全自動茶產品包裝器械電氣控制軟件系統的設計研究

耿 亞

（常州工程職業技術學院，江蘇常州 213164）

1 全自動茶產品包裝器械設計需求

1.1 茶葉供應基數需求

茶文化在現代互聯網平臺，實現了二次流行的繁榮景象，茶葉類產品的國內產銷量也在茶文化的發展下不斷攀升，部分茶產品甚至出現了供需不足的情況。國家“一帶一路”的推進，茶產品除國內的產銷量外，國外的出口量也持續擴大。由此，茶葉供應基數較大。據《2018-2023年中國茶行業市場分析與投資咨詢報告》顯示，未來十年，我國茶葉產銷量依舊繼續攀升。在大基數的產品需求下，茶產品的包裝設計開始創新發展，茶產品包裝器械的電氣設計系統也需要不斷更1.2人工變動效率需求

在大基數茶產品的需求量下，傳統的人力手工包裝甚至半自動器械包裝，都已經不再適應制茶工廠。一方面，人工勞動力的工作效率及工作質量具有流變性。針對部分關鍵的包裝崗位，當人力工作安排具有變動時，包裝循環鏈上的缺位問題會影響整體效率。并且，人作為情感需求個體，其身體狀態的好壞及個人情緒，都會影響工作質量。另一方面，同等效率下的人工成本相較于機器成本更高。且隨著我國義務教育的開展，學術型人才增多、技術性人才減少，人工勞動力成本較以往有所增加。由此，無論從包裝效率、包裝質量還是包裝耗費成本來考量，人工勞動力已經無法滿足現階段的茶包裝需求。在此情況下，茶包裝的自動化設備器械開始大規模生產，大規模產出下政府對器械電氣控制系統的監測手段也在不斷升級。

1.3 消費群體無菌需求

社會主義市場經濟效益的提升下，人民對物質生活的質量要求提升，對茶葉的要求從解渴、清神上升到對口感、品牌的要求，對茶包裝的要求也從盛放茶葉的器物上升到對包裝設計美感、包裝保鮮質量、包裝潔凈度等更高層次的需求。現階段消費群體對茶食品包裝的“無菌需求”，促進茶工廠必須在全自動一體操作無菌空間下進行包裝作業。例如云南白茶市場，就以“鎖鮮裝”的定義進行茶葉推廣。白茶工廠將白茶加工后，以全自動無菌包裝技術，將未被烘干處理的茶葉直接進行封閉裝盒，全過程均以無人電氣系統進行中控操作，線路簡單經濟、操作方便快捷，既能夠滿足市場對無菌操作的需求，又可控制包裝成本、提升經濟效益。可見，茶產品全自動器械下無人化包裝，已經成為現代茶市場的包裝制作趨勢。

2 現行包裝器械電氣控制系統的設計探究

2.1 全自動化實現度探究

現階段的茶產品全自動包裝器械，以“全自動”概念進行推廣及包裝制作，但其并不能真正的實現百分之百地全自動無人化使用。以電氣系統的制動停車為例，一般茶工廠包裝器械的電氣系統，都會有自動制動及手動調試等操作開關，以防在電氣供應線路出現問題時，設備能夠自動采取迅速停車、斷電等控制環節，但在組合開關或緊急能耗制動等問題上，仍需手動操控調試。即自動控制系統僅僅能夠起到“暫停錯誤”的作用，其錯誤的解決及重啟還需要人工手動進行操作。

2.2 人工復檢糾錯度探究

全自動化器械包裝無法實現自身的錯誤改正及零件修復，因此，定期的人工復檢是全自動器械的必要環節。針對未出廠的包裝器械或者已經正在使用的包裝器械，人工復檢都是在機器自動檢查后的必要步驟，以往，人工復檢能夠檢測出機器正常程序檢測不出的反向問題，但人工復檢的糾錯度卻存在糾錯率低及內部細節糾錯不全面等問題。隨著近年來包裝器械的精密化發展，器械設備的精度及操作復雜性已經到了肉眼難以辨別的高度，人工復檢的難度越來越大，人工復檢糾錯失敗率由以往的13%上升到21.8%。針對許多器械內部含有精密算法的零件，人工無法復檢出因微小事物而可能出現的隱藏性器械故障，即人工復檢的預測性也稍有不足。并且，在茶工廠人員儲備需求不足的情況下，人力檢測專員的基數也在縮水、而包裝器械電氣系統的精度及基數卻在增加，且針對部分電氣系統的安全檢查，人工復檢存在人力安全隱患。在此情況下，必須以人工思維完成機器復檢或第三方系統對電氣系統的的設計進行全面監察。

