配方飼料開發(fā)過程中，對這些發(fā)表的研究數(shù)據(jù)都需要利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)對其進(jìn)行收集整理和數(shù)據(jù)化描述。

受飼料原料價(jià)格和來源復(fù)雜性的影響，不斷變化的配方和生產(chǎn)工藝參數(shù)的調(diào)整是水產(chǎn)飼料生產(chǎn)的常態(tài)。實(shí)際生產(chǎn)中，不同批次、不同廠家的原料加工特性會(huì)有顯著差異。如植物蛋白通常較動(dòng)物蛋白具有更高的吸水性和膨脹性，利于加工膨化浮性顆粒飼料，而動(dòng)物蛋白中，含有不同水溶性蛋白的魚粉之間的加工特性也有很大差異（S?rensen，2012）。當(dāng)某些原料價(jià)格波動(dòng)較大時(shí)，也需要實(shí)時(shí)調(diào)整配方。也就是說，水產(chǎn)飼料生產(chǎn)過程中的膨化機(jī)要經(jīng)常應(yīng)對一個(gè)具有波動(dòng)性的“新”配方。在配方調(diào)整和形成過程當(dāng)中，配方師不但需要了解各種原料的基本的營養(yǎng)特征和配方效果，也需要理解“新”配方在飼料生產(chǎn)線上的加工特征。另一方面，膨化機(jī)操作人員也必須迅速根據(jù)“新”配方的特征找到適宜的加工工藝。然而，在飼料加工生產(chǎn)實(shí)踐中，許多“新”配方往往不能在短時(shí)間內(nèi)找到匹配的加工參數(shù)，導(dǎo)致大量的不合格產(chǎn)品，這個(gè)迭代過程有時(shí)會(huì)消耗比較多的人力物力，復(fù)雜多變的配方和原料物理化學(xué)特性是限制水產(chǎn)膨化飼料穩(wěn)定生產(chǎn)的瓶頸問題。構(gòu)建原料營養(yǎng)和加工特性數(shù)據(jù)庫在這個(gè)組建“新”配方和探索“新”配方適配加工工藝過程中可以扮演關(guān)鍵角色。

3 水產(chǎn)膨化飼料生產(chǎn)過程數(shù)字化的框架

隨著5G、大數(shù)據(jù)、AI 等信息化技術(shù)的發(fā)展，通過遠(yuǎn)程控制的少人甚至無人工廠已在食品加工行業(yè)開始應(yīng)用，數(shù)字化技術(shù)在水產(chǎn)膨化飼料生產(chǎn)中的重要性日漸體現(xiàn)。目前在飼料生產(chǎn)過程中，最常見的做法是實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)線上的每一個(gè)物流，能量流，設(shè)備狀態(tài)流，操作人員流的數(shù)據(jù)，并自動(dòng)建立數(shù)據(jù)庫，給出各種數(shù)據(jù)的變化曲線，標(biāo)識(shí)各種設(shè)備的運(yùn)行狀況，分析診斷各種設(shè)備的效率等。但是，這種過于寬泛的數(shù)字化應(yīng)用模式會(huì)直接導(dǎo)致一次性投資過大。在飼料生產(chǎn)線上應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)時(shí)，需要首先圍繞飼料生產(chǎn)的核心進(jìn)行，也就是要圍繞“組建配方效率”和“搜尋適配工藝參數(shù)”兩個(gè)核心工作展開。

圖2 飼料生產(chǎn)的基本特征及數(shù)據(jù)庫構(gòu)架

基于水產(chǎn)膨化飼料生產(chǎn)過程的基本特征，第一步工作是要圍繞飼料生產(chǎn)過程的核心問題建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，其中包括原料配方成分的加工物理性質(zhì)數(shù)據(jù)庫，不同配方的加工特征數(shù)據(jù)庫，配方加工歷史數(shù)據(jù)庫，配方生產(chǎn)加工參數(shù)數(shù)據(jù)庫等，這些數(shù)據(jù)庫是數(shù)字化工作最基本的核心，也是飼料生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)管理中的基本要素（圖2）。

