“智慧農(nóng)業(yè)”-利用MES系統(tǒng)打造食用菌數(shù)字化工廠

 北京眾馳自動(dòng)化的客戶在傳統(tǒng)食用菌農(nóng)業(yè)種植的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了工廠化種植，食用菌工廠化栽培的特點(diǎn)是生產(chǎn)穩(wěn)定、規(guī)模大、效率高。但是影響食用菌的生長(zhǎng)因素：溫度、濕度、光照、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等生產(chǎn)過(guò)程無(wú)法獲取具體數(shù)據(jù)，生產(chǎn)者只能依靠經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行判斷。傳統(tǒng)的食用菌工廠化生產(chǎn)存在的缺點(diǎn)是耗能過(guò)大、質(zhì)量不夠穩(wěn)定、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)不夠規(guī)范、基礎(chǔ)性工作不夠扎實(shí)等突出問(wèn)題，需要通過(guò)數(shù)字化工廠系統(tǒng)幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)食用菌種植的智慧化。

       本案例通過(guò)為食用菌工廠化的種植過(guò)程提供基于智能硬件、物聯(lián)技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析等先進(jìn)技術(shù)及MES管理系統(tǒng)的應(yīng)用，幫助農(nóng)業(yè)工廠化種植領(lǐng)域客戶實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全過(guò)程數(shù)字化和智能化管理。通過(guò)為客戶規(guī)劃并構(gòu)建生產(chǎn)信息管控系統(tǒng)，打造較為完備的數(shù)字化種植運(yùn)行模式，構(gòu)建了全程高效的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了蘑菇種植過(guò)程環(huán)境監(jiān)測(cè)、生產(chǎn)優(yōu)化、作業(yè)可視化、智能物流，改變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植落后的生產(chǎn)模式。

       通過(guò)本項(xiàng)目數(shù)字化管理系統(tǒng)的實(shí)施使得企業(yè)在生產(chǎn)管理、質(zhì)量管理、物流管理方面有較大的提升，實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部的蘑菇生產(chǎn)全過(guò)程可視化，蘑菇種植過(guò)程得到及時(shí)的反饋和控制。最終達(dá)成了協(xié)助蘑菇種植過(guò)程管控、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、提高種植效率的目標(biāo)。

       北京眾馳通過(guò)蘑菇種植的生產(chǎn)過(guò)程數(shù)字化管控為切入點(diǎn)，幫助客戶實(shí)施MES系統(tǒng)，使客戶在生產(chǎn)管理、質(zhì)量管理、物流管理體系有較大的提升。項(xiàng)目規(guī)劃并構(gòu)建生產(chǎn)信息管控體系，建立較為完備的數(shù)字化種植運(yùn)行模式，將生產(chǎn)計(jì)劃、質(zhì)量追溯、物流配送、智能AGV巡檢納入到系統(tǒng)建設(shè)，達(dá)到通過(guò)數(shù)字化系統(tǒng)協(xié)助生產(chǎn)過(guò)程、提高產(chǎn)品質(zhì)量控制水平、降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率的目標(biāo)。

  1、蘑菇種植基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

       構(gòu)建了蘑菇種植工廠化管控基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是蘑菇種植過(guò)程管理系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)執(zhí)行、質(zhì)量追溯的基礎(chǔ)。

       2、工藝管理

       構(gòu)建蘑菇種植工藝流程，對(duì)種植工藝路線進(jìn)行圖形化定義和編輯，滿足蘑菇種植工藝流程定義方面的核心需求。工藝流程定義包括：定義種植工序序號(hào)、工序名稱、工序內(nèi)容等，利用系統(tǒng)根據(jù)定義好的工藝路線，結(jié)合種植計(jì)劃生成工廠調(diào)度指令，實(shí)現(xiàn)蘑菇種植過(guò)程中生產(chǎn)切換和物料的流轉(zhuǎn)。

       3、工單管理

       通過(guò)工單管理功能，構(gòu)建四組工單貫穿整個(gè)蘑菇種植的生產(chǎn)流程，實(shí)現(xiàn)蘑菇種植的計(jì)劃管理、過(guò)程跟蹤與異常控制。

生產(chǎn)工單建立之后按照以下工藝路線進(jìn)行流轉(zhuǎn)，每一環(huán)節(jié)在進(jìn)行單據(jù)流轉(zhuǎn)時(shí)需要記錄各環(huán)節(jié)參數(shù)；除此之外可以做到生產(chǎn)追溯。

       工單一：包含攪拌、裝瓶、滅菌、冷卻、接種、碼垛、前培；

       工單二：前培到后培；

       工單三：后培到拆垛、拆垛、搔菌、上架；（含出菇室分配）

       工單四：出菇、采摘、包裝；

       4、生產(chǎn)計(jì)劃執(zhí)行監(jiān)控

       根據(jù)蘑菇種植的生產(chǎn)計(jì)劃以及生產(chǎn)過(guò)程中的原料、產(chǎn)品、質(zhì)量、設(shè)備、壞境等多方面的信息，下達(dá)種植調(diào)度指令、使蘑菇種植活動(dòng)穩(wěn)定持續(xù)進(jìn)行。在調(diào)度過(guò)程中，調(diào)度指令下發(fā)、接收、執(zhí)行情況反饋構(gòu)成調(diào)度管理系統(tǒng)閉環(huán)控制。