2.3 數字化測量調試探究

電氣控制系統對設備有控制、保護、測量等功能，數字化測量調試不同于人工復檢，其調試測量的是系統配置及器械設備工作時整體性的適宜度，而非是系統內部的錯誤性問題。電氣控制系統的數字化測量手段，可對器械設備和自身系統不斷進行升級，但其測量升級都是“單向性”的單次升級作用，而不具有多向性的數據比較分析功能。以全自動拉伸膜真空包裝機的測量調試為例，其在把薄膜加熱的過程中，電氣系統對其加熱溫度的調試隨著實驗不斷精準升級，但每次升級的數據并沒有在計算機進行直接錄入，也沒有與其他廠家或地區的同等器械設備的加熱溫度數據進行比較分析，因此，其數字化的測量調試不具有對比后的最佳考察性。現如今，多數全自動茶包裝器械的電氣系統日常數據，還沒有與計算機網絡直接聯結，這就導致電氣系統測量調試時數據不精準、數據不全面下更新升級慢等問題。

3 全自動茶包裝器械電氣控制系統的優化路徑

3.1 智能思維導入中控系統

鑒于“全自動化”實現的不全面性，以計算機人工智能思維導入器械設備的中控系統，在電氣系統出現問題時模擬人工思維，對電氣系統進行制動停車等操作。對于半自動化需要的人工操控行為，智能思維不僅能夠模擬人腦進行正確判斷，還能夠對可能發生的電氣系統故障進行預判，提前手動停止設備運行，省去電氣系統發生故障后再停止的耗費維修成本。

3.2 第三方監測及反饋系統

人工復檢的糾錯度不僅存在問題，其糾錯后的反饋度也十分緩慢。鑒于對電氣系統監測的權威性，以第三方監測及反饋系統錄入電氣設計系統的整體環節，以紅外感應、時時監測、即實反饋的形式，及時發現電氣系統設備中的零件故障。以紅外射感進行覆蓋式監測，不僅能夠省去人工復檢的人力復雜環節，其紅外感應技術還能夠察覺到肉眼觀測不到的內部微小細節。在監測后的即實反饋系統中，第三方監測數據直接傳達給檢修工廠或整改機構，也可預防茶工廠內部檢修不到位、隱瞞器械故障繼續工作后導致茶產品包裝不嚴、茶產品保質期限不佳等茶葉質量問題。

3.3 區域網鏈同步升級平臺

在計算機云存儲數據庫導入電氣控制系統的設計環節后，電氣系統的日常操作調試、及啟動后的各類數據都能夠即實反饋在計算機頁面上。基于此，在同區域或同民族設置電氣控制設計主題的區域網鏈社交平臺，其不僅能夠對設備的維護問題進行交流探討，還能夠在數據對比分析下，確保以最佳更新方式對設備進行更新升級。除此之外，針對不同區域茶種的特殊性，對網鏈平臺本地茶種可用的特殊包裝類器械設備的數據調試，也能夠以區域性、專業性的視角入手，在保障本民族茶葉的保鮮度的同時，進行電氣系統設計的微調控，以達到保障質量下電氣系統運作時節能減排的效果。

4 結束語

現階段的茶產品全自動包裝器械，以“全自動”概念進行推廣及包裝制作，但其并不能真正的實現百分之百的全自動無人化使用。通過智能思維導入中控系統、第三方監測反饋系統、區域網鏈同步升級平臺等路徑，將計算機高科技技術融入全自動茶包裝電氣系統的設計路徑中，以保障電氣系統能夠在智能、安全、有效的環境中運行，達到維護機器壽命、提高節能程度及升級更新設備提高效率等效用，促進茶包裝市場的現代化發展，推進茶產品的可持續繁榮。