物聯網技術在油脂行業中的應用探討
來源:環球糧機網發布時間:2015-04-28 21:52:50
1999年,美國麻省理工學院(MIT)的自動識別中心(Auto—IDCenter)最早提出了物聯網的概念。簡單來講,物聯網就是通過各種信息傳感設備,如射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統(GPS)、激光掃描器等對實物進行掃描,并通過互聯網聯系起來,進行信息的交換,實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡技術?。物聯網的實質在于,利用射頻自動識別技術,通過計算機及互聯網實現物品(商品)的自動識別以及信息的互聯與共享。
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我國物聯網技術目前已經從實驗室階段走向實際應用階段,特別是在糧食行業得到了一定的應用,如在食品物流系統、食品儲運系統、食品安全追溯等幾個方面的應用。在2011第二屆中國國際物聯網(傳感網)博覽會上,中國航天科工集團公司控股的航天信息公司全面展示了糧食安全解決方案,形成了覆蓋糧食收購、存儲、運輸的完整糧食安全解決方案。其中“基于物聯網的數字糧庫解決方案”可實現糧食行政管理部門對國家、省級、地方儲備糧的高效監管,實現糧庫規范化、智能化管理,保障國家糧食安全。但是,目前物聯網在我國食用油生產加工、倉儲、銷售等方面的研究還很少見,發展物聯網不僅是我國當前一項重要的戰略任務,也是未來社會發展的必然趨勢。可以斷定,誰在物聯網時代搶占了發展的制高點,誰就能在世界經濟中占據舉足輕重的地位。因此,加強物聯網在食用油生產加工、倉儲、銷售等方面的應用研究,對提高生產效率、安全監測、質量控制等方面有重要的意義,也會使油脂產品的安全性達到一個新的高度。
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1物聯網的構成及關鍵技術簡介
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物聯網系統由感知層、網絡層、應用層構成。下面對各個結構進行簡單的介紹。
(1)感知層。主要包括各種信息傳感技術,如各種傳感器、射頻識別等,進行物品的識別和信息的收集。這些采集給下面的活動奠定了堅實的基礎,是網絡層和應用層進行活動的基本條件。因此,感知層的活動至關重要。
(2)網絡層。主要包括互聯網、2G無線網絡、3G無線網絡以及網絡層物聯網的管理中心和物聯網的信息中心等。感知層的信息傳送到網絡層,由網絡層進行整合和處理,并將信息存儲下來,等待應用,它對感知層和應用層起著承上啟下的作用,是關鍵的中間環節。
(3)應用層。將網絡層存儲的各種信息應用到相關企業、行業,以及社會各個領域,以至個人的日常采購,如生產管理、食品監管、公共管理、環境監測、智能物流和家庭應用等。根據不同要求,滿足顧客需要,實現物聯網的應用。
物聯網所采用的關鍵技術涵蓋感知層等各層面,以及總體架構、標識資源、安全隱私、網絡管理技術,也包括嵌入式系統、微電機、軟件和算法、電源和儲能、新材料等關鍵支撐技術。其中典型的關鍵技術有:射頻識別技術、EPC電子產品編碼、傳感器、無線傳感器網絡、嵌入式智能技術、納米技術與納米傳感器等。
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2物聯網技術在油脂行業中的應用
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由于物聯網具有全面感知、可靠傳送和智能處理等特點,物聯網技術可以實現“從田間到餐桌”的全程監控,全面應用于油料生產、采購、儲運、油脂加工生產、質量在線控制、油廠環境監測、安全生產管理、倉儲物流及油脂制品的銷售等全過程。
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2.1物聯網技術在油脂加工生產管理中的應用
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油料生產中運用物聯網技術,從油料種子的選育、播種、施肥、采集、晾曬、運輸等環節實現油料產品的“電子身份證”,特別是中國每年進口大約5000萬t轉基因大豆,運用物聯網技術能夠給中國的油脂加工產業和油脂加工環節提供一個安全、環保、可信的產品信息,從而從源頭上保障油脂產品的安全。
油脂加工生產的基本過程是:油料的清理、壓榨、浸出、精煉、成品包裝、儲運。
物聯網的油脂加工生產系統主要由數據采集子系統、數據傳輸子系統、數據處理子系統和數據訪問子系統組成。數據采集子系統主要由各種傳感器和變送器組成;數據傳輸子系統主要由控制器組成;數據處理子系統、數據訪問子系統主要由計算機及計算機網絡設備組成。
