为了使种子加工中心现有资源达到最优化配置,敦煌种业股份有限公司大力加强生产管理信息化建设,迫切需要采用企业级实时数据来建立全公司统一的生产管理信息平台.通过各生产环节实时数据采集设备及软硬件系统,把全公司的生产数据集成起来,把分散的、自成体系的数据通过网络传输的方式进行集中管理,实现管理层与控制层的集成, 使整个种子加工工作程序化、系统化、现代化、自动化、信息化,并为上层企业决策级应用提供统一、开放的数据支撑平台.
1 生产管理信息化的目标
生产管理信息化是生产控制自动化和管理数据信息化的结合,根据种子加工过程中生产工艺的衔接与管理需要, 生产管理信息化遍布到田间收获、 收检穗、烘干、脱粒、仓储、精选、包装、库存、销售、售后等节点,各节点生产工艺不同、管理流程各异、设备类型多样、数据点分布广泛、数据源形式不一,充分利用各节点的辅助管理系统对生产数据进行采集、加工、处理,保证生产数据能及时、准确地进入实时数据库服务器,为上层决策及应用提供统一、开放的数据支撑平台.主要包括以下几个方面:①通过软件数据接口,采集各节点的实时生产数据;②建立数据库模型,存储实时数据;③根据实时数据分析结果,进行自动控制;④通过网络及时收集、汇总实时数据;⑤为生产管理提供实时数据支撑;⑥数据集中存储并提供与上层企业决策应用的数据交互、转发等开发接口.
2 应用方案
生产管理信息化通过田间收获、 收检穗、 烘干、脱粒、钢板仓(存储、温控)、精选、配药、包装及数字身份管理系统等实时数据采集、管理软件,实现生产管理信息化的数据库支撑系统.图 1 是种子加工中心信息化系统分层次、 多级别的结构示意图, ERP 数据接口以下为三级数据库支撑系统和实时数据库部分的结构示意图.
3 系统实现
3.1 系统的网络架构
为了保证管理网络、现场控制、信息传输各部分数据的安全独立机制,进行了 3 层网络结构设计,采用安全可靠的隔离技术,在底层过程控制系统(数据采集、输入等)实时网络与实时数据采集平台之间建立数据传输通道. 同时,实时数据采集(软硬件)与上层数据库支撑系统之间,基于信息网的应用,实时数据开放数据库访问接口,并建立数据传输通道. 上层数据库支撑系统基于管理网应用开发系统通信接口程序与企业信息管理系统进行数据交换,这样就形成了控制网、信息网、管理网的 3 层网络安全机制.
3.2 实时数据库部分
考虑到各节点设备类型多样、 数据分布点广泛、数据源形式多样化的特点,充分利用不同软件提供的多种模式的数据采集器,对数据源进行了分类采集、加工、处理,保证数据能及时、准确地进入实时数据库服务器.
通过建立企业级实时数据库平台,为生产管理信息化建设提供现实基础. 通过建立通用的网络客户端平台,把各个节点实时数据转换成丰富的显示信息,利用网络客户端,可以在任何地方访问这些信息. 系统解决方案目标如下:
(1)为生产管理提供必要、及时、可靠的现场过程数据,提升生产制造的体系架构,将实时数据转换成企业级的智能管理应用.
(2)通过系统的应用,实现以人驱动数据,以数据驱动设备,最终实现生产控制自动化.
(3)充分利用现有网络和控制设备,保障上层决策应用管理系统的基础数据需求.
3.3 现阶段种子加工中的实际应用
3.3.1 田间收获系统
通过扫描采集事先编码的地块信息和实时过磅、回皮数据,完成田间装车作业,运输车辆进入工厂复磅后直接上烘干线烘干. 系统智能提取基地名称、村组、农户、地块、品种、皮重、毛重、田间净重、复磅净重、重量差额、运输车辆、装卸车时间、进入烘干仓编号等详尽的基础数据,为烘干、脱离、加工等后续作业提供了必要的基础数据,实时生成各基地、品种、重量、水分等方面报表,为实时管理收获进度、控制收获质量提供了完善数据保障.