       5、WMS倉(cāng)庫(kù)信息

       在MES系統(tǒng)創(chuàng)建倉(cāng)儲(chǔ)模型（二維地圖，包括前培倉(cāng)庫(kù)、后培倉(cāng)庫(kù)、生長(zhǎng)倉(cāng)），通過(guò)與WMS系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)庫(kù)區(qū)、庫(kù)位、物料等數(shù)據(jù)在地圖的展示。物料進(jìn)庫(kù)后關(guān)聯(lián)時(shí)間日期標(biāo)簽。根據(jù)預(yù)設(shè)工藝，跟蹤庫(kù)存物料培養(yǎng)時(shí)間等信息。對(duì)于不同區(qū)域、不同物料培養(yǎng)時(shí)間，以不同顏色區(qū)分。

       6、物料轉(zhuǎn)移

       在生產(chǎn)執(zhí)行過(guò)程中，對(duì)于碼垛->前培->后培->卸垛等蘑菇種植過(guò)程滿足物料轉(zhuǎn)移要求時(shí)（例如：培養(yǎng)時(shí)間大于預(yù)設(shè)時(shí)間方生效，其它情況系統(tǒng)默認(rèn)無(wú)效指令），手動(dòng)在MES系統(tǒng)創(chuàng)建移庫(kù)指令，指令下達(dá)采用靈活的圖形化方式，如手工選中待轉(zhuǎn)移、目標(biāo)轉(zhuǎn)移區(qū)域。移庫(kù)指令經(jīng)人工確認(rèn)后，向WMS系統(tǒng)發(fā)送物料轉(zhuǎn)移指令。

系統(tǒng)提供碼垛區(qū)物料的展示，供碼垛區(qū)人工查看。碼垛區(qū)建議實(shí)現(xiàn)碼垛機(jī)控制系統(tǒng)與AGV控制系統(tǒng)的對(duì)接，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)指令的銜接。

       7、巡檢機(jī)器人管理

       1）巡檢機(jī)器人指令下達(dá)

       實(shí)現(xiàn)向巡檢機(jī)器人巡檢指令的下達(dá)，包括時(shí)間、區(qū)域等信息。

       2）巡檢機(jī)器人狀態(tài)監(jiān)控

       基于倉(cāng)庫(kù)的二維地圖，通過(guò)集成實(shí)現(xiàn)巡檢機(jī)器人的位置、軌跡、采集到的圖像和視頻、狀態(tài)等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)展示，直觀顯示巡檢機(jī)器人巡檢過(guò)程。

       通過(guò)巡檢視頻播放、存儲(chǔ)；品管人員通過(guò)視頻回放遠(yuǎn)程查看菌株的生長(zhǎng)狀況。而無(wú)需人員到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)查看7、巡檢機(jī)器人管理

       1）巡檢機(jī)器人指令下達(dá)

       實(shí)現(xiàn)向巡檢機(jī)器人巡檢指令的下達(dá)，包括時(shí)間、區(qū)域等信息。

       2）巡檢機(jī)器人狀態(tài)監(jiān)控

       基于倉(cāng)庫(kù)的二維地圖，通過(guò)集成實(shí)現(xiàn)巡檢機(jī)器人的位置、軌跡、采集到的圖像和視頻、狀態(tài)等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)展示，直觀顯示巡檢機(jī)器人巡檢過(guò)程。

       通過(guò)巡檢視頻播放、存儲(chǔ)；品管人員通過(guò)視頻回放遠(yuǎn)程查看菌株的生長(zhǎng)狀況。而無(wú)需人員到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)查看。

       8、質(zhì)量管理

       實(shí)現(xiàn)蘑菇種植過(guò)程質(zhì)量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的管理，檢驗(yàn)計(jì)劃的編制及維護(hù)，種植檢驗(yàn)管理，產(chǎn)品質(zhì)量追溯數(shù)據(jù)鏈的貫通。

       9、能耗分析

       通過(guò)與蘑菇種植自動(dòng)化控制OneNET系統(tǒng)集成，采集到各種能源計(jì)量?jī)x表實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)多維度橫向、縱向、追溯分析，實(shí)現(xiàn)能源管理和用能異常的追根溯源。具體內(nèi)容：采集設(shè)備電能消耗量，區(qū)域能耗、部門能耗的數(shù)據(jù)，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并支持工作日、非工作日等能耗等統(tǒng)計(jì)分析，支持同比、環(huán)比分析統(tǒng)計(jì)，并形成分析報(bào)告。