應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)的第二步是在數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上建立數(shù)據(jù)分析功能模塊，如圖2所示。在飼料生產(chǎn)企業(yè)中，各種原料成分的基礎(chǔ)營養(yǎng)數(shù)據(jù)比較齊全，配方師可以依據(jù)這些營養(yǎng)數(shù)據(jù)和原料庫存組成“新”配方，但是，大部分情況下配方師對配方的加工特征還不十分了解，特別是物料的黏彈性、流變性、熱力學(xué)特征等與膨化腔中物理-化學(xué)變化息息相關(guān)(Forte 等，2016)。因此，數(shù)據(jù)庫中需要能夠依據(jù)配方成分對物料的基本物化特性給出初步判斷和分析。另一方面，負(fù)責(zé)飼料生產(chǎn)線的人員需要根據(jù)配方判斷加工工藝參數(shù)，也需要核實(shí)原料儲(chǔ)存是否能夠完成配方的加工，或者加工中途如何更換原料，如何隨著新特性原料的比例調(diào)整加工工藝參數(shù)。在水產(chǎn)飼料生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)經(jīng)理的實(shí)際操作知識(shí)對生產(chǎn)的完成至關(guān)重要。目前，在飼料企業(yè)中，這些配方建立和配方加工，特別是配方膨化加工均依靠配方師和生產(chǎn)經(jīng)理的工作經(jīng)驗(yàn)來完成。數(shù)字化技術(shù)可以為配方師和市場經(jīng)理提供定量化的分析結(jié)果，呈現(xiàn)“新”配方的歷史加工特征和推薦優(yōu)化的加工工藝參數(shù)來完成。

配方分析功能模塊和配方加工工藝模塊能夠促進(jìn)配方師和生產(chǎn)部在同一個(gè)信息基礎(chǔ)上進(jìn)行溝通、分析和決策，從而避免對配方加工的決策延遲和沖突。同時(shí)，數(shù)字化技術(shù)可以將配方和生產(chǎn)工藝有機(jī)結(jié)合，將加工過程的參數(shù)，產(chǎn)品質(zhì)量作為歷史記錄保存下來，為技術(shù)人員總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，研究進(jìn)一步優(yōu)化措施提供寶貴的歷史經(jīng)驗(yàn)。

4 數(shù)字化技術(shù)為飼料生產(chǎn)創(chuàng)造價(jià)值

4.1 膨化飼料生產(chǎn)數(shù)字化技術(shù)的基礎(chǔ)理論

配方混合物的物理性質(zhì)（特別是粘彈性）與飼料膨化加工單元密切相關(guān)。從配方混合物物理化學(xué)性質(zhì)出發(fā)了解膨化加工過程的本質(zhì)和基本規(guī)律是推動(dòng)膨化加工技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵步驟。對原料在膨化機(jī)內(nèi)發(fā)生物理及化學(xué)變化規(guī)律的新發(fā)現(xiàn)將導(dǎo)致誕生新的膨化機(jī)設(shè)計(jì)方案和新的操作工藝方法。

近年來，一些學(xué)者用相態(tài)或相圖的方法來分析配方混合物的性質(zhì)和其變化規(guī)律（Thomas, 2019）。在配方混合物的相態(tài)研究中，人們通過測定混合物的玻璃轉(zhuǎn)化溫度（Tf）和熔融溫度（Tm）來獲得配方混合在調(diào)質(zhì)和膨化過程的特征，從而解釋不同配方在這些關(guān)鍵加工單元中的變化規(guī)律。水產(chǎn)飼料膨化加工過程是一個(gè)高壓熱加工過程，在加工過程中，原料物理化學(xué)性質(zhì)的宏觀體現(xiàn)是其黏度發(fā)生變化。目前，大部分基礎(chǔ)研究都集中在對物料黏度的觀測和分析計(jì)算方面。Samuelsen（2019）利用毛細(xì)管黏度計(jì)研究物料通過毛細(xì)管的壓力變化，測量物料在不同溫度下的黏性特征，用于解析混合物料在膨化腔中的變化規(guī)律，而這些數(shù)據(jù)規(guī)律是膨化飼料智能化生產(chǎn)的基礎(chǔ)。

4.2 利用數(shù)字化技術(shù)評估及優(yōu)化飼料生產(chǎn)線運(yùn)行

利用采集的生產(chǎn)線數(shù)據(jù)可以對生產(chǎn)過程的每一個(gè)單元設(shè)備的運(yùn)行狀況，以及原料、產(chǎn)品的廠內(nèi)配送進(jìn)行詳細(xì)的量化分析，從而評估及優(yōu)化全廠生產(chǎn)過程的每個(gè)細(xì)節(jié)，提高生產(chǎn)效率，降低能耗和物耗。飼料生產(chǎn)線設(shè)計(jì)和建設(shè)時(shí)，設(shè)計(jì)目標(biāo)是依據(jù)產(chǎn)品類別和預(yù)期產(chǎn)能來完成的，然而，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，整個(gè)工廠的生產(chǎn)線在很多情況下往往不能滿負(fù)荷運(yùn)行，這時(shí)就需要根據(jù)當(dāng)時(shí)的訂單情況對生產(chǎn)工藝過程進(jìn)行局部二次、三次調(diào)整，使生產(chǎn)線的運(yùn)行與配方產(chǎn)能相適應(yīng)。目前，我國飼料生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)產(chǎn)能已經(jīng)超過養(yǎng)殖行業(yè)對飼料的需求數(shù)量，在許多情況下，飼料生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)線的開機(jī)運(yùn)行模式是按照訂單數(shù)量進(jìn)行，也就是說，只有當(dāng)企業(yè)獲得飼料訂單后，飼料企業(yè)才開動(dòng)某一個(gè)特定的生產(chǎn)線生產(chǎn)飼料。生產(chǎn)線不能滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，就需要對生產(chǎn)線進(jìn)行合理調(diào)整以節(jié)約能耗和物耗。

