張 鵬

(河南物流職業(yè)學(xué)院，河南新鄉(xiāng) 453000)

物聯(lián)網(wǎng)正走進生活中的各個領(lǐng)域，影響著我們的各個方面。物聯(lián)網(wǎng)的興起離不開云計算技術(shù)的進步與發(fā)展（詹柳春，黃長江，2019）。當前新興技術(shù)的快速發(fā)展促進了各個行業(yè)的綜合發(fā)展與進步。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正作為新興技術(shù)的代表開始在各個行業(yè)間深入融合。由于經(jīng)濟發(fā)展與社會進步，我國飼料工業(yè)取得了巨大的發(fā)展，但與發(fā)達國家相比，仍在智能化、自動化等方面存在較大差距（李芳等，2019）。而且飼料企業(yè)市場格局并未明朗，飼料企業(yè)的智能化建設(shè)尚需一段路程，飼料企業(yè)實施飼料生產(chǎn)過程控制與質(zhì)量追溯系統(tǒng)是保障飼料質(zhì)量安全的重要手段，而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為一項先進的計算機科學(xué)技術(shù)，可以在追溯系統(tǒng)中獲得較好的利用。

但對于豬飼料質(zhì)量追溯而言，現(xiàn)有的質(zhì)量追溯系統(tǒng)還不足以應(yīng)對追溯環(huán)節(jié)中需求變化。當前的質(zhì)量追溯系統(tǒng)主要依賴于條碼技術(shù)，無法及時準確地收集生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)，物流信息等不能及時更新，一物一碼的配置環(huán)境在某一程度上也帶來了資源浪費，難以得到推廣與有效利用（許亮等，2020；張騰達，張博，2018）。本文針對豬飼料質(zhì)量追溯系統(tǒng)進行設(shè)計研究，旨在加快傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向智慧化轉(zhuǎn)型升級，根據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行有效的生產(chǎn)跟蹤，建立一套可靠、全面的產(chǎn)品質(zhì)量可追溯系統(tǒng)，促進經(jīng)濟在工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、服務(wù)民生等方面發(fā)揮重要作用。

1 飼料質(zhì)量追溯分析

飼料生產(chǎn)過程控制與質(zhì)量追溯系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與融合是嚴格參照飼料加工成型的生產(chǎn)工藝（陳碩等，2020），同時結(jié)合先進控制技術(shù)，實現(xiàn)對自動化設(shè)備的部署與生產(chǎn)線的調(diào)試，質(zhì)量追溯系統(tǒng)主要由現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)庫管理模塊、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)分析模塊、在線顯示數(shù)據(jù)追溯過程模塊等部分組成。

當產(chǎn)品發(fā)生質(zhì)量問題時，產(chǎn)品生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息可從質(zhì)量追溯系統(tǒng)查詢與處理。所獲得的有效信息有飼料原材料的進貨詳細信息、加工訂單詳細信息、加工設(shè)備與工業(yè)環(huán)境信息、銷售及售后信息等。

在物聯(lián)網(wǎng)的背景下，通過基于物聯(lián)網(wǎng)的質(zhì)量追溯系統(tǒng)可以有效分析產(chǎn)品質(zhì)量，進行相關(guān)多源數(shù)據(jù)的整合與有效處理。當出現(xiàn)問題飼料時，可以依據(jù)追溯系統(tǒng)進一步查詢飼料原材料進貨情況、生產(chǎn)加工情況及銷售情況等，可以迅速采取應(yīng)急響應(yīng)措施，對問題飼料的影響進行有效處理，進一步將損失與影響降到最低。

為此，本文基于物聯(lián)網(wǎng)豬飼料質(zhì)量追溯系統(tǒng)設(shè)計展開研究，系統(tǒng)設(shè)計規(guī)則如下。

（1）能對飼料進貨信息、訂單信息進行有效存儲與遠程調(diào)用，需要滿足數(shù)據(jù)庫三級保密要求。

（2）記錄飼料加工設(shè)備與工業(yè)環(huán)境信息，同時對銷售信息進行跟蹤記錄存儲。

（3）采用手機、電腦結(jié)合云端進行管理與數(shù)據(jù)查看。

（4）采集的歷史數(shù)據(jù)以可視化界面展示。

圖1 全自動小型飼料生產(chǎn)

2 系統(tǒng)方案及組成

飼料生產(chǎn)過程控制與質(zhì)量追溯系統(tǒng)首先對工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)進行采集，同時在數(shù)據(jù)庫中進行數(shù)據(jù)存儲與備份，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備、工作流程、物流信息的匯總，形成數(shù)據(jù)分析報告提供給管理者查看、分析（白雙星，2019）。飼料質(zhì)量追溯系統(tǒng)根據(jù)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的特點能將顯示數(shù)據(jù)進行車間內(nèi)部的有效部署，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)遠程讀取與有效觀察。顯示實時生產(chǎn)、飼料加工情況，生產(chǎn)過程基準數(shù)據(jù)如生產(chǎn)計劃、設(shè)備信息、加工情況等。