3.3.2 烘干管理系统
以入仓鲜穗重量、 水分和实时采集的烘仓温度、压力、干湿度等烘仓实时数据为依据,精确掌控烘干进度,大幅度缩短烘干时间,降低加工成本,提高种子质量,为种子存储、加工、销售打下良好的质量基础.
3.3.3 钢板仓温控系统
定点采集、存储仓内实时温度、湿度,辅助管理人员做好通风、降温,最大限度保证种子在存储期间的质量.
3.3.4 全自动配药系统和包衣系统
按照包衣种子数量和各种包衣剂比例,全自动配比包衣用药,剂量控制精确、药剂混合完美、种子包衣均匀、外观鲜亮喜人,提高了农户的购买信心,增强了种子早期在田间的壮苗长势和抗病虫害能力.
3.3.5 数字身份管理系统
在生产加工时实时采集一、二次包装袋条码建立产地、品种、批号、规格、纯度、净度、水分、发芽率、质量等级等对应关系, 发货出库后跟踪产品在销售渠道的流向,是产品防伪、防串管理工作的数据依托,也为逆向查询种子信息提供依据.
3.4 信息化建设的深化与发展
(1)整体来说,本中心现阶段的信息化基础网络结构已经形成,但是管理软件和数据采集只覆盖了加工生产中的部分关键点,数据流不够完整. 收检穗、脱粒、钢板仓(存储)、精选等生产环节还没有相应的管理系统或数据采集点,造成数据流中断,破坏了数据的连续性.有了连续的数据,正向查询可以获得每一个农户生产的种子现在是在运输、收检穗、烘干、脱粒、存储、销售,还是已经播种到农田了;按产品数字身份逆向查询,就可以达到防伪防串货的目的,更深层次可查询到这粒种子的"发源地".
(2)种子加工过程中的计算机辅助控制系统也有待加强, 现阶段的信息化应用只是初步建立了数学模型,并能采集部分关键点的数据,不能实际控制设备. 比如烘干风向转换、钢板仓温度控制等等都可以通过人工智能自动完成,不需要人为干预,把现在的电脑辅助人控制设备转变成人辅助电脑智能控制设备.
(3)各节点软件要根据公司实际情况进一步优化数据模型,完善软件功能,提高数据传输效率. 例如:各软件提供的报表, 可根据敦煌种业实际需要重新进行规划、设计;烘干系统温度采集先存储后显示(现有的系统先显示后存储,远程界面无法看到实时温度);田间收获时的数据采集以农户为对象 (现有系统是以地块为对象);分散的数据采集节点(田间收获系统等)可以以无线网络为依托直接与核心数据库连接, 免去用 CPU 卡传输数据的不便.
4 实现的功能
通过对种子加工过程中各节点的数据采集、软件应用和数据库部署,加工中心生产管理信息化在很大程度上实现了如下的功能:
(1)整合了种子加工过程中的实时数据,解决了现有的多种、多套过程控制系统的联网、集成、管理问题,能够满足多区域、多节点、多过程数据集成的需要.
(2)从全部生产过程中的各个节点收集生产实时数据,并建立相关数学模型,最终提供给企业管理人员和其他应用软件使用.
(3)通过实时跟踪田间收获情况、烘干情况、仓储情况、生产情况等节点的过程信息和设备信息,使生产管理人员对实时生产情况有一个全面准确的掌控.
(4)收集、存储并分析产品数据,为持续的生产过程优化、管理效率的提高提供依据,并为管理控制人员提供友好的操作界面.
(5)全面标准、开放的实时数据、历史数据存储和服务, 并将这些数据以可查询方式提供给相关的管理人员,计算和分析生产成本、产能等有用信息. 这样一来,企业管理层软件(ERP 系统)可以通过三级数据支撑系统按需要访问、组织、使用系统中的数据.
5 生产管理信息化的意义
种子加工生产管理信息化系统的建立,帮助企业增强了在 IT 建设上的回报,提高了投资收益,使种子加工的生产管理系统运行在实时生产过程数据的基础上,大大地从企业信息化建设中受益, 从而提高产品质量,缩短生产周期,降低物料损耗,完善管理流程,为上层管理应用提供数据支撑,极大地提升了企业信息化建设的满意度.
