數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)在打葉復(fù)烤質(zhì)檢中的應(yīng)用

張揚(yáng) 陳清 黃鋒

摘要打葉復(fù)烤質(zhì)量檢測(cè)是打葉復(fù)烤企業(yè)一項(xiàng)重要的工作，為保證檢測(cè)準(zhǔn)確、公正、高效，華環(huán)公司設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一種數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)集成了自動(dòng)采集模塊、管理模塊和反饋?zhàn)酉到y(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)日常檢測(cè)結(jié)果的自動(dòng)采集、實(shí)時(shí)反饋和數(shù)據(jù)的信息化管理。系統(tǒng)操作方便、運(yùn)行穩(wěn)定、擴(kuò)展性好，可在同行業(yè)中進(jìn)行推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞數(shù)據(jù)采集；系統(tǒng)；打葉復(fù)烤；應(yīng)用

中圖分類號(hào)S126文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2014）23-08027-02

作者簡(jiǎn)介張揚(yáng)（1980-），男，安徽安慶人，工藝管理員，在讀碩士，從事打葉復(fù)烤質(zhì)量檢測(cè)和管理工作。*通訊作者，碩士，從事煙葉原料及打葉復(fù)烤工藝研究。

收稿日期20140703打葉復(fù)烤質(zhì)量檢測(cè)，檢測(cè)量大，任務(wù)重，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理采用手工記錄、計(jì)算，人為因素易干擾且易出錯(cuò)，制約了質(zhì)量檢測(cè)和質(zhì)量控制的有效實(shí)施。隨著現(xiàn)代檢測(cè)儀器自動(dòng)化的發(fā)展和復(fù)烤企業(yè)信息化水平的提高[1-2]，質(zhì)量檢測(cè)的信息化系統(tǒng)在打葉復(fù)烤檢測(cè)中得以運(yùn)用。華環(huán)國(guó)際煙草有限公司通過(guò)技術(shù)合作，在充分調(diào)研打葉復(fù)烤質(zhì)量檢驗(yàn)設(shè)備和方法的基礎(chǔ)上[3]，參考國(guó)內(nèi)外數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析管理設(shè)計(jì)模式[4-5]，研究開(kāi)發(fā)了一套數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)（以下稱系統(tǒng)），經(jīng)過(guò)系統(tǒng)采集模塊的調(diào)試和反饋?zhàn)酉到y(tǒng)、數(shù)據(jù)分析管理模塊的設(shè)計(jì)，整個(gè)系統(tǒng)已得到逐漸完善并應(yīng)用于日常的檢測(cè)中，取得了良好效果。

1系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

打葉復(fù)烤質(zhì)量檢驗(yàn)的任務(wù)是按檢測(cè)方法和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求使用檢測(cè)儀器對(duì)產(chǎn)品形成的全過(guò)程產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)和符合性驗(yàn)證，以確認(rèn)其是否符合規(guī)定的質(zhì)量要求，并將檢驗(yàn)的結(jié)果反饋到相關(guān)部門，檢測(cè)部門進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)管理和統(tǒng)計(jì)分析，并出具相關(guān)的檢測(cè)報(bào)告。為實(shí)現(xiàn)打葉復(fù)烤質(zhì)量各項(xiàng)檢測(cè)數(shù)據(jù)的采集和數(shù)據(jù)管理功能，系統(tǒng)分采集和反饋兩個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，檢測(cè)系統(tǒng)共有系統(tǒng)管理、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)管理3大功能模塊，采用3層C/S架構(gòu)，反饋系統(tǒng)采用3層B/S架構(gòu)。其架構(gòu)及功能模塊如所示。

