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信息化时代下的科学储粮 —— 南京灵山数字化粮库建设
发表时间:2014/8/19    阅读次数:3655

2011年深圳第十三届中国国际高新技术成果交易会上,国家粮食局、江苏省粮食局、航天信息股份有限公司签署《物联网技术在粮食流通行业示范应用与推广的框架合作协议》。协议将江苏省确立为全国粮食流通信息化建设试点、示范省,并给与国家和省财政资金支持,将加大江苏省粮食流通信息化建设。江苏省“数字粮库”工程,重点以粮库的作业与管理实现信息化、自动化和智能化为建设目标,通过数字粮库管理平台与数字粮库系统,实现对储备粮集中监管,增强政府对粮食宏观调控能力的专项工程,是江苏省“数字粮食”工程的重要组成部分。

南京粮食集团南京灵山粮食储备库有限公司位于雄州街道工业园区内,占地面积186亩,规划建设建筑面积56326平方米,是南京铁心桥国家粮食储备库全额投资承建的国有独资粮食产业基地,投资总额2.46亿元,粮油储备仓容约10万吨,承担南京粮食集团国家、省、市三级储备粮60%的储备任务,成为南京粮食集团最大的和最主要的粮油储备基地。灵山库充分发挥粮油储备优势,引入了实力较强的粮油加工企业,成为兼具粮油储备、加工、中转、配送等多个功能的综合粮食基地和南京市放心米、面供应基地,成为促进南京及周边粮食流通、稳定南京粮油供应渠道、保障南京900万市民的粮食质量和供应安全的重要平台。

南京灵山粮食储备库有限公司的数字化粮库建设工程作为市商务局上报省粮食局重点培育的全省“百强引领工程”中江苏省首批、南京市唯一的“数字化粮库”建设试点单位,是市商贸旅游集团和南京粮食集团2013年度重点打造的数字化智慧工程。该项目耗资约450万元,于201310月底启动,已于201312月底完工,系统经过了六个月的测试与修改,成功应用于20146月的夏粮收购,南京粮食集团灵山库的数字化粮库建设目前处于全省领先水平。

 数字化粮库建设的内容主要包括粮食出入库作业自动化系统和业务管理系统,涵盖了粮食的进出库作业和日常业务的管理。

一、出入库作业自动化系统

粮库出入库作业自动化系统作为数字化粮库建设、信息化业务管理的重要内容,是整个系统的数据来源。系统主要通过RFID射频识别电子标签对作业相关的人员、货物及车辆等进行身份标识,并使用RFID读写器在报港、扦样、过磅、现场确认及结算等环节,自动对标签信息进行采集与修改,实现对目标的身份识别或实时信息录入,减少人工参与,保证数据信息的客观性。同时系统使用PLC可编程控制器与IPC工业控制计算机取代传统的复杂继电器控制技术,完成对各环节设备的自动化控制,从而形成完整的出入库作业自动化过程。粮库出入库作业自动化流程主要包括报港、扦样、化验及分仓、称重、值仓等环节。

1)报港

在库区大门设立报港处,可以通过刷二代身份证等方法,对有出入库业务的客户进行报港登记并录入至业务系统,登记的信息主要包括客户身份资料、业务种类、货物信息、车船信息、合同信息等,比以往的手工登记车牌及入库时间更加便捷、准确、详细。随后,报港处为车辆配发RFID电子标签作为身份标识及单据信息载体,从而实时跟踪业务流程的各个环节。同时,报港处配备了2台监控显示屏,对车辆进行实时的追踪。

2)扦样、化验及分仓

扦样系统使用的设备为固定式自动扦样机。它的作业目标主要是无盖运输车辆装载的散粮。作业过程中,扦样人员不需上车即可使用扦样摄像观察样品采集情况,扦样的位置及深度可以自由选择,扦取的样品直接通过吸粮管送至质检室等待化验,简便的操作提高了扦样效率,同时防止了普通扦样过程中人为因素对样品品质造成的干扰。

化验结果各数值直接输入至出入库系统化验管理项,不需要像以往人工根据众多复杂指标项多次计算并核对扣量,系统会根据化验结果自动判断等级并计算增扣量,同时将结果实时上传至业务管理系统,在其后的过磅净重中自动结算粮食的实际数量。化验结束后,出入库系统对该样品车辆进行分仓,并引导车辆上磅称重。

3)称重

称重系统通过信号灯、LED显示屏及语音播报设备对过磅车辆进行引导,并使用红外对射及监控摄像对其进行监管,免去了以往司磅员到地磅车辆处检查、引导,也完全除去了人为监管的视觉死角。称重完成后系统将显示并播报过磅结果及作业仓号等信息,引导车辆下磅。

称重系统自动采集地磅数据并上传至业务系统,通过全平台信息集成实现收发粮的实时统计,显示各合同的业务进度并打印收购凭证等单据。称重系统的自动化数据采集不但极大地减少了人工填写及誊抄单据的工作量,而且减少了工作过程中的人为错误。