現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊可以實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)采集處理。數(shù)據(jù)庫管理模塊的作用是提供基本的生產(chǎn)線管理數(shù)據(jù)，以便為飼料生產(chǎn)過程控制與質(zhì)量追溯系統(tǒng)數(shù)據(jù)的備份、工藝控制等提供計算和分析數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)分析模塊集成在云端服務(wù)器中，能對采集數(shù)據(jù)進行有效分析，結(jié)合大數(shù)據(jù)優(yōu)勢實現(xiàn)飼料生產(chǎn)過程控制與質(zhì)量追溯。

“完成黨的十九大提出的目標任務(wù)，必須充分發(fā)揮工人階級主力軍作用?！?0月29日，習(xí)近平總書記在同中華全國總工會新一屆領(lǐng)導(dǎo)班子成員集體談話并發(fā)表重要講話時指出，我國廣大職工要牢牢把握為實現(xiàn)中國夢而奮斗的時代主題，把自身前途命運同國家和民族前途命運緊緊聯(lián)系在一起，把個人夢同中國夢緊密聯(lián)系在一起，把實現(xiàn)黨和國家確立的發(fā)展目標變成自己的自覺行動，愛崗敬業(yè)、爭創(chuàng)一流，以不懈奮斗書寫新時代華章，共同創(chuàng)造幸福生活和美好未來。

圖2 產(chǎn)品質(zhì)量追溯系統(tǒng)架構(gòu)

云端系統(tǒng)基于阿里云技術(shù)平臺構(gòu)建，產(chǎn)品質(zhì)量追溯系統(tǒng)架構(gòu)依據(jù)飼料加工廠的現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備進行設(shè)計，主要設(shè)計了信息采集層、數(shù)據(jù)服務(wù)層、云端監(jiān)測層（劉晉，2016）。

（1）信息采集層：完成現(xiàn)場工業(yè)信息數(shù)據(jù)的采集任務(wù)，在線支持多種設(shè)備采集，包括BCR、RS485串口、RJ45、電子稱等。

（2）數(shù)據(jù)服務(wù)層：主要完成數(shù)據(jù)處理，處理信息采集層的有效訪問請求，訪問數(shù)據(jù)庫等。

（3）云端監(jiān)測層：基于阿里云技術(shù)進行遠程監(jiān)測與大數(shù)據(jù)分析，基于物聯(lián)網(wǎng)的云端服務(wù)器采用B/S模式進行架構(gòu)，支持多種遠程接入處理方式，包括批處理、無線通訊等方式。

系統(tǒng)構(gòu)建飼料生產(chǎn)過程與質(zhì)量追溯系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫，質(zhì)量追溯系統(tǒng)配置有硬件防火墻和軟件防火墻，入侵檢測系統(tǒng)，安全審計系統(tǒng)等保障設(shè)備，飼料產(chǎn)品包裝加標使用二維碼，用戶根據(jù)生產(chǎn)情況和飼料數(shù)量設(shè)計，可以無限量自動生成使用，使用成本低廉，操作簡單。基于構(gòu)建思想進行系統(tǒng)方案的構(gòu)建與設(shè)計，系統(tǒng)方案原理圖如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)方案原理圖

追溯系統(tǒng)能遠程獲取飼料加工車間環(huán)境數(shù)據(jù)、飼料原材料關(guān)鍵參數(shù)、成品生產(chǎn)、加工、質(zhì)檢、銷售數(shù)據(jù)監(jiān)測信息，通過互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆朴嬎阒行?，及時做出相關(guān)數(shù)據(jù)實時查詢與質(zhì)量追溯，對于有質(zhì)量問題的生產(chǎn)簡報進行問題追溯與有關(guān)產(chǎn)品追回（肖博等，2020；王兆華和周燕飛，2018）。

圖4 智能質(zhì)量追溯過程

借助智能質(zhì)量追溯系統(tǒng)實現(xiàn)原料追溯、生產(chǎn)過程追溯、出貨追溯、質(zhì)量追溯。

2.1 原料追溯 實現(xiàn)產(chǎn)品按照指定條件（如時間范圍、批次號）進行單項或多項綜合查詢，查詢出符合條件的飼料產(chǎn)品原料條碼和關(guān)鍵信息。獲取飼料產(chǎn)品生產(chǎn)的詳盡信息，實現(xiàn)產(chǎn)品信息的原料追溯。

2.2 生產(chǎn)過程追溯 系統(tǒng)通過輸入生產(chǎn)產(chǎn)品二維碼，獲取產(chǎn)品在每個加工生產(chǎn)環(huán)節(jié)的工藝參數(shù)、工序加工時間、操作人員信息、設(shè)備點檢維修記錄等及相關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量合格信息，實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)過程追溯（畢楊，2015）。

2.3 出貨追溯 系統(tǒng)自動生成出貨業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)報表，支持按照產(chǎn)品批次，包裝規(guī)范，出貨客戶，時間范圍生成相關(guān)信息報表。