系統工作原理為:前端傳感器采集油料從種子的選育、播種、施肥、采收、晾曬,到運輸過程中的重量、溫度、水分等各種數據并傳送到數據處理中心,保存到數據庫中。在油脂加工過程中,各種傳感器采集油料清理過程中雜質、水分數據,壓榨過程中的壓力、溫度、水分等數據,浸出過程中的溫度、料坯與溶劑比、設備形式等數據,精煉過程中的堿液比、白土、檸檬酸等添加劑、溫度、產品得率等數據,成品包裝過程中的抗氧化劑、包裝材料、機械潤滑油等數據,并將采集得到的這些數據通過變送器送人控制器,控制器中的應用程序根據設定的算法計算出實際的原料溫度、水分、壓力、得率等數據,并保存到控制器中。通過控制器以太網接口以及TCP/IP協議,每隔設置的時間從控制器中取出所寄存的數量,并通過以太網發送給數據處理中心,成功后及時刪除控制器中的數據。數據處理中心接收到數據后,一方面以曲線、圖形或報表等形式及時反應油脂加工過程中的具體情況,并在使用人員設定的管理規則上建立科學合理的數據模型加以儲存、顯示、分析、控制、報警、提示等處理,另一方面將數據保存到相應的數據庫中,數據處理中心提供各種接口給各個訪問子系統共享數據。同理,油脂儲運過程中充氮、儲存時間、環境等各種數據也可以被采集并傳送到數據處理中心,存儲到相應的數據庫中。總之,應用物聯網技術可以實現以下功能:①自動精確地獲得油料產品的產地信息和品質信息;②對油脂加工過程進行自動監督和在線控制;③自動提取和分析油脂加工中各種添加劑比例和來源的相關數據;④自動獲取各種產品產量信息;⑤自動監控設備運行、環境質量、安全信息等狀態;⑥匯總和統計各類信息,輸出各類統計報表;⑦根據采集到的數據及時調整相應的數據,提高油脂生產的品質和效率。
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2.2物聯網技術在油脂倉儲管理中的應用
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為使油脂倉儲有效支持供應鏈上的其他環節,減少庫存支出,進一步降低物流費用,提高倉儲效率,可以設計一個基于物聯網的倉儲管理系統。該系統將物聯網技術和油脂倉儲管理系統有機結合,通過射頻識別技術實現產品的自動識別,利用物聯網獲取產品信息和倉儲信息,集成完善的軟件系統,設計出一套集成的智能管理系統框架,實現倉儲管理的智能化、網絡化和信息化。
基于物聯網的智能倉儲管理系統是以電子標簽作為產品識別和信息采集的技術紐帶,對于油脂產品來講,每件產品的電子標簽上詳細記錄了該產品的加工時間、成分含量、建議保質期等信息,通過物聯網獲取產品的詳細信息,產品入庫和出庫時自動生成人庫清單和出庫清單,達到自動入庫和自動出庫的目的;庫內各貨架中間設置一定數量的射頻識別手持終端或無線車載數據終端,以追蹤油料在庫內的位置等信息,實現倉儲管理系統對貨物從入庫開始的自動識別、定位、輸送、存取、出庫等全部作業的信息化管理。同時,通過相應的功能模塊,實現庫存控制、貨位管理和統計查詢等功能。具體來講,可以實現以下功能_9一:①自動精確地獲得產品信息和倉儲信息;②自動形成并打印入庫清單和出庫清單;③動態分配貨位,實現隨機存儲,從而最大限度地利用倉儲空間;④產品庫存數量、庫存位置、庫存時間和貨位的信息查詢;⑤產品庫存隨機抽查盤點;⑥倉庫系統綜合盤點;⑦匯總和統計各類信息,輸出各類統計報表。
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2.3物聯網技術在油脂產品銷售管理中的應用
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基于物聯網的油脂產品銷售對現有的銷售過程有重大的改革。
首先,基于物聯網的油脂產品銷售中,由于每件產品都有一個“電子身份證”,全部加貼射頻識別電子標簽,并建立油脂安全數據庫,從原料種植、生產加工開始加貼,實現“從田間到餐桌”的全過程跟蹤和追溯,包括運輸、包裝、分裝、銷售等流轉過程中的全部信息,如原料生產基地、加工企業、配送企業等都能通過電子標簽在數據庫中查到。這樣就有效地防止了假冒偽劣產品、摻假產品和“地溝油”出現在零售商(特別是大型超市)的貨架上。
其次,對于油脂產品來講,保質期是一個重要的銷售信息,從擺到貨架上到進入顧客餐桌這段時間也會有一個不短的時間,為了及時銷售產品,利用物聯網技術可以及時監控銷售環境(溫度、濕度、光照強度、化學物質污染)對油脂品質的影響,還可以對每件產品的品質進行實時監測,實現連續追蹤、監測,達到油脂產品的實時監控。同時,及時調整環境因素,保證產品品質,減少損失,降低因銷售不當造成的食品安全事件。
再次,基于射頻識別的油脂銷售管理系統可以使油脂加工生產企業及時了解產品的銷售情況,實現對各種資源的實時跟蹤,及時完成生產用料的供給和生產工藝的調整,從而提高資源的追蹤、定位和管理水平,提升油脂加工業自動化水平和整體效果。
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3結束語
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物聯網技術可用于油脂產品加工生產、倉儲、銷售的全過程。用于生產過程的管理系統能通過信息的傳遞對生產過程進行優化管理。生產過程管理系統對生產過程進行實時監控和在線控制,在生產過程中同時進行物料平衡,安全生產,適時調整和優化生產工藝;基于物聯網的倉儲管理系統能夠實現產品自動入出庫以及倉儲過程的全自動化管理;利用物聯網技術可以保證油脂安全生產及全過程的追溯,讓顧客吃上“放心油”。
物聯網這一在全球范圍內對每個物品跟蹤監控的全新理念,將成為繼條形碼技術之后,再次變革商品生產、倉儲管理、配送銷售及物品跟蹤管理模式的一項新技術,會從根本上改變油脂加工、倉儲、銷售的管理手段,結合油脂安全及其物流信息化工作,組建基于物聯網的現代油脂加工、倉儲、銷售管理系統,將對油脂生產、倉儲、銷售等各環節,實現安全監測、在線監控、溯源、信息共享等,特別是對于食品安全具有重大的現實意義、經濟效益和社會效益。