生產管理信息化在種子加工中的應用

韓振亞

（甘肅省敦煌種業(yè)股份有限公司種子加工中心，甘肅 酒泉 735000）

為了使種子加工中心現(xiàn)有資源達到最優(yōu)化配置，敦煌種業(yè)股份有限公司大力加強生產管理信息化建設，迫切需要采用企業(yè)級實時數(shù)據(jù)來建立全公司統(tǒng)一的生產管理信息平臺。通過各生產環(huán)節(jié)實時數(shù)據(jù)采集設備及軟硬件系統(tǒng)，把全公司的生產數(shù)據(jù)集成起來，把分散的、自成體系的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡傳輸?shù)姆绞竭M行集中管理，實現(xiàn)管理層與控制層的集成，使整個種子加工工作程序化、系統(tǒng)化、現(xiàn)代化、自動化、信息化，并為上層企業(yè)決策級應用提供統(tǒng)一、開放的數(shù)據(jù)支撐平臺。

1 生產管理信息化的目標

生產管理信息化是生產控制自動化和管理數(shù)據(jù)信息化的結合，根據(jù)種子加工過程中生產工藝的銜接與管理需要，生產管理信息化遍布到田間收獲、收檢穗、烘干、脫粒、倉儲、精選、包裝、庫存、銷售、售后等節(jié)點，各節(jié)點生產工藝不同、管理流程各異、設備類型多樣、數(shù)據(jù)點分布廣泛、數(shù)據(jù)源形式不一，充分利用各節(jié)點的輔助管理系統(tǒng)對生產數(shù)據(jù)進行采集、加工、處理，保證生產數(shù)據(jù)能及時、準確地進入實時數(shù)據(jù)庫服務器，為上層決策及應用提供統(tǒng)一、開放的數(shù)據(jù)支撐平臺。主要包括以下幾個方面：①通過軟件數(shù)據(jù)接口，采集各節(jié)點的實時生產數(shù)據(jù)；②建立數(shù)據(jù)庫模型，存儲實時數(shù)據(jù)；③根據(jù)實時數(shù)據(jù)分析結果，進行自動控制；④通過網(wǎng)絡及時收集、匯總實時數(shù)據(jù)；⑤為生產管理提供實時數(shù)據(jù)支撐；⑥數(shù)據(jù)集中存儲并提供與上層企業(yè)決策應用的數(shù)據(jù)交互、轉發(fā)等開發(fā)接口。

2 應用方案

生產管理信息化通過田間收獲、收檢穗、烘干、脫粒、鋼板倉（存儲、溫控）、精選、配藥、包裝及數(shù)字身份管理系統(tǒng)等實時數(shù)據(jù)采集、管理軟件，實現(xiàn)生產管理信息化的數(shù)據(jù)庫支撐系統(tǒng)。圖1是種子加工中心信息化系統(tǒng)分層次、多級別的結構示意圖，ERP數(shù)據(jù)接口以下為三級數(shù)據(jù)庫支撐系統(tǒng)和實時數(shù)據(jù)庫部分的結構示意圖。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)的網(wǎng)絡架構

為了保證管理網(wǎng)絡、現(xiàn)場控制、信息傳輸各部分數(shù)據(jù)的安全獨立機制，進行了3層網(wǎng)絡結構設計，采用安全可靠的隔離技術，在底層過程控制系統(tǒng)（數(shù)據(jù)采集、輸入等）實時網(wǎng)絡與實時數(shù)據(jù)采集平臺之間建立數(shù)據(jù)傳輸通道。同時，實時數(shù)據(jù)采集（軟硬件）與上層數(shù)據(jù)庫支撐系統(tǒng)之間，基于信息網(wǎng)的應用，實時數(shù)據(jù)開放數(shù)據(jù)庫訪問接口，并建立數(shù)據(jù)傳輸通道。上層數(shù)據(jù)庫支撐系統(tǒng)基于管理網(wǎng)應用開發(fā)系統(tǒng)通信接口程序與企業(yè)信息管理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換，這樣就形成了控制網(wǎng)、信息網(wǎng)、管理網(wǎng)的3層網(wǎng)絡安全機制。