系統(tǒng)功能模塊及總體架構(gòu)其中數(shù)據(jù)采集是系統(tǒng)的關(guān)鍵功能模塊，是數(shù)據(jù)反饋和管理的基礎(chǔ)。根據(jù)檢測(cè)儀器的功能和數(shù)據(jù)采集方法的不同，采集分成3類：①第1類是通過(guò)分析檢測(cè)儀器自帶的數(shù)據(jù)庫(kù)文件內(nèi)容格式，主動(dòng)讀取和轉(zhuǎn)換檢測(cè)結(jié)果，保存到檢測(cè)表單中。這類檢測(cè)儀器有全自動(dòng)水分儀、近紅外分析儀，這種采集方法適用于水分檢測(cè)項(xiàng)和化學(xué)檢測(cè)項(xiàng)。②第2類是通過(guò)分析儀器接口特性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄓ崊f(xié)議，建立分析儀器與計(jì)算機(jī)的通訊連接，直接調(diào)用和讀取檢測(cè)數(shù)據(jù)[4]。這類儀器主要是各型號(hào)帶有RS-232串行接口的電子天平等稱重類儀器，這種采集方法適用于葉片結(jié)構(gòu)及梗含量檢測(cè)數(shù)據(jù)、長(zhǎng)梗率檢測(cè)數(shù)據(jù)等使用電子秤的檢測(cè)項(xiàng)。③第3類是通過(guò)安裝有檢測(cè)系統(tǒng)客戶端的個(gè)人數(shù)字助手（PDA）進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)巡檢，經(jīng)無(wú)線傳輸將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送到服務(wù)器完成數(shù)據(jù)采集。這種采集方法適用于無(wú)通訊接口和軟件，在車間現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)用的溫度測(cè)量?jī)x表檢測(cè)的檢測(cè)項(xiàng)。系統(tǒng)整體物理配置如所示。

系統(tǒng)物理配置示意2系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)

2.1 參數(shù)設(shè)置和管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和管理、反饋離不開(kāi)基礎(chǔ)信息的設(shè)置，根據(jù)人員、檢測(cè)設(shè)備、樣品、檢測(cè)方法和生產(chǎn)的實(shí)際需求，系統(tǒng)管理人員可對(duì)如所示內(nèi)容進(jìn)行初始化自定義設(shè)置，以滿足數(shù)據(jù)采集信息和數(shù)據(jù)分析管理的需要。

系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置與管理2.2自動(dòng)化采集系統(tǒng)已完成對(duì)含水率檢測(cè)、葉片結(jié)構(gòu)及梗含量檢測(cè)、梗中含葉率檢測(cè)、長(zhǎng)梗率檢測(cè)、雜物檢測(cè)、裝箱密度偏差率檢測(cè)、原料檢測(cè)、化學(xué)檢測(cè)等9個(gè)大的檢測(cè)項(xiàng)23個(gè)任務(wù)表設(shè)計(jì)，覆蓋了打葉復(fù)烤企業(yè)所有日常檢測(cè)項(xiàng)目。其中含水率檢測(cè)因?yàn)闄z測(cè)方法、檢測(cè)設(shè)備和所檢測(cè)樣品來(lái)源的不同，系統(tǒng)又在含水率檢測(cè)分別建立慢速檢測(cè)和全自動(dòng)快速檢測(cè)[6]、近紅外檢測(cè)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集。系統(tǒng)采集主界面如所示。

采集作業(yè)主界面系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，檢測(cè)人員可在檢測(cè)室用戶端從檢測(cè)項(xiàng)中選擇打開(kāi)相應(yīng)的任務(wù)表單，填寫(xiě)上述檢測(cè)樣品信息并激活當(dāng)前檢測(cè)采集任務(wù)單元，按照檢測(cè)方法正常流程完成檢測(cè)任務(wù)，如檢測(cè)人員在檢測(cè)煙葉葉片結(jié)構(gòu)及梗含量項(xiàng)目時(shí)，激活系統(tǒng)任務(wù)表中相應(yīng)的記錄單元格，將樣品放上聯(lián)接系統(tǒng)的電子秤，當(dāng)前檢測(cè)采集任務(wù)單元同時(shí)顯示讀數(shù)，待顯示值穩(wěn)定取走樣品，系統(tǒng)即可從電子秤中采集數(shù)據(jù)并保存到檢測(cè)任務(wù)表中，自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到下個(gè)樣品數(shù)據(jù)記錄單元，準(zhǔn)備下個(gè)樣品檢測(cè)數(shù)據(jù)采集，直至完成全部檢測(cè)，同時(shí)完成計(jì)算得到最終檢測(cè)結(jié)果。自動(dòng)采集到任務(wù)表的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)值的質(zhì)量指標(biāo)可將不合格項(xiàng)以紅色字體突顯出來(lái)，便于檢測(cè)人員的質(zhì)量判定。