在對生產(chǎn)線進(jìn)行調(diào)整時(shí)，首先需要根據(jù)一個(gè)設(shè)定的目標(biāo)評估生產(chǎn)線的性能指標(biāo)，常用的性能指標(biāo)有設(shè)備綜合效率（OEE）。每一個(gè)企業(yè)可以定義自己的OEE，一種OEE 的定義方法是由時(shí)間開動(dòng)率、性能開動(dòng)率及合格品率3個(gè)要素構(gòu)成（王紅英等，2019）。

OEE=時(shí)間開動(dòng)率×性能開動(dòng)率×合格品率

有些是根據(jù)生產(chǎn)線產(chǎn)率或時(shí)產(chǎn)（t/h）來衡量生產(chǎn)線的性能，這時(shí)對產(chǎn)率的描述需要考慮生產(chǎn)過程的開機(jī)、穩(wěn)定生產(chǎn)、停機(jī)等不同環(huán)節(jié)。比如，產(chǎn)率可以定義為：凈產(chǎn)能，即單位時(shí)間內(nèi)（1 h、7 d或30 d）生產(chǎn)線的產(chǎn)量。穩(wěn)定產(chǎn)能：除去開機(jī)、停機(jī)時(shí)間后生產(chǎn)線的產(chǎn)能或時(shí)產(chǎn)。批次產(chǎn)能：在不同時(shí)間段生產(chǎn)同一種飼料的產(chǎn)能，用以比較不同班組的生產(chǎn)效率。循環(huán)料比率：衡量機(jī)頭料，機(jī)尾料循環(huán)的數(shù)量。應(yīng)用對生產(chǎn)線采集的數(shù)據(jù)可以交叉使用這些不同的計(jì)算量進(jìn)行多層面的比較，從而得出一個(gè)比較全面的分析結(jié)果，而后再依據(jù)這種比較全面的分析結(jié)果采取一個(gè)最適宜的優(yōu)化生產(chǎn)調(diào)整方案。

5 水產(chǎn)膨化飼料生產(chǎn)數(shù)字化應(yīng)用及展望

當(dāng)一條飼料生產(chǎn)線設(shè)計(jì)和集成時(shí)，往往需要將不同設(shè)備供應(yīng)商的設(shè)備集成在一起。隨著時(shí)間的推移，有些單元設(shè)備之間的相互配合缺陷或不足就會(huì)暴露出來了，我們可以依據(jù)記錄的各種飼料加工過程生產(chǎn)的歷史數(shù)據(jù)重新評估或優(yōu)化生產(chǎn)線上設(shè)備相互配合的水平，及時(shí)調(diào)整設(shè)備運(yùn)行中暴露出來的不足或缺陷?；诒４娴臍v史數(shù)據(jù)，還可以用于新員工培訓(xùn)和操作技能改善。這些歷史記錄保存下來的是工藝工程師多年操作經(jīng)驗(yàn)的體現(xiàn)，可以相互借鑒，相互傳播?；谏a(chǎn)線操作過程的歷史記錄，可以對飼料生產(chǎn)線全流程中單元設(shè)備的相互配合情況，重新進(jìn)行評估。

目前，在飼料生產(chǎn)企業(yè)存在多系統(tǒng)之間沒有很好的信息交流的問題，多部門之間的信息不通暢，信息收集不全面不及時(shí)，缺乏數(shù)據(jù)收集和查詢的工具。這種情況下生產(chǎn)數(shù)據(jù)是無法真實(shí)可靠反饋給管理者，從而影響對生產(chǎn)運(yùn)營計(jì)劃的分析和判斷，存在對生產(chǎn)過程中管理的盲點(diǎn)，無法確定生產(chǎn)過程中的瓶頸。目前，大部分水產(chǎn)飼料生產(chǎn)線工藝參數(shù)數(shù)據(jù)沒有被實(shí)時(shí)記錄并保存。因此在飼料生產(chǎn)過程中，管理者往往就依靠主觀判斷，缺乏量化管理的基礎(chǔ)，從而導(dǎo)致獎(jiǎng)懲制度不透明，管理者缺乏威信，員工也缺乏積極性。利用數(shù)字化技術(shù)，我們可以記錄生產(chǎn)企業(yè)每個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，打通部門之間的信息孤島的連接。比如，配方師和生產(chǎn)工程師的決策就不會(huì)再依據(jù)某些模糊的概念，而是依照科學(xué)的數(shù)據(jù)進(jìn)行決策，配方師和生產(chǎn)工程師之間也會(huì)加深理解和互信。基于數(shù)字化技術(shù)，我們也可以記錄各種配方的歷史加工經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這些歷史數(shù)據(jù)記錄了在加工每個(gè)配方時(shí)所有的操作動(dòng)作和工藝設(shè)定，這些經(jīng)過多次試錯(cuò)所獲得工藝參數(shù)對加工類似配方的產(chǎn)品有非常重要的保存和借鑒價(jià)值。有利于減少失誤和誤判導(dǎo)致的非計(jì)劃停機(jī)。