3.2 實時數(shù)據(jù)庫部分

考慮到各節(jié)點設備類型多樣、數(shù)據(jù)分布點廣泛、數(shù)據(jù)源形式多樣化的特點，充分利用不同軟件提供的多種模式的數(shù)據(jù)采集器，對數(shù)據(jù)源進行了分類采集、加工、處理，保證數(shù)據(jù)能及時、準確地進入實時數(shù)據(jù)庫服務器。

通過建立企業(yè)級實時數(shù)據(jù)庫平臺，為生產管理信息化建設提供現(xiàn)實基礎。通過建立通用的網(wǎng)絡客戶端平臺，把各個節(jié)點實時數(shù)據(jù)轉換成豐富的顯示信息，利用網(wǎng)絡客戶端，可以在任何地方訪問這些信息。系統(tǒng)解決方案目標如下：

（1）為生產管理提供必要、及時、可靠的現(xiàn)場過程數(shù)據(jù)，提升生產制造的體系架構，將實時數(shù)據(jù)轉換成企業(yè)級的智能管理應用。

（2）通過系統(tǒng)的應用，實現(xiàn)以人驅動數(shù)據(jù)，以數(shù)據(jù)驅動設備，最終實現(xiàn)生產控制自動化。

（3）充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡和控制設備，保障上層決策應用管理系統(tǒng)的基礎數(shù)據(jù)需求。

3.3 現(xiàn)階段種子加工中的實際應用

3.3.1 田間收獲系統(tǒng)

通過掃描采集事先編碼的地塊信息和實時過磅、回皮數(shù)據(jù)，完成田間裝車作業(yè)，運輸車輛進入工廠復磅后直接上烘干線烘干。系統(tǒng)智能提取基地名稱、村組、農戶、地塊、品種、皮重、毛重、田間凈重、復磅凈重、重量差額、運輸車輛、裝卸車時間、進入烘干倉編號等詳盡的基礎數(shù)據(jù)，為烘干、脫離、加工等后續(xù)作業(yè)提供了必要的基礎數(shù)據(jù)，實時生成各基地、品種、重量、水分等方面報表，為實時管理收獲進度、控制收獲質量提供了完善數(shù)據(jù)保障。

3.3.2 烘干管理系統(tǒng)

以入倉鮮穗重量、水分和實時采集的烘?zhèn)}溫度、壓力、干濕度等烘?zhèn)}實時數(shù)據(jù)為依據(jù)，精確掌控烘干進度，大幅度縮短烘干時間，降低加工成本，提高種子質量，為種子存儲、加工、銷售打下良好的質量基礎。

3.3.3 鋼板倉溫控系統(tǒng)

定點采集、存儲倉內實時溫度、濕度，輔助管理人員做好通風、降溫，最大限度保證種子在存儲期間的質量。

3.3.4 全自動配藥系統(tǒng)和包衣系統(tǒng)

按照包衣種子數(shù)量和各種包衣劑比例，全自動配比包衣用藥，劑量控制精確、藥劑混合完美、種子包衣均勻、外觀鮮亮喜人，提高了農戶的購買信心，增強了種子早期在田間的壯苗長勢和抗病蟲害能力。

3.3.5 數(shù)字身份管理系統(tǒng)

在生產加工時實時采集一、二次包裝袋條碼建立產地、品種、批號、規(guī)格、純度、凈度、水分、發(fā)芽率、質量等級等對應關系，發(fā)貨出庫后跟蹤產品在銷售渠道的流向，是產品防偽、防串管理工作的數(shù)據(jù)依托，也為逆向查詢種子信息提供依據(jù)。