2.3數(shù)據(jù)查詢與分析管理①系統(tǒng)根據(jù)查詢和管理需求，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類管理，設(shè)計(jì)了客戶、等級(jí)、時(shí)間、加工班次、工序、檢測(cè)方法和檢測(cè)項(xiàng)目等15個(gè)查詢條件，可進(jìn)行單個(gè)條件或多個(gè)條件的復(fù)合查詢，滿足日常對(duì)質(zhì)量數(shù)據(jù)的查詢需求。系統(tǒng)對(duì)查詢結(jié)果進(jìn)行簡(jiǎn)單的描述統(tǒng)計(jì)，質(zhì)量管理者也可根據(jù)需要將查詢的內(nèi)容以XLS格式導(dǎo)出，方便進(jìn)行深入數(shù)據(jù)挖掘分析工作。②含水率檢驗(yàn)特別是成品葉片含水率的檢驗(yàn)是打葉復(fù)烤檢驗(yàn)的重要項(xiàng)目之一，系統(tǒng)專門設(shè)計(jì)了水分對(duì)比查詢，質(zhì)量檢測(cè)與管理人員可對(duì)不同人員、不同方法的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行一鍵查詢，分析檢測(cè)質(zhì)量水平，及時(shí)查找檢測(cè)人員之間是否存在檢測(cè)誤差，分析檢測(cè)方法參數(shù)設(shè)置是否合適，以便進(jìn)行檢測(cè)質(zhì)量控制，提高檢測(cè)人員的業(yè)務(wù)水平和檢測(cè)質(zhì)量水平。③內(nèi)置統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制（SPC）分析工具，對(duì)查詢的某個(gè)檢測(cè)項(xiàng)結(jié)果進(jìn)行分析，區(qū)分出生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)品質(zhì)量的偶然波動(dòng)和異常波動(dòng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理生產(chǎn)過(guò)程中的真實(shí)異常，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)控，達(dá)到保證和提高質(zhì)量的目的，為指導(dǎo)生產(chǎn)和監(jiān)督質(zhì)檢工作提供了有力保障。

2.4報(bào)表生成系統(tǒng)根據(jù)客戶需要按起止日期、等級(jí)、客戶等條件可生成如葉片結(jié)構(gòu)及梗含量、片煙含水率、碎片含水率、煙梗含水率、溫度及其他檢測(cè)項(xiàng)的單項(xiàng)統(tǒng)計(jì)報(bào)表，還可根據(jù)質(zhì)量管理者的需要，選擇所需的統(tǒng)計(jì)條件，自動(dòng)生成質(zhì)量檢測(cè)日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表和生產(chǎn)質(zhì)量考核等報(bào)表，極大地減輕人工統(tǒng)計(jì)工作量，減少人為差錯(cuò)。

2.5信息反饋質(zhì)量檢測(cè)信息反饋系統(tǒng)是一個(gè)基于檢測(cè)系統(tǒng)，為生產(chǎn)車間和其他相關(guān)人員提供實(shí)時(shí)查看質(zhì)檢結(jié)果的子系統(tǒng)，所采集的質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)均能通過(guò)質(zhì)量檢測(cè)信息反饋系統(tǒng)反饋到各終端，系統(tǒng)通過(guò)Web網(wǎng)頁(yè)定時(shí)刷新數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)反饋檢測(cè)結(jié)果，同時(shí)反饋網(wǎng)頁(yè)中的數(shù)據(jù)在反饋服務(wù)端后臺(tái)通過(guò)比對(duì)質(zhì)量指標(biāo)，對(duì)反饋界面中的不合格數(shù)據(jù)紅色字體提示，及時(shí)指導(dǎo)生產(chǎn)，為客戶提供實(shí)時(shí)生產(chǎn)監(jiān)督的平臺(tái)。

3 完善與優(yōu)化設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的反饋和分析管理是建立在采集數(shù)據(jù)信息的完整和準(zhǔn)確基礎(chǔ)上，任何一個(gè)數(shù)據(jù)的差錯(cuò)或缺失都將使得我們的質(zhì)量管理失去有效性。而打葉復(fù)烤檢測(cè)工作參與人員較多，人員素質(zhì)水平又參差不齊，樣品信息的部分內(nèi)容還需人工輸入，易產(chǎn)生人為失誤。系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)方法的要求和應(yīng)用效果的反饋，設(shè)計(jì)了自動(dòng)添加樣品編號(hào)、采樣間隔時(shí)間和自動(dòng)去皮重功能，同時(shí)系統(tǒng)還根據(jù)預(yù)先設(shè)置的采樣要求和檢測(cè)結(jié)果數(shù)值有效性范圍，判斷數(shù)據(jù)之間的邏輯關(guān)系，識(shí)別異常編號(hào)、異常采樣時(shí)間和異常數(shù)據(jù)，當(dāng)出現(xiàn)無(wú)效數(shù)據(jù)及時(shí)通過(guò)對(duì)話框提示說(shuō)明，防止誤操作的產(chǎn)生。