數據采集與管理系統在打葉復烤質檢中的應用

張揚 陳清 黃鋒

摘要打葉復烤質量檢測是打葉復烤企業一項重要的工作，為保證檢測準確、公正、高效，華環公司設計開發了一種數據采集與管理系統。該系統集成了自動采集模塊、管理模塊和反饋子系統，可實現日常檢測結果的自動采集、實時反饋和數據的信息化管理。系統操作方便、運行穩定、擴展性好，可在同行業中進行推廣應用。

關鍵詞數據采集；系統；打葉復烤；應用

中圖分類號S126文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）23-08027-02

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

收稿日期20140703打葉復烤質量檢測，檢測量大，任務重，傳統的數據處理采用手工記錄、計算，人為因素易干擾且易出錯，制約了質量檢測和質量控制的有效實施。隨著現代檢測儀器自動化的發展和復烤企業信息化水平的提高[1-2]，質量檢測的信息化系統在打葉復烤檢測中得以運用。華環國際煙草有限公司通過技術合作，在充分調研打葉復烤質量檢驗設備和方法的基礎上[3]，參考國內外數據采集和數據分析管理設計模式[4-5]，研究開發了一套數據采集與管理系統（以下稱系統），經過系統采集模塊的調試和反饋子系統、數據分析管理模塊的設計，整個系統已得到逐漸完善并應用于日常的檢測中，取得了良好效果。

1系統總體架構設計

打葉復烤質量檢驗的任務是按檢測方法和技術標準要求使用檢測儀器對產品形成的全過程產品質量進行檢測和符合性驗證，以確認其是否符合規定的質量要求，并將檢驗的結果反饋到相關部門，檢測部門進行必要的數據管理和統計分析，并出具相關的檢測報告。為實現打葉復烤質量各項檢測數據的采集和數據管理功能，系統分采集和反饋兩個子系統進行設計，檢測系統共有系統管理、數據采集和數據管理3大功能模塊，采用3層C/S架構，反饋系統采用3層B/S架構。其架構及功能模塊如所示。

系統功能模塊及總體架構其中數據采集是系統的關鍵功能模塊，是數據反饋和管理的基礎。根據檢測儀器的功能和數據采集方法的不同，采集分成3類：①第1類是通過分析檢測儀器自帶的數據庫文件內容格式，主動讀取和轉換檢測結果，保存到檢測表單中。這類檢測儀器有全自動水分儀、近紅外分析儀，這種采集方法適用于水分檢測項和化學檢測項。②第2類是通過分析儀器接口特性和數據傳輸的通訊協議，建立分析儀器與計算機的通訊連接，直接調用和讀取檢測數據[4]。這類儀器主要是各型號帶有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構及梗含量檢測數據、長梗率檢測數據等使用電子秤的檢測項。③第3類是通過安裝有檢測系統客戶端的個人數字助手（PDA）進行現場巡檢，經無線傳輸將數據實時發送到服務器完成數據采集。這種采集方法適用于無通訊接口和軟件，在車間現場檢測用的溫度測量儀表檢測的檢測項。系統整體物理配置如所示。

系統物理配置示意2系統功能的實現

2.1 參數設置和管理系統的數據采集和管理、反饋離不開基礎信息的設置，根據人員、檢測設備、樣品、檢測方法和生產的實際需求，系統管理人員可對如所示內容進行初始化自定義設置，以滿足數據采集信息和數據分析管理的需要。

系統參數設置與管理2.2自動化采集系統已完成對含水率檢測、葉片結構及梗含量檢測、梗中含葉率檢測、長梗率檢測、雜物檢測、裝箱密度偏差率檢測、原料檢測、化學檢測等9個大的檢測項23個任務表設計，覆蓋了打葉復烤企業所有日常檢測項目。其中含水率檢測因為檢測方法、檢測設備和所檢測樣品來源的不同，系統又在含水率檢測分別建立慢速檢測和全自動快速檢測[6]、近紅外檢測，以實現數據的采集。系統采集主界面如所示。

采集作業主界面系統運行時，檢測人員可在檢測室用戶端從檢測項中選擇打開相應的任務表單，填寫上述檢測樣品信息并激活當前檢測采集任務單元，按照檢測方法正常流程完成檢測任務，如檢測人員在檢測煙葉葉片結構及梗含量項目時，激活系統任務表中相應的記錄單元格，將樣品放上聯接系統的電子秤，當前檢測采集任務單元同時顯示讀數，待顯示值穩定取走樣品，系統即可從電子秤中采集數據并保存到檢測任務表中，自動跳轉到下個樣品數據記錄單元，準備下個樣品檢測數據采集，直至完成全部檢測，同時完成計算得到最終檢測結果。自動采集到任務表的數據，系統根據預設值的質量指標可將不合格項以紅色字體突顯出來，便于檢測人員的質量判定。

2.3數據查詢與分析管理①系統根據查詢和管理需求，對數據進行分類管理，設計了客戶、等級、時間、加工班次、工序、檢測方法和檢測項目等15個查詢條件，可進行單個條件或多個條件的復合查詢，滿足日常對質量數據的查詢需求。系統對查詢結果進行簡單的描述統計，質量管理者也可根據需要將查詢的內容以XLS格式導出，方便進行深入數據挖掘分析工作。②含水率檢驗特別是成品葉片含水率的檢驗是打葉復烤檢驗的重要項目之一，系統專門設計了水分對比查詢，質量檢測與管理人員可對不同人員、不同方法的檢測結果進行一鍵查詢，分析檢測質量水平，及時查找檢測人員之間是否存在檢測誤差，分析檢測方法參數設置是否合適，以便進行檢測質量控制，提高檢測人員的業務水平和檢測質量水平。③內置統計過程控制（SPC）分析工具，對查詢的某個檢測項結果進行分析，區分出生產過程中產品質量的偶然波動和異常波動，及時發現并處理生產過程中的真實異常，實現對生產過程的監控，達到保證和提高質量的目的，為指導生產和監督質檢工作提供了有力保障。

2.4報表生成系統根據客戶需要按起止日期、等級、客戶等條件可生成如葉片結構及梗含量、片煙含水率、碎片含水率、煙梗含水率、溫度及其他檢測項的單項統計報表，還可根據質量管理者的需要，選擇所需的統計條件，自動生成質量檢測日報表、月報表和生產質量考核等報表，極大地減輕人工統計工作量，減少人為差錯。

2.5信息反饋質量檢測信息反饋系統是一個基于檢測系統，為生產車間和其他相關人員提供實時查看質檢結果的子系統，所采集的質量檢測數據均能通過質量檢測信息反饋系統反饋到各終端，系統通過Web網頁定時刷新數據，實時反饋檢測結果，同時反饋網頁中的數據在反饋服務端后臺通過比對質量指標，對反饋界面中的不合格數據紅色字體提示，及時指導生產，為客戶提供實時生產監督的平臺。

3 完善與優化設計

系統的反饋和分析管理是建立在采集數據信息的完整和準確基礎上，任何一個數據的差錯或缺失都將使得我們的質量管理失去有效性。而打葉復烤檢測工作參與人員較多，人員素質水平又參差不齊，樣品信息的部分內容還需人工輸入，易產生人為失誤。系統根據檢測方法的要求和應用效果的反饋，設計了自動添加樣品編號、采樣間隔時間和自動去皮重功能，同時系統還根據預先設置的采樣要求和檢測結果數值有效性范圍，判斷數據之間的邏輯關系，識別異常編號、異常采樣時間和異常數據，當出現無效數據及時通過對話框提示說明，防止誤操作的產生。