利用數(shù)字化技術(shù)指導(dǎo)飼料生產(chǎn)實(shí)踐剛剛起步，大部分飼料生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)線運(yùn)行數(shù)據(jù)并沒有及時(shí)記錄或保存，生產(chǎn)線的性能的定量分析無法開展。因此，生產(chǎn)線實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是數(shù)字化生產(chǎn)的前提。在收集到生產(chǎn)線運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)后，對生產(chǎn)線進(jìn)行分析和調(diào)整時(shí)，可圍繞著各種不同的目標(biāo)來進(jìn)行。例如在實(shí)現(xiàn)膨化飼料生產(chǎn)節(jié)能降耗目標(biāo)前，首先要在膨化機(jī)和烘干機(jī)的蒸汽添加管線安裝蒸汽流量計(jì)，各種單元設(shè)備，如粉碎機(jī)、混合機(jī)、膨化機(jī)的生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)要實(shí)時(shí)記錄和保存，經(jīng)過一定時(shí)間的數(shù)據(jù)積累，通過OEE分析，這些環(huán)節(jié)的蒸汽使用量可以有效的降低。此外，在電耗方面，利用操作歷史數(shù)據(jù)可以分析和判斷適宜的設(shè)備啟動(dòng)和停機(jī)時(shí)間，確保前一個(gè)工段生產(chǎn)的物料準(zhǔn)備就緒后，后一個(gè)工段再啟動(dòng)設(shè)備?？傮w而言，基于生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)針對整個(gè)生產(chǎn)線中每個(gè)操作和實(shí)施步驟的定量化分析，核算每個(gè)生產(chǎn)細(xì)節(jié)，節(jié)約不必要的物料，產(chǎn)品和人員移動(dòng)，達(dá)到減少排產(chǎn)不暢和非計(jì)劃停機(jī)、降低生產(chǎn)能耗的目標(biāo)。

現(xiàn)代社會(huì)已經(jīng)進(jìn)入數(shù)字化時(shí)代，數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用隨處可見。所謂“智能化生產(chǎn)”或“工業(yè)4.0”是未來制造行業(yè)的發(fā)展變化趨勢。在飼料生產(chǎn)線中，生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)控制已得到一些應(yīng)用，但是許多環(huán)節(jié)還有待改善。比如，在擠壓膨化生產(chǎn)過程中可以自動(dòng)控制添加水量、螺桿轉(zhuǎn)速、產(chǎn)能等操作工藝條件，但尚不能控制擠壓膨化產(chǎn)品的容重、膨化度、水中穩(wěn)定性等加工質(zhì)量指標(biāo)。為解決這種狀況，飼料行業(yè)需要利用數(shù)字化模擬技術(shù)對單元設(shè)備的操作運(yùn)行規(guī)律進(jìn)行研究，找出工藝參數(shù)變化與產(chǎn)品質(zhì)量的內(nèi)在關(guān)系和工藝參數(shù)變化后對產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)的作用。利用這些定量化的關(guān)系描述，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的智能化控制。隨著硬件成本、通訊成本顯著降低，飼料企業(yè)也可借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)單元設(shè)備生產(chǎn)數(shù)據(jù)、圖像遠(yuǎn)程輸送，遠(yuǎn)程控制。

綜上所述，水產(chǎn)膨化飼料數(shù)字化技術(shù)是一個(gè)系統(tǒng)工程，既包括飼料原料的綜合物理化學(xué)特征數(shù)據(jù)，也包括膨化加工過程的參數(shù)調(diào)整及與飼料加工質(zhì)量的關(guān)聯(lián)性。將以上數(shù)據(jù)庫的有機(jī)結(jié)合與關(guān)聯(lián)，以期達(dá)到改善配方成本控制，提高加工效率，保障飼料產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的效果。