2.4 質(zhì)量追溯 系統(tǒng)實現(xiàn)不良產(chǎn)品對應(yīng)的信息渠道管理，支持對各環(huán)節(jié)進行查詢與追溯，可查看歷史工單和檢驗情況，按照年、月、日對產(chǎn)線生產(chǎn)的產(chǎn)品直通率、產(chǎn)品合格率、設(shè)備產(chǎn)能和設(shè)備效率進行統(tǒng)計，對各粒度數(shù)據(jù)進行可視化，并生成相關(guān)曲線，對不良產(chǎn)品實現(xiàn)追溯，同時對生產(chǎn)過程提供指導(dǎo)。

3 質(zhì)量追溯系統(tǒng)設(shè)計

飼料質(zhì)量追溯系統(tǒng)以產(chǎn)品基礎(chǔ)信息采集、數(shù)據(jù)庫構(gòu)建為基礎(chǔ)，同時結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有效掌控飼料全行業(yè)供應(yīng)鏈中的產(chǎn)品信息、生產(chǎn)過程、客戶信息等。飼料質(zhì)量追溯系統(tǒng)采用從上往下跟蹤，即從原材料供應(yīng)商-加工商-運輸商-銷售商-銷售點，這種方法主要用于查找造成質(zhì)量問題的原因，確定飼料原產(chǎn)地和特征；同時也便于消費者在銷售點購買的飼料出現(xiàn)問題時可以向上層追溯，最終確定問題所在，能有效用于問題飼料的召回。質(zhì)量追溯系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)路線如下所示。

Step1：建立飼料產(chǎn)品與生產(chǎn)加工過程的監(jiān)測與數(shù)據(jù)收集，實現(xiàn)產(chǎn)品追溯功能。

Step2：設(shè)計產(chǎn)品質(zhì)量管理系統(tǒng)，確保產(chǎn)品質(zhì)量跟蹤與把控。

Step3：構(gòu)建數(shù)據(jù)庫，進行有效數(shù)據(jù)的存儲與備份，方便從原料到成品，從加工機臺到操作人員，實現(xiàn)全過程追溯，提供最完善的原始數(shù)據(jù)。

Step4：結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)為企業(yè)建立質(zhì)量追溯管理體系。

通過系統(tǒng)準確查詢產(chǎn)品設(shè)計、制造和檢測能力的實際狀況。

圖5 數(shù)據(jù)庫構(gòu)建過程

構(gòu)建質(zhì)量追溯系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫能為飼料產(chǎn)品高質(zhì)量生產(chǎn)提供一個有利的環(huán)境，同時為飼料加工智能化提升的研究工作積攢大量寶貴數(shù)據(jù)，為今后飼料產(chǎn)業(yè)信息化、自動化生產(chǎn)提供有來源的、有特色性的大數(shù)據(jù)支撐和指導(dǎo)決策建議。

4 質(zhì)量追溯系統(tǒng)實現(xiàn)

質(zhì)量追溯系統(tǒng)基于HTML語言進行開發(fā)，同時結(jié)合WBE服務(wù)器和阿里云進行構(gòu)建部署，用戶打開app終端即可進入登錄界面，如圖6所示，注冊賬號后進行登錄，即可選擇連接進入配置成功的飼料質(zhì)量追溯系統(tǒng)v1.0。登錄成功后系統(tǒng)自動跳轉(zhuǎn)到訂單管理界面，如圖7所示。

設(shè)置登陸管理模塊、數(shù)據(jù)庫管理模塊、訂單管理模塊、財務(wù)管理及系統(tǒng)管理模塊。通過訂單管理界面能對生產(chǎn)訂單數(shù)據(jù)進行總體與宏觀上的把握與分析，主要顯示飼料訂單號，下單手機號及客戶信息等。點擊頁面右上方的售后訂單按鈕，即可調(diào)出售后信息界面，如圖8所示，通過售后信息可以實時查看歷史數(shù)據(jù)、售后情況及售后處理情況等信息。

圖6 系統(tǒng)登錄界面

圖7 訂單管理界面

圖8 售后信息界面

如圖9所示，對于不同類型的飼料供應(yīng)鏈進行監(jiān)測管理，同時對生產(chǎn)關(guān)節(jié)進行有效管理。系統(tǒng)能夠?qū)τ诘卿浵到y(tǒng)的用戶進行記錄，并在后臺進行保存。

5 總結(jié)

為了實現(xiàn)飼料企業(yè)的智能化建設(shè)，進一步提升生產(chǎn)效益，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算技術(shù)與智能制造技術(shù)，設(shè)計了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的豬飼料質(zhì)量追溯系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用瀏覽器/服務(wù)器架構(gòu)模式，實現(xiàn)分布式管理，以傳感器和開關(guān)顯示儀為采集設(shè)備，通過物聯(lián)網(wǎng)與傳感器相連進行數(shù)據(jù)分析，有效掌控飼料全行業(yè)供應(yīng)鏈中的產(chǎn)品信息、生產(chǎn)過程、客戶信息。系統(tǒng)能實現(xiàn)快速召回和問題處理，為飼料加工智能化品質(zhì)提升的研究工作積攢大量寶貴數(shù)據(jù)，能為今后飼料生產(chǎn)提供有來源的、有特色性的大數(shù)據(jù)支撐和指導(dǎo)決策建議。

圖9 質(zhì)量回溯監(jiān)控