3.4 信息化建設的深化與發(fā)展

（1）整體來說，本中心現(xiàn)階段的信息化基礎網(wǎng)絡結構已經形成，但是管理軟件和數(shù)據(jù)采集只覆蓋了加工生產中的部分關鍵點，數(shù)據(jù)流不夠完整。收檢穗、脫粒、鋼板倉（存儲）、精選等生產環(huán)節(jié)還沒有相應的管理系統(tǒng)或數(shù)據(jù)采集點，造成數(shù)據(jù)流中斷，破壞了數(shù)據(jù)的連續(xù)性。有了連續(xù)的數(shù)據(jù)，正向查詢可以獲得每一個農戶生產的種子現(xiàn)在是在運輸、收檢穗、烘干、脫粒、存儲、銷售，還是已經播種到農田了；按產品數(shù)字身份逆向查詢，就可以達到防偽防串貨的目的，更深層次可查詢到這粒種子的“發(fā)源地”。

（2）種子加工過程中的計算機輔助控制系統(tǒng)也有待加強，現(xiàn)階段的信息化應用只是初步建立了數(shù)學模型，并能采集部分關鍵點的數(shù)據(jù)，不能實際控制設備。比如烘干風向轉換、鋼板倉溫度控制等等都可以通過人工智能自動完成，不需要人為干預，把現(xiàn)在的電腦輔助人控制設備轉變成人輔助電腦智能控制設備。

（3）各節(jié)點軟件要根據(jù)公司實際情況進一步優(yōu)化數(shù)據(jù)模型，完善軟件功能，提高數(shù)據(jù)傳輸效率。例如：各軟件提供的報表，可根據(jù)敦煌種業(yè)實際需要重新進行規(guī)劃、設計；烘干系統(tǒng)溫度采集先存儲后顯示（現(xiàn)有的系統(tǒng)先顯示后存儲，遠程界面無法看到實時溫度）；田間收獲時的數(shù)據(jù)采集以農戶為對象 （現(xiàn)有系統(tǒng)是以地塊為對象）；分散的數(shù)據(jù)采集節(jié)點（田間收獲系統(tǒng)等）可以以無線網(wǎng)絡為依托直接與核心數(shù)據(jù)庫連接，免去用CPU卡傳輸數(shù)據(jù)的不便。

4 實現(xiàn)的功能

通過對種子加工過程中各節(jié)點的數(shù)據(jù)采集、軟件應用和數(shù)據(jù)庫部署，加工中心生產管理信息化在很大程度上實現(xiàn)了如下的功能：

（1）整合了種子加工過程中的實時數(shù)據(jù)，解決了現(xiàn)有的多種、多套過程控制系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)、集成、管理問題，能夠滿足多區(qū)域、多節(jié)點、多過程數(shù)據(jù)集成的需要。

（2）從全部生產過程中的各個節(jié)點收集生產實時數(shù)據(jù)，并建立相關數(shù)學模型，最終提供給企業(yè)管理人員和其他應用軟件使用。

（3）通過實時跟蹤田間收獲情況、烘干情況、倉儲情況、生產情況等節(jié)點的過程信息和設備信息，使生產管理人員對實時生產情況有一個全面準確的掌控。

（4）收集、存儲并分析產品數(shù)據(jù)，為持續(xù)的生產過程優(yōu)化、管理效率的提高提供依據(jù)，并為管理控制人員提供友好的操作界面。

（5）全面標準、開放的實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)存儲和服務，并將這些數(shù)據(jù)以可查詢方式提供給相關的管理人員，計算和分析生產成本、產能等有用信息。這樣一來，企業(yè)管理層軟件（ERP系統(tǒng)）可以通過三級數(shù)據(jù)支撐系統(tǒng)按需要訪問、組織、使用系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)。

5 生產管理信息化的意義

種子加工生產管理信息化系統(tǒng)的建立，幫助企業(yè)增強了在IT建設上的回報，提高了投資收益，使種子加工的生產管理系統(tǒng)運行在實時生產過程數(shù)據(jù)的基礎上，大大地從企業(yè)信息化建設中受益，從而提高產品質量，縮短生產周期，降低物料損耗，完善管理流程，為上層管理應用提供數(shù)據(jù)支撐，極大地提升了企業(yè)信息化建設的滿意度。