       10、報(bào)表、看板管理

       通過(guò)系統(tǒng)的報(bào)表工具提供數(shù)據(jù)項(xiàng)可配置、顯示項(xiàng)可配置在線編輯功能，并提供看板終端的在線統(tǒng)一管理。幫助客戶實(shí)現(xiàn)蘑菇種植動(dòng)態(tài)顯示計(jì)劃，計(jì)劃完成情況、種植實(shí)績(jī)情況等信息。

       通過(guò)智能液晶電視機(jī)可視化看板工具實(shí)現(xiàn)蘑菇種植全過(guò)程的可視化管理。

       11、系統(tǒng)集成

       MES系統(tǒng)位于企業(yè)信息系統(tǒng)的中間層，通過(guò)和蘑菇種植自動(dòng)化控制層、業(yè)務(wù)層集成在一起來(lái)滿足企業(yè)的蘑菇種植管理需求。幫助企業(yè)打通蘑菇種植全過(guò)程的數(shù)據(jù)鏈條，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化工廠的管理升級(jí)。

       1）OneNET平臺(tái)

       根據(jù)功能規(guī)劃數(shù)據(jù)要求，通過(guò)OneNET平臺(tái)提供的OpenAPI進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)接、聯(lián)調(diào)，滿足對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)、安全等要求。

       2）數(shù)據(jù)接口

       系統(tǒng)對(duì)外提供質(zhì)量數(shù)據(jù)、工單數(shù)據(jù)等，以作其它應(yīng)用的數(shù)據(jù)來(lái)源。與OneNet平臺(tái)，AGV控制系統(tǒng)，巡檢機(jī)器人控制系統(tǒng)具備雙向數(shù)據(jù)交互能力。

       3）二次開(kāi)發(fā)接口

       提供對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)操作的SDK包，開(kāi)放數(shù)據(jù)庫(kù)操作權(quán)限，客戶可以進(jìn)行相應(yīng)的增刪改查等系統(tǒng)后續(xù)完善需求。

       （一）經(jīng)濟(jì)價(jià)值

       通過(guò)本項(xiàng)目的實(shí)施，幫助客戶自主研發(fā)出國(guó)內(nèi)首個(gè)“節(jié)能食用菌工廠化循環(huán)農(nóng)業(yè)”模式，實(shí)現(xiàn)食用菌種植全過(guò)程數(shù)字化和智能化管理,打造世界一流的食用菌工廠。

       實(shí)現(xiàn)食用菌種植全過(guò)程的生產(chǎn)、質(zhì)量、工藝、設(shè)備、車間物流配送整個(gè)過(guò)程的透明化管理，提高生產(chǎn)效率，提高質(zhì)量、降低成本。實(shí)時(shí)記錄種植信息，及時(shí)監(jiān)控和發(fā)現(xiàn)種植、檢驗(yàn)、外協(xié)、倉(cāng)儲(chǔ)等問(wèn)題，通過(guò)數(shù)據(jù)分析，不斷挖掘優(yōu)化種植運(yùn)營(yíng)空間，降低運(yùn)營(yíng)成本，縮短種植周期，提高工作效率。通過(guò)食用菌種植數(shù)字化工廠系統(tǒng)建設(shè)，幫助企業(yè)達(dá)成種植效率提升10%，產(chǎn)品不合格率降低15%，運(yùn)營(yíng)成本降低10%的目標(biāo)。

       （二）轉(zhuǎn)型變革

       通過(guò)此次項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)信息化企業(yè)和農(nóng)業(yè)種植的跨行業(yè)深度合作，通過(guò)合作雙方資源優(yōu)勢(shì)激發(fā)出全新創(chuàng)造力，打造智慧農(nóng)業(yè)新方式，引領(lǐng)科技生活新標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)不斷推動(dòng)農(nóng)業(yè)+AI、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的落地應(yīng)用，為農(nóng)業(yè)發(fā)展、食用菌工廠化生產(chǎn)帶來(lái)更智能的新時(shí)代。

       通過(guò)建設(shè)“數(shù)字食用菌”工廠化管理，極響應(yīng)中央提出的“實(shí)施數(shù)字鄉(xiāng)村戰(zhàn)略”，深入推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+食用菌”工作?；ヂ?lián)網(wǎng)應(yīng)用已經(jīng)成為食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展的血管、決策的神經(jīng)系統(tǒng)、產(chǎn)品出行的工具，缺之不可。之后要加快建成“中國(guó)食用菌大數(shù)據(jù)”中心，從服務(wù)企業(yè)和市場(chǎng)出發(fā)，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、大數(shù)據(jù)分析，為食用菌生產(chǎn)、價(jià)格、交易、融資、技術(shù)和風(fēng)險(xiǎn)的監(jiān)控提供服務(wù)，進(jìn)一步提高市場(chǎng)交易的便利和質(zhì)量水平，讓企業(yè)及行業(yè)更加安心經(jīng)營(yíng)、放心交易和創(chuàng)新發(fā)展。