4)作业确认

值仓员于仓前使用PDA手持机对将要进行出入仓作业的车辆进行身份确认,在现场发现粮食出现问题时及时停止作业。主要工作原理是PDA手持机对标识车辆身份的RFID射频电子标签进行读写操作,同时通过库区内无线专网与业务系统数据库进行连接并登记或核实信息,实现对出入仓车辆的身份确认及出入仓作业的现场监管,这样的无纸化操作避免了以往驾驶员可能遗忘丢失值仓员签字的单据。此外,PDA手持机使用Android系统,利用该操作系统的强大兼容性,可以实现手持机拍照、通话、上网、录音、备忘提醒等功能,为值仓操作提供了极大的便利。

值仓确认后,车辆至地磅处二次称重,系统自动计算出净重再根据化验增扣量信息得出结算数量并将结果实时上传至业务系统进行统计分析、更新仓房库存等信息,高效可靠,最后车辆至报港处退港出库,形成完整的出入库自动化作业流程。

二、业务管理系统

业务管理系统,包括了经营管理、仓储库存、仓储保管、质检管理和决策统计等模块,涵盖了粮库日常的各项业务内容,实现库内粮食质量安全追溯,实现了库内的计算机信息化、集成化管理,为粮库的核心业务提供了信息化支撑,是数字化项目建设的核心内容。业务管理系统还在例如熏蒸药品领用等环节设置了完整的领导审批流程,不但确保了制度的规范执行,而且确保了各项作业内容的安全有效。

业务管理系统可对粮库的各项业务合同内容进行实时查询,并可自动生成相关统计报表提供打印,报表模板包括省市各级储备粮保管总帐及分仓保管帐、储备粮统计台账、库存表、储粮平面示意图、出入库情况表、出入库进度表及汇总表等等,业务系统将最新的数据信息,如日期、品种、出入库数量、仓号库存等,自动填入至报表模板对应位置,方便查询与打印。

业务管理系统的仓储保管模块中集成了虫害、气体在线监测系统。气体检测系统使用气体采集装置对仓内的PH3O2CO2三种气体成分进行分析,当气体浓度达到预设报警值时,系统会提醒相关人员及时采取安全措施。虫害监测系统通过诱虫陷阱定时或实时地对仓内的虫害情况进行检测,利用真空泵将陷阱中捕捉到的粮虫通过红外计数器吸入至集虫瓶,从而计算出虫害数量,可为该仓的熏蒸计划提供可靠的数据依据。虫害及气体在线监测系统结合环流熏蒸系统可以形成一套完整高效的熏蒸杀虫判断、跟踪及验证流程。

业务管理系统还实现了与库区高清视频监控系统的集成,可以对任意监控点的高清画面进行实时调出或录像回放,达到了对全库区全天候无死角监管的目的。同时,高清视频监控系统包括了对粮堆进行实时监管的仓内监控,并使用防爆保护罩对仓内设备进行隔离保护,防止熏蒸气体对电器线路的腐蚀。仓内摄像机可以让领导对仓内情况有直观的了解,同时也可以在熏蒸作业时实时监控仓内的情况,确保仓内作业人员的人身安全。

业务系统也实现了与米厂和烘干车间的对接,通过业务系统可以随时查看米厂和烘干车间的工艺流程图,开机时会对各工段操作情况进行彩色动态的显示,还可以实时查看产能和电耗等。

基于业务管理系统的数据库,通过对粮库办公楼、平房仓、地磅房、烘干房等进行三维建模,构建与粮库实际场景完全相同的三维可视化管理系统。该系统直接调用粮库业务管理系统中的数据、视频监控画面等信息,与三维虚拟粮库完美结合,为领导提供形象、直观统计、分析数据等决策信息。

三、 智能通风系统

南京灵山粮食储备库有限公司所使用的智能通风系统是由江苏省粮食科学研究设计院与扬中灵平风机制造有限公司联合开发的,主要功能是通过采集仓房内外各项温湿度指标,通过比较气温气湿与粮堆的温度湿度,进行逻辑计算,来控制仓房周边仓窗、移动风机、轴流风机、冷谷机等各项设备,实现自动通风。

智能通风系统针对不同的通风目的都有一套完整的设备配置方案,如降低表层粮温可采用自然通风和空调降温2种方式,降低整仓粮温可采用电动密闭阀、通风口风机、冷谷机降温3种方式等。系统通过设定粮温、仓温、气温等数值,可以对智能通风启动和停止条件进行设置,此外还可以实现定时通风、强制关闭等功能。智能通风系统可以实现全天候无人值守的设备启停操作,通过复杂的公式计算得出当前最优的通风方案,提高作业效率,降低能源消耗,避免无效通风,达到节能减排、绿色储粮的目的。

2014年夏粮收购中,灵山数字化管理系统已经被全面使用,并取得了较大成功。使用期间,航天信息的技术人员全程协助我库业务人员,解决了数据共享、业务系统内容及报表格式修改等细节问题。在以后的更新版本中,有望加入库存粮食识别代码等新模块,可实现粮食质量安全追溯等功能。

数字化粮库的建成使我库各级储备粮管理的信息化、智能化水平上到一个新的台阶,同时与江苏省粮食局通过政府专线实现了粮库信息的共享。通过数字化粮库的建设,为粮食仓储管理提供强有力的科技支撑,同时也为各级粮食行政管理部门的监管提供了一个强有力的依据。
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